13:45 〜 14:00
[SSS13-13] 中小地震が励起した大振幅地震動の発生要因
～2013年栃木県北部の地震（Mj6.3）のKiK-net栗山西の検討～
キーワード：2013年栃木県北部の地震、KiK-net栗山西、大振幅、距離減衰式
KiK-net栗山西（TCGH07）では，2013年栃木県北部の地震Mj6.3において，地表面最大加速度約1.2Gの大振幅記録が得られた。地中・地表記録のどちらも周波数6Hz付近が卓越している点が特徴である。引間(2015)は，震源域で発生した地震を震央位置に基づいて5つにグルーピングしたスペクトルインバージョンを行い，TCGH07で得られるサイト特性の違いを検討した。6Hz付近の卓越は，TCGH07の西および近傍で発生した地震に見られる限定的な特徴であり，伝播特性とサイト増幅特性の影響に依るものと推察している。本検討では，別の観点からTCGH07における大振幅地震動の発生要因を調べるために，中小地震の観測記録を用いて5-8Hzの最大加速度の距離減衰式を策定し，TCGH07のサイト係数を評価した。また，TCGH07を対象に距離減衰式に対する残差の空間分布を求めて，本震のすべり域との対応を調べた。
本震の震源域で発生した内陸地殻内地震を検討対象とし，TCGH07周辺に位置するKiK-net計17点の地中記録を用いて距離減衰式を策定した。検討に用いたデータベースは，震源距離約3～100km，震源深さ約11km以内，Mj 2～5.2の範囲にある178地震，1147記録である。観測記録の加速度波形に対して，5-8Hzを通過帯域としたバンドパスフィルター処理を行い，水平2成分のうち大きい方の最大加速度振幅を用いた。距離減衰式は，司・翠川(1999)による回帰モデルにサイト係数の項を加えたモデルで策定した。粘性減衰を表す震源距離に対する係数は，司・翠川(1999)を参考に0.002を与え，観測記録を用いた重回帰分析によりマグニチュードと震源深さに対する係数と定数項，サイト係数を評価した。解の拘束のためにS波速度が最も大きいKiK-net藤原2（TCGH17）をサイト係数のリファレンスサイトとした。
各点で評価したサイト係数を観測深度のS波速度に対する分布として図aに示す。S波速度の逆数と比例する傾向が認められ，両者の関係を一次式で近似すると，TCGH07で得られたサイト係数はこの平均的な関係を大きく上回る結果となる。TCGH07は5-8Hzで周囲の地点に比べて揺れ易い地点と言える。TCGH07について地震毎に最大加速度振幅の残差（観測／距離減衰式）を評価し，それらの空間分布を調べた結果を図bに示す。図では，残差の平均値がカラーコンターの中心となるように調整した。グレーのコンターは，引間(2014)による本震のすべり分布であり，色が濃いほどすべりが大きいことを表す。残差の分布は，南と東で発生した地震では小さいのに対し，西で発生した地震では大きいといった地域性が認められる。この残差が大きい地域は，引間(2014)による本震のすべり域と概ね対応する。次に，図cに示すようにTCGH07における残差の震央方位依存性を確認した。地震数に偏りはあるが，30度刻みでグルーピングして求めた平均と標準偏差を赤色で重ねた。残差には明らかな方位依存性が認められ，本震のすべり域に相当するN225-300deg.Eの方位で発生した地震の場合に大きい。TCGH07は周辺地点に比べて6Hz付近で揺れ易いことに加えて，本震すべり域で発生した地震の場合に地震動振幅がさらに大きくなる。
本震時，TCGH07で大振幅記録が得られた要因の一つとして，引間(2015)が指摘するとおり6Hz付近でサイト増幅率が大きいことが挙げられる。しかし，本検討で示した中小地震の残差の地域性は地震の励起特性の違いを表している可能性があり，本震時においても残差が大きい領域で強く励起された短周期地震動がTCGH07の地震動振幅をさらに大きくしたことが考えられる。引き続き，本震震源域で発生した中小地震の応力降下量を調査中である。
本震の震源域で発生した内陸地殻内地震を検討対象とし，TCGH07周辺に位置するKiK-net計17点の地中記録を用いて距離減衰式を策定した。検討に用いたデータベースは，震源距離約3～100km，震源深さ約11km以内，Mj 2～5.2の範囲にある178地震，1147記録である。観測記録の加速度波形に対して，5-8Hzを通過帯域としたバンドパスフィルター処理を行い，水平2成分のうち大きい方の最大加速度振幅を用いた。距離減衰式は，司・翠川(1999)による回帰モデルにサイト係数の項を加えたモデルで策定した。粘性減衰を表す震源距離に対する係数は，司・翠川(1999)を参考に0.002を与え，観測記録を用いた重回帰分析によりマグニチュードと震源深さに対する係数と定数項，サイト係数を評価した。解の拘束のためにS波速度が最も大きいKiK-net藤原2（TCGH17）をサイト係数のリファレンスサイトとした。
各点で評価したサイト係数を観測深度のS波速度に対する分布として図aに示す。S波速度の逆数と比例する傾向が認められ，両者の関係を一次式で近似すると，TCGH07で得られたサイト係数はこの平均的な関係を大きく上回る結果となる。TCGH07は5-8Hzで周囲の地点に比べて揺れ易い地点と言える。TCGH07について地震毎に最大加速度振幅の残差（観測／距離減衰式）を評価し，それらの空間分布を調べた結果を図bに示す。図では，残差の平均値がカラーコンターの中心となるように調整した。グレーのコンターは，引間(2014)による本震のすべり分布であり，色が濃いほどすべりが大きいことを表す。残差の分布は，南と東で発生した地震では小さいのに対し，西で発生した地震では大きいといった地域性が認められる。この残差が大きい地域は，引間(2014)による本震のすべり域と概ね対応する。次に，図cに示すようにTCGH07における残差の震央方位依存性を確認した。地震数に偏りはあるが，30度刻みでグルーピングして求めた平均と標準偏差を赤色で重ねた。残差には明らかな方位依存性が認められ，本震のすべり域に相当するN225-300deg.Eの方位で発生した地震の場合に大きい。TCGH07は周辺地点に比べて6Hz付近で揺れ易いことに加えて，本震すべり域で発生した地震の場合に地震動振幅がさらに大きくなる。
本震時，TCGH07で大振幅記録が得られた要因の一つとして，引間(2015)が指摘するとおり6Hz付近でサイト増幅率が大きいことが挙げられる。しかし，本検討で示した中小地震の残差の地域性は地震の励起特性の違いを表している可能性があり，本震時においても残差が大きい領域で強く励起された短周期地震動がTCGH07の地震動振幅をさらに大きくしたことが考えられる。引き続き，本震震源域で発生した中小地震の応力降下量を調査中である。