[S-CG53] 地震動・地殻変動・津波データの即時把握・即時解析・即時予測

[SCG53-P02] P波検出処理をせずにP波を地震動即時予測に活用する：P波PLUM法の検討

*小寺 祐貴¹ (1.気象庁気象研究所)

キーワード：地震動即時予測、強震動、PLUM法、P波検出、S波予測

M8を超えるような巨大地震や連発地震発生時においても安定して地震動即時予測を行うため、近年では震源推定をせずに揺れから揺れを直接推定する手法が提案されている（例えば、Hoshiba and Aoki, 2015）。気象庁では2018年3月から緊急地震速報システムにPLUM法（Kodera et al., 2018）を導入しており、警報の見逃しを減らすなどの改善につながっている（Kodera et al., 2021）。PLUM法は、強震動は短距離（30 km以内）であれば減衰せずに伝わると仮定して未来の波動場を計算しているため、アルゴリズムの実装が容易であるというメリットがあるものの、S波による強震動が予測地点の半径30km以内で観測されなければ大きな震度が予測できないため、得られる猶予時間が短いという課題がある．PLUM法を迅速化させるため、Kodera (2018)は、Ｓ波の前に現れるＰ波からＳ波の震度をあらかじめ予測し、それをPLUM法の入力とすることを提案した（P波PLUM法）。同手法では、（１）震動軌跡に基づいてＰ波検出を連続的に行う、（２）Ｐ波が検出されたら上下動リアルタイム震度をＰ波震度と見なして定数値（1.0）を加えることでS波震度を予測する（Ｐ波が検出されていないときにはＳ波予測は行わない）、という流れで計算をしていたが、予測性能はＰ波の検出精度に大きく左右されていた。一方で、観測点によっては上下動リアルタイム震度によるＳ波震度予測を連続的に（Ｓ波部分を含む時間帯に対しても）行っても、過大評価が起きないという事例が見られた。これは、上下動リアルタイム震度による強震動予測は、Ｐ波検出をスキップできる可能性を示唆している。そこで、本研究では、Ｐ波検出をせずに上下動リアルタイム震度から将来の強震動を予測する方法を検討した。

KiK-net観測点を対象とし、2012年から2019年においてM6.0以上、震度5弱以上を観測した約30地震を用いて手法の検証を行った。まず、上下動リアルタイム震度の最大値と観測震度（３成分合成のリアルタイム震度）の最大値の差を取ることで、上下動リアルタイム震度に加算する定数値を観測点毎に求めた。得られた定数値はおおむね0.5～1.5の範囲に分布していたが、多くは1.0付近の値であった。また、標準偏差は多くの観測点で0.1~0.3の範囲であった。これは、上下動リアルタイム震度によって最大震度がおおむね0.1～0.3の誤差で求められる可能性を示している。また、実際に得られた定数値を上下動リアルタイム震度に加算することで、どの程度猶予時間が得られるかを計算した。震度の閾値を4.5とした場合は1～3秒程度、閾値を3.5とした場合は1～10秒程度、猶予時間が得られることが分かった。これらの結果は、本手法によってＰ波検出をせずに上下動リアルタイム震度から将来の強震動を有効に予測できることを示している。今後は、検証事例を増やすとともに、より詳細な予測精度や猶予時間の評価を実施する予定である。

謝辞：本研究では防災科学技術研究所のKiK-netの観測波形記録を使用しました。