[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-P06] 長周期地震動の即時予測の検討

*下山 利浩¹ (1.気象庁気象研究所)

気象庁の緊急地震速報は、地震による揺れの広がり（地震動の伝播）が続いている最中に、その後の揺れ（地震動）の程度や到達時刻を予測して発表する。揺れの予測手法は、１．震源の位置・発震時刻・マグニチュードを即時に推定し、それら推定情報を元に予測する手法（発生の最過去まで戻り予測する手法）と、２．震源の位置等は求めずに揺れ（地震動）を波動伝播としてとらえ波動伝播理論に基づき予測する手法（発生の最過去まで戻らずにその時点から予測する手法）がある。緊急地震速報は、この二つの手法を組み合わせて地震動を予測し情報発表をしている。このうち、２．の波動伝播理論に基づき予測する手法については、計算機資源をあまりかけずシステムに組み込みやすくした手法であるPLUM法を導入している。

　これまで、緊急地震速報は、震度を対象とした短周期地震動予測を対象としてきたが、2023年2月より、長周期地震動の予測も対象とした。この長周期地震動の予測手法は、「１．震源の位置・発震時刻・マグニチュードから長周期地震動を予測する手法」が使われており、「２．の波動伝播としてとらえ予測する手法」については未導入である。そのため、本検討では、地震動を波動伝播としてとらえ予測する手法のうち、短周期地震動の予測で取り入れられているPLUM法のような手法による長周期地震動の即時予測の可能性について、検討を行った。

　過去に長周期地震動階級を観測した地震に対し、PLUM法のような手法による事例解析を実施して検討した。長周期地震動階級は絶対速度応答スペクトルで算出することから、絶対速度応答時刻歴の解析により検討した。
　予測の方法、手順は次の通りである。①ある観測点Aでの絶対速度応答時刻歴を計算し、②絶対速度応答時刻歴から観測点Aの特性（観測点補正）を除去、③予測対象とする観測点Bで観測点Aの特性除去後の絶対速度応答時刻歴で揺れると仮定し、④その時刻歴に対し観測点Bの特性（観測点補正）を付加したものを観測点Bの予測値とするものである。これは、②＝＞③の段階で、減衰を考えない仮定であり、PLUM法で用いている考えに基づくものである。観測点の補正には、震源から長周期地震動を予測する方法（距離減衰式）で用いる補正値を利用した。具体的には、Dhakal et al.(2015)による距離減衰式（気象庁が2023年2月から採用する手法）で用いる補正値であり、観測記録から統計的に得た補正値（※）である。
　観測点Bの予測値である絶対速度応答時刻歴から求めた長周期地震動階級と、実際の観測点Bでの絶対速度応答時刻歴から求めた長周期地震動階級を比較し、予測と観測がどの程度一致するか調べた。減衰を考えない仮定であることから、観測点Aと観測点Bの距離が近いものは予測と観測が一致するが、離れるほど予測が過大となる傾向がみられる。

※）補正値は気象庁地震火山技術・調査課より提供いただきました。

参考文献）
DHAKAL, Y.P, W.SUZUKI, T.KUNUGI, and S.AOI (2015), Ground Motion Prediction Equations for Absolute Velocity Response Spectra (1-10 S) in Japan for Earthquake Early Warning, 日本地震工学会論文集, 15巻, 91-111ページ