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[SSS09-P07] 推定震度分布の比較手法の検討
キーワード：地震動、類似度
大地震が発生した際には，日本においては地震調査研究推進本部からその地震の評価結果が公開され，その中には過去に発生した類似した地震の情報も含まれる．この様な評価の際には，地震の発生位置や規模，メカニズム解，地下のプレート構造における発生場所の解釈等の震源に関する情報が主に用いられている．また，例えば2つの地震のメカニズム解の違いを示す指標として，Kagan角等が提案されている．しかしながら，2021年2月の福島県沖の地震（Mj 7.3）と2022年3月の福島県沖の地震（Mj 7.4）の2つの地震はごく近傍で発生し，ともに沈み込む太平洋プレート内の地震であったにも関わらず，震源域の北方に当たる宮城県から北海道の広い領域で2022年の地震による最大加速度が2021年の地震に比べて大幅に大きくなっていたことが報告されている（鈴木・他，2022，日本地震学会秋季大会）．地震によってもたらされる地震動は被害の直接的な原因になるものであり，震源情報だけでなく地震動についても過去の地震との類似性を評価することは，被害の予測あるいは把握を行う上で重要である．本研究では，地震時の推定震度分布を対象に，異なる地震間での類似度を評価するための手法の検討を行う．
手法の検討に必要なデータとして，1997年から2019年までに発生した地震のうち震度5弱以上を観測した255地震のK-NET，KiK-netの地震動記録を用いた．255地震のうち，対象地震以外の地震による地震動の影響があった29地震は除き，最終的には226地震を解析対象とした．各地震について，全観測データでのリアルタイム震度を計算し，リアルタイム震度を一秒ごとに空間的に補間することで一秒ごとの推定震度分布データを作成した．空間補間は、１）リアルタイム震度を最大速度に変換，２）J-SHISによる表層地盤増幅率を用いて工学的基盤相当の最大速度を推定，３）逆距離加重法を用いて空間的に補間，４）表層地盤増幅率により地表最大速度を推定，５）地表最大速度を計測震度相当値に変換，により行い，地盤増幅率の不均質性を考慮した。さらに各メッシュでの最大値をとることで，各地震の推定震度分布データとした．各データは38万1234メッシュ（250mメッシュ）からなる．
得られた226地震の推定震度分布データについて，１）コサイン距離，２）マンハッタン距離（L1-距離），3）ユークリッド距離（L2-距離），4）Variance Reduction，5）Jaccard係数，の5つの手法により互いの類似度を検討した．2016年4月14日の熊本地震の前震（Mj 6.5，最大震度7，以下，前震），4月16日の本震（Mj 7.3，最大震度7，以下，本震），4月16日03:55に発生した余震（Mj 5.8，最大震度6強，以下，余震）の比較結果では，全ての手法で前震―余震，前震―本震，本震―余震の順で類似度が下がり，最も規模が異なり推定震度分布の広がりに違いが見られる本震―余震で類似度が最も低い値となった．2005年宮城県沖の地震（Mj 7.2，最大震度6弱），2011年3月9日三陸沖の地震（Mj 7.3，最大震度5弱），2011年3月11日東北地震（Mj 9.0，最大震度7）を比較すると，コサイン距離とJaccard係数では宮城県沖の地震と東北地震の類似度が最も高かったが，マンハッタン距離，ユークリッド距離，Variance Reductionでは宮城県沖の地震と三陸沖の地震の類似度が最も高かった．今後は，各比較手法の関係や，比較の前処理として推定震度分布データの次元圧縮の適用について，検討を行う．
手法の検討に必要なデータとして，1997年から2019年までに発生した地震のうち震度5弱以上を観測した255地震のK-NET，KiK-netの地震動記録を用いた．255地震のうち，対象地震以外の地震による地震動の影響があった29地震は除き，最終的には226地震を解析対象とした．各地震について，全観測データでのリアルタイム震度を計算し，リアルタイム震度を一秒ごとに空間的に補間することで一秒ごとの推定震度分布データを作成した．空間補間は、１）リアルタイム震度を最大速度に変換，２）J-SHISによる表層地盤増幅率を用いて工学的基盤相当の最大速度を推定，３）逆距離加重法を用いて空間的に補間，４）表層地盤増幅率により地表最大速度を推定，５）地表最大速度を計測震度相当値に変換，により行い，地盤増幅率の不均質性を考慮した。さらに各メッシュでの最大値をとることで，各地震の推定震度分布データとした．各データは38万1234メッシュ（250mメッシュ）からなる．
得られた226地震の推定震度分布データについて，１）コサイン距離，２）マンハッタン距離（L1-距離），3）ユークリッド距離（L2-距離），4）Variance Reduction，5）Jaccard係数，の5つの手法により互いの類似度を検討した．2016年4月14日の熊本地震の前震（Mj 6.5，最大震度7，以下，前震），4月16日の本震（Mj 7.3，最大震度7，以下，本震），4月16日03:55に発生した余震（Mj 5.8，最大震度6強，以下，余震）の比較結果では，全ての手法で前震―余震，前震―本震，本震―余震の順で類似度が下がり，最も規模が異なり推定震度分布の広がりに違いが見られる本震―余震で類似度が最も低い値となった．2005年宮城県沖の地震（Mj 7.2，最大震度6弱），2011年3月9日三陸沖の地震（Mj 7.3，最大震度5弱），2011年3月11日東北地震（Mj 9.0，最大震度7）を比較すると，コサイン距離とJaccard係数では宮城県沖の地震と東北地震の類似度が最も高かったが，マンハッタン距離，ユークリッド距離，Variance Reductionでは宮城県沖の地震と三陸沖の地震の類似度が最も高かった．今後は，各比較手法の関係や，比較の前処理として推定震度分布データの次元圧縮の適用について，検討を行う．