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日本の地震の前兆現象
Precursory Phenomena to Earthquakes Occurring in and around Japan
防災科学技術研究所
National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention

筆者はかねてより日本の地震の前兆現象の収集とそれに基づく統計的研究を行ってきたが1)，1993年分までが更にまとまったので，改めて改訂版としてここに報告する。引用文献は数百を超えるのでここでは割愛する。引用文献の圧倒的多数は地震予知連絡会会報であるが，他に静岡県地震対策課2)や鈴木3)等がある。一部は内外の学術雑誌にも発表されている。
ここで言う前兆現象とは前兆の可能性のある現象のことであり，所謂異常現象である。そのような前兆現象を取り出す方法は，一部を除いて，まだ定量的客観的には記載されていない。前兆としての採用については，報告者の判断を殆ど採用しているが，筆者がどうしても理解できない一部のものは取り上げなかった。
この様にして収集された前兆の数を分野別に集計した結果が 第１図 である。更に細分化したものが 第１表 に示してある。総数は 925 に達するが，その３分の２は地震学的前兆であり，その中の過半数は前震活動である。次に多いのは地殻変動連続観測による前兆現象であり，ついで，電磁気学的前兆現象，化学的前兆現象，測地学的前兆現象がある。 第１表 の「分類」については，表の説明のような長期と短期の分類であるが，ただ一つの例外として「地震波形ＳＳＦ」がある。これは既に 11 の例が存在するが，前兆期間が短期のものと非常に長期ものとが混在しているために長期にも短期にも入れなかった。短期前兆現象は全体の約７割を占めている。
1965 年に開始された日本の地震予知計画の観測強化の効果を考慮して，1971 年以降の期間に対しては組織的な調査を行った。その結果は 第２表 に示すように，５個以上の前兆を伴った地震は 16個に達している事が分かった。更にそのうちの６個の地震は 10 個以上の前兆を伴っていた。これらの地震の震央は第２図に示してあるが，伊豆半島とその周辺に多く見られる。これは，地震活動の活発さも示しているであろうが，観測強化地域での多項目の多数の観測の成果である。
また，被害地震に注目して調べた結果は 第３表 に示すとおりである。即ち，理科年表4)と気象庁
5)，6)によると 1971 年以降の被害地震は 23 個あるが，そのうちの 21 個の地震については平均６個の前兆が報告されていることも明らかとなった。これらの 23 の被害地震の震央は 第３図 に示す。
次に，被害とは無関係に，日本とその周辺で発生した全ての地震について前兆現象との関係を組織的に調べた。結果は 第４表 に示す。調べた時空間領域は表の説明のように 1971〜1993 年間で日本の主な４島を含む第２図と同じ緯度・経度の範囲である。地震の資料は気象庁カタログによった。
地震予知の立場からは大きな地震ほど有利な事を示しており，
マグニチュード（Ｍ）Ｍ５級の地震の 8％(88/1100)の地震が平均 1.6 個の前兆
Ｍ６級の地震では 35％(40/115)の地震が平均 3 個の前兆Ｍ７級の地震では 87％(13/15)の地震が平均 6 個の前兆を伴っていた事が明らかとなった。この間の 15 のＭ７級地震の震央は 第４図 に示す。

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次に，明らかとなった前兆現象の前兆期間（前兆の出現から本震の発生までの時間間隔）の統計的性質について述べる。 第５図 は短期及び長期（ 第１表 の分類でＳ及びＬとあるもの）前兆現象の前兆期間Tpの確率分布関数Pcを示したものである。ここでPcの意味を説明すると，短期前兆現象の場合，Tp＝10 日の上を見るとPcは約 0.7 であるが，これは短期前兆現象の約 70％は前兆期間Tpが 10 日以内であることを意味している。図が示すように短期及び長期の分布関数の違いは明瞭であり，これは背後にある出現メカニズムの違いを示すものと考えている。
第６図 〜 第８図 はそれぞれ短期前兆現象の前兆期間と本震のＭとの関係を示している。短期前兆現象は伸縮計・振子式傾斜計・体積歪み計・前震活動・地震の続発性・地鳴り・地電流・比抵抗・電磁放射・ラドン・地下水の異常変化に見られるが，図で見る如く，いずれも前兆期間と本震のＭとの間には明瞭な関係は見いだされなかった。因みに，短期前兆現象のＭとlogTpの標本相関係数ｒ＝0.39 である。
次に，全ての短期前兆現象について，その前兆期間についての経験則を得た。 第９図 は短期前兆現象の前兆期間Tpの確率密度関数Pdを表している。ここではPdを求めるために，Tpを 0.1，2.7，8.1，24.3，72.9 日で区分し区間内の平均確率を求め，それを区間の中央値 0.2，0.6，1.8，5.4，16.2，48.6の位置にプロットしたものである。図から明らかなように，左の５点は見事な直線関係を表している。
図中の点線は左の５点に対する回帰直線であり次の（1）式で表される。因みに，logTpとlogPdの標本相関係数ｒ＝−0.998 である。
log10Pd (Tp) = a - blog10Tpaa = -0.901, b = 0.850-b

Pc (Tp) = (10 / (1 - b)) Tp1 + A

A = constantfor 0.1≦Tp≦30day(1)

for 0.1≦Tp≦30day(2)(2)式は確率の定義に従ってPdを積分して求めたものである。（2）式の計算値と実際の観測値の比較
は 第 10 図 に示してあるが，0.1−30 日の区間で大変良い一致を示す。
（浜田和郎）
参考文献

１）浜田和郎：地震前兆現象の分類と前兆出現頻度の規則生，連絡会報，39（1988），387-395．
２）静岡県地震対策課：地震前兆現象分析の現状，静岡県地震対策課（1960），146．
３）鈴木雄次：前震の記録，著者発行（1960），164．
４）日本付近のおもな被害地震年代表，理科年表（1994），851-853．
５）気象庁地震予知情報課：1989 年 3 月 6 日の銚子付近の地震（Ｍ5.9），連絡会報，42（1989)，111-114．
６）気象庁地震予知情報課：伊豆大島近海の地震（1990 年 2 月 20 日・Ｍ6.5），連絡会報，44（1990），
147-15．

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第１表 日本の地震の前兆現象 期間：1993 年まで
分類：前兆期間（前兆の始まりから本震までの時間）の知られているものが５例以上ある場合を対象に，その過半数が 30 日以内であれば短期（S）さもなければ長期（L）としている。
Table.1 Precursors to earthquakes occurring in and around Japan up to the end of 1993. Period : 1971 - 1993.
Precursor times (Tp) are defined as time intervals from the com - mencement of the precursor to themainshock. When the majority of Tps are less than 30 days. it is labeled as "S" (short - term)otherwise "L" (long - term) for the cases that 5 or more Tps are recognized.

－684－第２表 ５個以上の前兆を伴った 16 の地震とその前兆 期間：1971～1993
前兆を表す記号は表１と同じ。同種の前兆が複数の場合はその数を付した。地名にアンダーラインのあるものは 10 個以上の前兆を伴ったもの。
Table.2

Sixteen earthquakes and their precursors which accompanied 5 or more precursors. Period : 1971 1993. Kinds of precursors are shown with the code common to Table, 1. When the number ofprecursors of the same kind is 2 or more, it is shown with numerals. Underlined earthquakes
accompanied more than 10 precursors.

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第３表 日本に被害を与えた 23 の地震とその前兆現象 期間：1971～1993○が前兆の存在を表す。同種の前兆が複数報告されている場合はその数を○内に記した。
被害地震の１と２については前兆の報告なし。
Table.3 Twenty - three earthquakes which caused damage in Japan and their precursors. Period :1971 - 1993. Reported precursors are shown with circles. There is no precursor to the earthquakes 1
and 2 in the upper list. When the number of precursors of the same kind is 2 or more, it is shown inthe circle.

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第４表 日本の地震と前兆現象の統計 期間：1971～1993
領域：29.3－45.7°N，128.0－147.0°E 深さ 90ｋｍ以浅 第２図のmap area参照
Table.4

Statistics of earthquakes and precursors in and around Japan. Period : 1971 - 1993. Area : 29.3 45.7°N, 128.0 - 147.0°E, depth≦90km. cf. map area of Fig. 2.
A : total number of precursors.
B : total number of earthquakes which accompanied precursors.
C : total number of earthquakes.

第１図 前兆現象の種類別ドーナツグラフ 期間：1993 年まで
Fig. 1 A dough - nut graph showing the proportion of precursors in different disciplines.
－687－第２図 ５個以上の前兆を伴った地震の震央分布 期間：1971～1993
大丸はＭ７級地震，小丸はＭ７未満の地震
Fig. 2 Epicentral distribution of earthquakes which accompanied 5 or more precursors, which are given in
Table.2 Large circles indicate M≧7.0 and small circles M < 7.0. Period : 1971 - 1993.

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第３図 日本に被害を与えた 23 の地震の震央分布 期間：1971～1993
大丸はＭ７級地震，小丸はＭ７未満の地震。▽印の２個を除く地震には何らかの前兆が報告されている。
Fig. 3

Epicentral distribution of earthquakes which caused damage in Japan, which are given in Table.3.
Large circles indicate M≧7.0 and small circles M < 7.0. There is no precursor to two events withmark "▽". Period : 1971 - 1993.
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第４図 Ｍ＝７級地震の震央分布。深さ 90ｋｍ以浅 期間：1971～1993
星印付の２個の地震を除くと，どの地震にも何らかの前兆が報告されている。
Fig. 4 Epicentral distribution of earthquakes with M ≧ 7.0, which are given in Table.4. There is noprecursors to two events with mark "☆". Period : 1971 - 1993.

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第５図 短期前兆現象と長期前兆現象の確率分布関数Ｐｃの観測値
Fig. 5

Probability distribution functions (Pc) for short - term and long - term precursors.

第６図 前震活動に対する本震のＭ対前兆期間Ｔｐのプロット
Fig. 6M - Tp plot for foreshock activities. M : magnitude of the mainshock, Tp : precursor time.
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第７図 前震を除く短期前兆現象のＭ－Ｔｐプロット
Fig. 7

M - Tp plot for short - term precursors excluding foreshock activities.

第８図 短期前兆現象のＭ－Ｔｐプロット
Fig. 8

M - Tp plot for all short - term precursors.
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第９図 短期前兆現象の確率密度関数Ｐｄの観測値と回帰直線
回帰直線は左からの５点を用いて決めた。
Fig. 9 Probability density function for all short - term precursors. The dotted line is the regres - sionline which are determined by 5 data points from the left.

第 10 図 短期前兆現象の確率分布関数Ｐｃの観測値と計算値
計算値は第９図の回帰直線に基づく。
Fig. 10 Probability distribution function for all short - term precursors which is calculated from theregression line in Fig. 9 and observed data plots. fn : yochiren.
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