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地震活動変化による茨城県沖Ｍ７固有地震の予知手法
Prediction Procedures for M7 Characteristic Earthquakes off Ibaraki
Prefecture based on Seismicity Change
防災科学技術研究所
National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention

2008 年 5 月 8 日，茨城県沖に発生した M7.0 の地震は，約 22 年の間隔をおいて同じアスペリティを繰り返し破壊する固有地震とみることができる 1)．前回は，1982 年 7 月 23日に同じ M7.0 の地震が起きているが，防災科学技術研究所の微小地震観測は，この２個の地震をまたいで観測し，連続したデータファイルを構築している．そこで，それぞれの地震直前の地震活動変化を比較した結果，固有地震発生直前に特有の変化パタンが出現することをつきとめた．第１図は，微小地震データの震央分布とマグニチュード時系列を示す．
図(a)の A，B は，２個の固有地震の震央，点線囲いは両方の地震に共通なスリップ領域を示す（室谷ほか 2)，名古屋大学 3)）．(b)の時系列から，1982 年時点で M2.0 までであった観測能力が，2008 年にはＭ1.5 以下にまで向上したことが分かる．このデータを用い，地震活動変化を示す図を以下の手続きをもって作成した．まず，10 ヶ月のタイムウインドウで一定のマグニチュードしきい値以上の地震を採取し，デクラスタリング処理を施す．次に，21km 角の枡内で前後 5 ヶ月分ずつの地震個数の比を求め，枡を 1km ずつ移動することでスムージングを施す．第２図は，この手続きで得た比の分布を色階調で描いた結果である．
赤は後半での活性化，青は静穏化を表わす．図 A は 1982 年地震の直前(しきい値は M2.0)，
図 B は 2008 年地震の直前(しきい値は M1.5)に対応する．重要なのは，両者の分布パタンが非常に似通って見えることである．両者の類似度を数値化するため，空間パタンについて相関係数を求めると r=0.58 となった．相関係数に対して自由度 22 の t 分布を仮定すると，r=0 の帰無仮説に対する有意水準は 0.16％，すなわち第２図の２個のパタンは有意な正相関ということになる．
第３図は，相関係数の時間変化グラフである．(a)は約 30 年分を 5 ヶ月おきにプロットした図，(b)はその最後の１年分を拡大した図である．ともに第２図 A(1982 年の地震直前)をリファレンスとした相関係数の変化を示す．この図から，A と高い相関を持つパタンは B,すなわち 2008 年の地震直前のみであることが分かる．前述したように，これは，固有地震の発生直前に，微小地震活動に特有の変化が現れたということを意味し，ひいては，準静的すべりとこれに伴う主要アスペリティへの応力集中といった準備過程が存在することを示唆している．以上の結果に基づいて，2030 年頃と予想される次回の固有地震に対する予知手法を提案する．第３図(c)は，第２図 A と B のそれぞれをリファレンスとして，２個の相関係数 rA，rB を求め，10 ヶ月のウインドウを 1 日ずつ移動しながらプロットした結果である．ここでは，r0=0.53(水平破線)とおいたしきい値を超えるかどうかをモニターしてい- 159 -

る．今回の結果では，rA は 1982 年地震の約１ヶ月後から 2008 年地震の発生 4 日前までの9421 日の間 r0 を超えることは一度もなかった．次回も同様の準備過程が出現するならば，相関係数をモニターすることで直前予知に成功することが期待できる．
（松村正三）
参考文献
1) 気象庁地震予知情報課，2009，連絡会報，80，125-147.
2) 室谷・菊地・山中, 2003 年度秋季日本地震学会予稿集. P029, 2003.
3) 名古屋大学，2008，連絡会報，80，108-108.

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第１図

防災科学技術研究所の微小地震観測データ．(a)茨城県沖の震央分布図．A，B は，1982 年，2008 年固有地震の震央．点線囲みは，両方の地震に共通なスリップ域．
(b)同マグニチュード時系列．2003 年初頭の不連続は，Hi-net 観測への切り替えによる．
Fig.1 Micro-seismicity off Ibaraki Prefecture observed by the NIED network for about
30years. (a) Epicentral map where the stars A and B are the epicenters of the1982 M7.0 and the 2008 M7.0, respectively. The dotted enclosure indicates themain slip zone common to both earthquakes. (b) Magnitude-time sequence of themicro-seismicity. A distinct discontinuity at the beginning of 2003 is attributed toa revision of the observation system.

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地震活動変化図．10 ヶ月のウインドウで前後 5 ヶ月分ずつの地震個数比の分布．
赤は後半での活性化，青は静穏化を表わす．A は 1982 年地震の直前．B は 2008年地震の直前．
Fig.2 Maps of the micro-seismicity change which indicates ratios of earthquake
frequencies between two successive periods of each five months. The numerals in
the index bar are percentages. The red (blue) corresponds to activation with aratio greater than 100 % (quiescence less than 100%). A: just before the 1982
event. B: just before the 2008 event.
第２図- 162 -

変化パタンの類似性を表わす相関係数の時系列．(a)第２図 A をリファレンスとした相関係数の長期変化（プロットは 5 ヶ月おき）．(b)最後１年分の拡大図（プロットは 1 日おき）．(c)次回固有地震予知のためのモニタリング．rA (実線)，rB (破線)は，それぞれ第２図 A と B をリファレンスとして求めた相関係数．水平破線は，警報レベル．
Fig.3 Variations of correlation coefficients indicating the similarity in the seismicity
change pattern. (a) Long-term variation of the coefficients calculated by setting
Fig.2A as a reference. (b) Detailed variation of the correlation coefficients for thelast one year of (a), where the time window is moved every day. (c) Monitoring ofthe correlation coefficients for the prediction towards the next characteristic
earthquake. Two kinds of correlation coefficients rA (solid line) and rB (brokenline) are monitored. They are calculated by setting each pattern of Fig.2A and 2B
as the respective reference. The horizontal broken line is a threshold for warning.
第３図- 163 -