[S-SS10] 強震動・地震災害

[SSS10-13] 強震動データベースにおけるシミュレーションデータの妥当性評価手法の検討

*岩城 麻子¹、藤原 広行¹、前田 宜浩¹、森川 信之¹、鈴木 文乃²、友澤 裕介²、加藤 研一²、元木 健太郎² (1.防災科学技術研究所、2.小堀鐸二研究所)

キーワード：強震動データベース、地震動シミュレーション

国内の強震観測網によるデータを統一的に扱えるデータ基盤としての強震動観測記録のデータベース構築と，それに基づく複数の強震動予測モデル(Ground-motion model; GMM)の構築による地震ハザード評価の高度化に向けた検討を進めている（森川・他，本大会）．経験的予測手法であるGMMによる強震動予測における本質的な課題として，大地震や断層近傍地震動など観測記録が不足している稀な事象に対する予測性能が担保されていない点がある．それは強震観測記録が得られている期間がハザード評価において想定しなければならない時間スケールと比べてはるかに短いことに原因がある．そこで，シミュレーションデータセットを作成し観測記録の不足を補ってデータベースに融合させる試みを開始している（岩城・他，JpGU 2021）．
強震動観測記録のデータベースについて，地震規模‐断層最短距離空間（以下，M-X空間）を小領域に離散化した上で，各領域の地震動強さの頻度分布の分析に基づくデータベースの性能評価を行っている（友澤・他，本大会）．これを踏まえ，観測データベースの持つ特徴を保持しつつ時間的不足をシミュレーションデータによってデータベースを補完したい．そのためには，第一段階としてシミュレーションデータの妥当性評価，第二段階として観測データと融合させた際のデータベースの総合的な性能評価によるシミュレーションデータの有効性評価が必要である．
まず，第一段階の妥当性評価に向けて，シミュレーションデータセットを用いてM-X空間におけるデータの頻度分布を分析しデータ数や質の評価方法を検討した．また，複数のシミュレーション手法によるデータ分布の特徴を調べた．検討のためのデータセットとして，全国地震動予測地図（地震本部，2020）における関東地域のM6-7クラスの主要活断層帯断層モデルに基づくK-NET, KiK-net強震観測点位置での広帯域地震動シミュレーションデータを用いた．シミュレーション手法はIwaki et al. (2016)に基づき，長周期（1秒以上）は3次元差分法，短周期（1秒以下）は加速度エンベロープのサイト毎の経験的特性を反映した手法を用い，両者を時間領域で重ね合わせた．
M-X空間におけるシミュレーションデータの頻度分布の妥当性評価については，ブートストラップサンプリングによって安定した平均値を表現するデータ数が得られているかどうかの判断をした上で観測記録との比較を行い，両者の確率分布の差異に基づく妥当性の判定基準について検討した．
また，全国地震動予測地図における詳細法および簡便法によるシミュレーションデータ（地表でのPGV値）を参照し，シミュレーション手法の違いによるデータの分布を比較した．M-X空間での各領域の平均値については本検討のデータセットと詳細法が近いこと，方位角やAVS30ごとに整理すると本検討のデータセットが３者の中でもっともばらつきが大きいことを確認した．観測データベースの分析においてデータベースの性能評価を適切に行うために各地点の揺れやすさの違いの補正が有効であることが示されていることから，シミュレーションには可能な限り経験的なサイト特性や伝播経路特性を活用した手法を用いることが望ましいと考えている．
以上の検討を踏まえ，経験的地震動特性を活用したシミュレーションデータの数や地震タイプを増やし，観測データベースとの比較による妥当性検証を進めていく予定である．

謝辞：本研究は科研費（20H00292）の助成を受けたものである．