[SSS13-P18] 日本全国を対象とした応答スペクトルの確率論的地震動ハザード評価(その2:地震動ハザード評価)
キーワード:地震ハザード評価、応答スペクトル、最大加速度、地震動予測式
地震調査研究推進本部より公表されている全国地震動予測地図のうち、確率論的地震動予測地図では、震度または最大速度で表現されている。一方、地震リスク評価や工学分野においては、応答スペクトルの地震ハザード評価が有益である。本検討では、日本全国を対象とした全国地震動予測地図の地震活動モデルによる応答スペクトルの地震ハザード評価を試みる。本稿では、(その1)において選定した地震動予測式を用いて、応答スペクトルの地震ハザード評価結果を示す。
応答スペクトルの地震動予測式としては、Morikawa and Fujiwara (2013)(MF13)、Goda and Atkinson (2009)(GA09)、Zhao et al. (2016)(ZA16)の3つの式を用いる。また、地震動の評価位置は工学的基盤とする。具体的には、MF13およびGA09はAVS30=400m/s、ZA16はSC Iとする。複数の地震動予測式を用いる理由として、日本全国を対象とした地震動ハザードを評価する場合、現状では全国標準版の地震動予測式を一つに限定するのは難しく、ロジックツリーの一つの分岐として複数の地震動予測式を選択する可能性があるためである。
本論文では、応答スペクトルの地震動ハザードとして、周期に対する応答値のハザードカーブに基づいて、同一の超過確率となる応答値を周期を横軸にしてつないだ一様ハザードスペクトルを計算する。具体的には、確率論的地震動予測地図2018年版の地震活動モデルの「平均ケース」を用いて、6地点(札幌、仙台、東京、名古屋、大阪、福岡)の一様ハザードスペクトルを計算する。なお、東京は都庁、その他は各市役所位置である。ばらつき(標準偏差)の値は確率論的地震動予測地図2018年版と同じ値とする。
結果の一例として、MF13式による札幌と東京での50年超過確率39%、10%、5%、2%のすべての地震に対する一様ハザードスペクトルと、50年超過確率10%における周期別の地震カテゴリーの影響度を示す。地震カテゴリーは、石川・他(2008)および地震調査委員会(2009)に基づいて、地震カテゴリーⅠを海溝型巨大地震、地震カテゴリーⅡを海溝型震源不特定地震、地震カテゴリーⅢを陸域浅部地震とする。図より、一様ハザードスペクトルでは、札幌と東京の地震動ハザードレベルの違いが確認できる。地震カテゴリーの影響度に対しては、札幌では、短周期帯域で地震カテゴリーⅢが支配的であるが、長周期帯域になるにつれて地震カテゴリーⅡや地震カテゴリーⅠの影響が増大する。一方、東京では、地震カテゴリーⅡが支配的であり、長周期帯域に対しては地震カテゴリーⅡだけでなく、地震カテゴリーⅠの影響も大きくなる。このように、確率論的地震動予測地図2018年版の地震活動モデルを活用することで、地域の地震動ハザードの違いを周期帯ごとに把握することが可能となる。図には示していないが、地震動予測式による違いも考察している。また、世界の地震動ハザードで標準的に作成されている最大加速度の地震動ハザードも、今回の検討に用いた地震動予測式を用いて作成する。
応答スペクトルの地震動予測式としては、Morikawa and Fujiwara (2013)(MF13)、Goda and Atkinson (2009)(GA09)、Zhao et al. (2016)(ZA16)の3つの式を用いる。また、地震動の評価位置は工学的基盤とする。具体的には、MF13およびGA09はAVS30=400m/s、ZA16はSC Iとする。複数の地震動予測式を用いる理由として、日本全国を対象とした地震動ハザードを評価する場合、現状では全国標準版の地震動予測式を一つに限定するのは難しく、ロジックツリーの一つの分岐として複数の地震動予測式を選択する可能性があるためである。
本論文では、応答スペクトルの地震動ハザードとして、周期に対する応答値のハザードカーブに基づいて、同一の超過確率となる応答値を周期を横軸にしてつないだ一様ハザードスペクトルを計算する。具体的には、確率論的地震動予測地図2018年版の地震活動モデルの「平均ケース」を用いて、6地点(札幌、仙台、東京、名古屋、大阪、福岡)の一様ハザードスペクトルを計算する。なお、東京は都庁、その他は各市役所位置である。ばらつき(標準偏差)の値は確率論的地震動予測地図2018年版と同じ値とする。
結果の一例として、MF13式による札幌と東京での50年超過確率39%、10%、5%、2%のすべての地震に対する一様ハザードスペクトルと、50年超過確率10%における周期別の地震カテゴリーの影響度を示す。地震カテゴリーは、石川・他(2008)および地震調査委員会(2009)に基づいて、地震カテゴリーⅠを海溝型巨大地震、地震カテゴリーⅡを海溝型震源不特定地震、地震カテゴリーⅢを陸域浅部地震とする。図より、一様ハザードスペクトルでは、札幌と東京の地震動ハザードレベルの違いが確認できる。地震カテゴリーの影響度に対しては、札幌では、短周期帯域で地震カテゴリーⅢが支配的であるが、長周期帯域になるにつれて地震カテゴリーⅡや地震カテゴリーⅠの影響が増大する。一方、東京では、地震カテゴリーⅡが支配的であり、長周期帯域に対しては地震カテゴリーⅡだけでなく、地震カテゴリーⅠの影響も大きくなる。このように、確率論的地震動予測地図2018年版の地震活動モデルを活用することで、地域の地震動ハザードの違いを周期帯ごとに把握することが可能となる。図には示していないが、地震動予測式による違いも考察している。また、世界の地震動ハザードで標準的に作成されている最大加速度の地震動ハザードも、今回の検討に用いた地震動予測式を用いて作成する。