アメリカ48州 しゅう の地震 じしん 危険 きけん 度 ど (%PGA = 50年間 ねんかん に2%の確 かく 率 りつ で見舞 みま われる地震動 じしんどう (加速度 かそくど )の強 つよ さ)、USGSによる
地震 じしん 危険 きけん 度 ど (じしんきけんど、英 えい : seismic risk )とは、ある地点 ちてん における地震 じしん の危険 きけん 度 ど (リスク )を表 あらわ すものである。一定 いってい 期間 きかん における最大 さいだい の地震動 じしんどう 、一定 いってい 期間 きかん に一定 いってい 基準 きじゅん 以上 いじょう の地震動 じしんどう がある確 かく 率 りつ など、様々 さまざま な表現 ひょうげん 方法 ほうほう がある[ 1] 。地図 ちず 形式 けいしき のものは地震 じしん ハザードマップ (seismic hazard map)とも呼 よ ばれ、日本 にっぽん では地震 じしん 調査 ちょうさ 研究 けんきゅう 推進 すいしん 本部 ほんぶ が発表 はっぴょう している「地震動 じしんどう 予 よ 測地 そくち 図 ず 」が知 し られている。
なお、特 とく に日本 にっぽん のように震源 しんげん が陸地 りくち から遠 とお い巨大 きょだい 地震 じしん が多 おお いところでは、地震 じしん 活動 かつどう の多 おお い少 すく ないが必 かなら ずしも地震動 じしんどう の多 おお い少 すく ないには直結 ちょっけつ しないことから、地震 じしん 危険 きけん 度 ど とは別 べつ に地震 じしん 活動 かつどう 度 ど (じしんかつどうど、英 えい : seismic activity )という用語 ようご を用 もち いて分 わ けて考 かんが えることがある[ 2] 。
更 さら に、地震動 じしんどう だけではなく構造 こうぞう 物 ぶつ の被害 ひがい や損失 そんしつ についても扱 あつか う場合 ばあい があり、1990年代 ねんだい 以降 いこう 多 おお くなってきている[ 3] 。
近代 きんだい 地震 じしん 学 がく における初期 しょき の地震 じしん 危険 きけん 度 ど として、河 かわ 角 すみ 広 ひろ やアリン・コーネル(C. Allin Cornell )によるものが挙 あ げられる[ 4] [ 5] 。
河 かわ 角 かく は1951年 ねん に、日本 にっぽん の599年 ねん から1949年 ねん までの歴史 れきし 地震 じしん 342個 こ の震源 しんげん や規模 きぼ などのデータを基 もと に、一定 いってい の震度 しんど (震度 しんど 5,6,7相当 そうとう の加速度 かそくど )の地震動 じしんどう が襲 おそ う平均 へいきん 間隔 かんかく 、また一定 いってい 期間 きかん (75,100,200年 ねん )中 ちゅう の最大 さいだい 加速度 かそくど を、日本 にっぽん 列島 れっとう の地図 ちず 上 じょう に示 しめ して発表 はっぴょう している[ 6] 。この地図 ちず は「河 かわ 角 かく マップ」と呼 よ ばれ、1950年 ねん に制定 せいてい された建築 けんちく 基準 きじゅん 法 ほう 下 した の地震 じしん 地域 ちいき 系 けい 数 すう (1952年 ねん 決定 けってい )に反映 はんえい されている。しかし、河 かわ 角 かく マップは16世紀 せいき 以前 いぜん の資料 しりょう が極端 きょくたん に少 すく なく地域 ちいき 的 てき な偏 かたよ りも大 おお きいほか、算出 さんしゅつ 式 しき にも問題 もんだい があったことが指摘 してき されている。その後 ご 、後藤 ごとう ・亀田 かめだ (1968)も最大 さいだい 加速度 かそくど を示 しめ した地図 ちず を作成 さくせい し発表 はっぴょう している。一方 いっぽう 、村松 むらまつ (1966)、金井 かない ・鈴木 すずき (1968)、表 ひょう ら(1975)、服部 はっとり (1976)、尾崎 おざき ら(1978)は最大 さいだい 加速度 かそくど ではなく最大 さいだい 速度 そくど の分布 ぶんぷ を求 もと め発表 はっぴょう している。特 とく に金井 かない ・鈴木 すずき のものは河 かわ 角 かく と同 おな じく75,100,200年 ねん の各 かく 期間 きかん における最大 さいだい 速度 そくど 分布 ぶんぷ を示 しめ した比較 ひかく 性 せい の良 よ いもので、「金井 かない マップ」と呼 よ ばれている[ 1] [ 4] 。
一方 いっぽう 、アメリカ では、チャールズ・リヒター が1959年 ねん に初 はじ めてアメリカ全土 ぜんど を対象 たいしょう として簡易 かんい な地震 じしん 危険 きけん 度 ど のゾーニング を行 おこな っているが、それ以前 いぜん の1940年代 ねんだい にも簡易 かんい なものがあったという(Richter,1958)。これらはアメリカの耐震 たいしん 基準 きじゅん の設定 せってい の参考 さんこう とされていた[ 7] 。この後 のち 研究 けんきゅう が進 すす められ、コーネルが1968年 ねん に確 かく 率 りつ モデルに基 もと づいた危険 きけん 度 ど 評価 ひょうか を世界 せかい で初 はじ めて発表 はっぴょう した。Milne・Davenport(1969)はカナダ における歴史 れきし 地震 じしん の資料 しりょう を用 もち いて最大 さいだい 加速度 かそくど の分布 ぶんぷ をポアソン過程 かてい とみなして解析 かいせき した地図 ちず を発表 はっぴょう している。日本 にっぽん でもその後 ご 、ウェスノウスキー(Wesnousky)ら(1984)、島崎 しまざき ら(1985)、亀田 かめだ ・奥村 おくむら (1985)が震度 しんど や加速度 かそくど を確 かく 率 りつ で表現 ひょうげん した地図 ちず を発表 はっぴょう している[ 1] [ 4] 。また、USGS の協力 きょうりょく でベイ・エリア自治体 じちたい 協議 きょうぎ 会 かい (英語 えいご 版 ばん ) (ABAG)が1960年代 ねんだい からサンフランシスコ湾岸 わんがん の危険 きけん 度 ど 評価 ひょうか の検討 けんとう を開始 かいし し、1980年代 ねんだい には危険 きけん 度 ど 地図 ちず の発表 はっぴょう に至 いた っている[ 4] 。
更 さら にアメリカでは、USGS・CGS (英語 えいご 版 ばん ) ・SCEC (英語 えいご 版 ばん ) の3者 しゃ が共同 きょうどう で設立 せつりつ した"Working Group On California Earthquake Probabilities"(WGCEP)がカリフォルニア州 しゅう の危険 きけん 度 ど 地図 ちず の検討 けんとう を続 つづ けている。1990年 ねん と1995年 ねん には、固有 こゆう 地震 じしん の繰 く り返 かえ し発生 はっせい をモデル化 か した固有 こゆう 地震 じしん モデルを取 と り入 い れて長期 ちょうき 的 てき な地震 じしん 発生 はっせい 確 かく 率 りつ を求 もと め、発表 はっぴょう した。Ward(1994)は観測 かんそく により推定 すいてい した地殻 ちかく のひずみの進行 しんこう 率 りつ を地震 じしん モーメントの解放 かいほう 率 りつ に関連付 かんれんづ けてモデルに取 と り入 い れる方法 ほうほう を提案 ていあん したが、WGCEPは1995年 ねん にこの方式 ほうしき の地図 ちず も発表 はっぴょう しており、StirlingおよびWesnousky(1998)もこれに続 つづ いている[ 7] 。
日本 にっぽん でも1980年代 ねんだい に活 かつ 断層 だんそう のデータを考慮 こうりょ する動 うご きが始 はじ まった。先述 せんじゅつ のウェスノウスキー(Wesnousky)ら(1984)、亀田 かめだ ・奥村 おくむら (1985)の地図 ちず は活 かつ 断層 だんそう と歴史 れきし 地震 じしん の両方 りょうほう を考慮 こうりょ している。構造 こうぞう 物 ぶつ の設計 せっけい における設計 せっけい 地震動 じしんどう に地震 じしん 危険 きけん 度 ど 評価 ひょうか を取 と り入 い れる動 うご きも、主要 しゅよう 構造 こうぞう 物 ぶつ を皮切 かわき りにしてこの頃 ころ から見 み られるようになった。そのような中 なか 、1995年 ねん 兵庫 ひょうご 県 けん 南部 なんぶ 地震 じしん (阪神 はんしん ・淡路 あわじ 大震災 だいしんさい )以降 いこう 、地震 じしん 予知 よち 研究 けんきゅう 計画 けいかく が見直 みなお された影響 えいきょう で国 くに の方針 ほうしん としても地震 じしん 危険 きけん 度 ど の評価 ひょうか に重点 じゅうてん が置 お かれるようになった[ 3] [ 8] 。石川 いしかわ ・奥村 おくむら ・亀田 かめだ (1996)は、同 どう 地震 じしん において神戸 こうべ 市 し 付近 ふきん で観測 かんそく された表面 ひょうめん 最大 さいだい 加速度 かそくど (PGA)600-800ガル が再現 さいげん モデルにおけるPGAの1,000年 ねん 最大 さいだい 値 ち 約 やく 460ガルよりも大 おお きいことから、構造 こうぞう 物 ぶつ の設計 せっけい において活 かつ 断層 だんそう データを考慮 こうりょ して1,000年 ねん 以上 いじょう の期間 きかん における想定 そうてい を行 おこな うことで、内陸 ないりく の活 かつ 断層 だんそう 地震 じしん のような低 てい 頻度 ひんど の大 だい 地震 じしん の評価 ひょうか 効率 こうりつ が向上 こうじょう する可能 かのう 性 せい を指摘 してき した[ 9] 。他方 たほう 、吉田 よしだ ・今塚 いまづか (1998)、長橋 ながはし ・柴野 しばの (1999)は地盤 じばん による地震動 じしんどう 増幅 ぞうふく 特性 とくせい を加味 かみ した危険 きけん 度 ど 評価 ひょうか を試 こころ みたほか、隈元 くまもと (1999)、損害 そんがい 保険 ほけん 料率 りょうりつ 算定 さんてい 会 かい (2000)、AnnakaおよびYashiro(2000)、宇賀田 うがた (2001)は時間 じかん 依存 いぞん モデルの設計 せっけい を試 こころ みている[ 8] 。こうした流 なが れの中 なか で、日本 にっぽん 政府 せいふ の地震 じしん 調査 ちょうさ 研究 けんきゅう 推進 すいしん 本部 ほんぶ は2002年 ねん に地震動 じしんどう の確 かく 率 りつ を示 しめ した「確率 かくりつ 論 ろん 的 てき 地震動 じしんどう 予 よ 測地 そくち 図 ず の試作 しさく 版 ばん (地域 ちいき 限定 げんてい )」を発表 はっぴょう 、以後 いご 何 なん 度 ど か改訂 かいてい を行 おこな い、2005年 ねん には日本 にっぽん 全域 ぜんいき を対象 たいしょう とした「全国 ぜんこく を概観 がいかん した地震動 じしんどう 予 よ 測地 そくち 図 ず 」、2009年 ねん には地震動 じしんどう の確 かく 率 りつ と各 かく 断層 だんそう (固有 こゆう 地震 じしん )毎 ごと の予想 よそう 地震動 じしんどう を併 あわ せた 「全国 ぜんこく 地震動 じしんどう 予 よ 測地 そくち 図 ず 」を発表 はっぴょう している[ 10] 。
他 た の国 くに でも同様 どうよう の危険 きけん 度 ど 地図 ちず が作成 さくせい されている。旧 きゅう ソビエト連邦 れんぽう では、Nersesov(1984)やSidorenkoら(1984)などが危険 きけん 度 ど 地図 ちず を発表 はっぴょう していることが知 し られているほか、力武 りきたけ の『地震 じしん 予知 よち 発展 はってん と展望 てんぼう 』(2001)にはトルコ や中国 ちゅうごく などの例 れい も記載 きさい されている[ 7] 。
地震 じしん の発生 はっせい に関 かん する確 かく 率 りつ 分布 ぶんぷ はポアソン分布 ぶんぷ と仮定 かてい して、ポアソン過程 かてい により算出 さんしゅつ する場合 ばあい が多 おお い。定常 ていじょう 的 てき かつランダムに発生 はっせい している地震 じしん (例 たと えば、無数 むすう の断層 だんそう を有 ゆう する領域 りょういき 内 ない における地震 じしん の発生 はっせい 確 かく 率 りつ )を扱 あつか う場合 ばあい 、確 かく 率 りつ は定常 ていじょう ポアソン過程 かてい とグーテンベルグ・リヒターの関係 かんけい 式 しき により表 あらわ され、時間 じかん が経過 けいか しても変化 へんか しない。一方 いっぽう 、発生 はっせい 確 かく 率 りつ が時 とき とともに変化 へんか する地震 じしん (例 たと えば、1つの断層 だんそう や海溝 かいこう における固有 こゆう 地震 じしん の発生 はっせい 確 かく 率 りつ )を扱 あつか う場合 ばあい は、時間 じかん 経過 けいか を織 お り込 こ んだ非 ひ 定常 ていじょう ポアソン過程 かてい により表 あらわ される[ 1] 。前者 ぜんしゃ は時間 じかん 非 ひ 依存 いぞん モデル、後者 こうしゃ は時間 じかん 依存 いぞん モデルという。
時間 じかん 依存 いぞん モデルには、いくつかの手法 しゅほう がある。WGCEPが1995年 ねん に発表 はっぴょう した評価 ひょうか では、一般 いっぱん 的 てき な時間 じかん 予測 よそく モデルに対数 たいすう 正規 せいき 分布 ぶんぷ のばらつきを加 くわ える手法 しゅほう が用 もち いられた。しかし、このモデルでは、前回 ぜんかい の地震 じしん からの経過 けいか 時間 じかん があまりに長 なが くなると逆 ぎゃく に確 かく 率 りつ が低下 ていか してしまうという問題 もんだい があった。これを防 ふせ ぐ手法 しゅほう として、Matthews(1999)はBPT(Brownian Passage Time)分布 ぶんぷ を用 もち いた評価 ひょうか 法 ほう を考案 こうあん した。BPTとは、震源 しんげん における応力 おうりょく 場 じょう の擾乱 じょうらん が地震 じしん や地殻 ちかく 変動 へんどう などのブラウン運動 うんどう により表現 ひょうげん できる事 こと に着目 ちゃくもく して、その擾乱 じょうらん の蓄積 ちくせき により大 だい 地震 じしん の発生 はっせい に至 いた るというプロセスをモデル化 か したものである[ 11] 。地震 じしん 調査 ちょうさ 研究 けんきゅう 推進 すいしん 本部 ほんぶ は2001年 ねん にこれを用 もち いた手法 しゅほう を開発 かいはつ し、以降 いこう の評価 ひょうか で継続 けいぞく 的 てき に用 もち いている。
地点 ちてん ごとの評価 ひょうか と地震 じしん ごとの評価 ひょうか [ 編集 へんしゅう ]
ロジャーズ・クリーク断層 だんそう 帯 たい (Rodgers Creek Fault Zone)およびヘイワード断層 だんそう 帯 たい (Hayward Fault Zone)北部 ほくぶ の連動 れんどう 地震 じしん (M7.1)で予測 よそく される地震動 じしんどう の強 つよ さの分布 ぶんぷ 図 ず 、ベイ・エリア自治体 じちたい 協議 きょうぎ 会 かい (ABAG)、2003年 ねん 発表 はっぴょう
カリフォルニア州 しゅう において30年間 ねんかん にM6.7以上 いじょう の地震 じしん が発生 はっせい する確 かく 率 りつ と断層 だんそう の分布 ぶんぷ 図 ず 、全 ぜん カリフォルニア地震 じしん 破壊 はかい 予測 よそく (UCERF3)、2015年 ねん 発表 はっぴょう
トルコ及 およ びイスラエルとその周辺 しゅうへん の地震 じしん 危険 きけん 度 ど (%PGA)、GSHAPによる
南 みなみ アメリカのすべての被害 ひがい 地震 じしん (左 ひだり )及 およ び中 ちゅう 被害 ひがい の地震 じしん (右 みぎ )の発生 はっせい 確 かく 率 りつ 、USGSによる
イタリアの地震 じしん 危険 きけん 度 ど (%PGA)、INGVによる
地震 じしん 危険 きけん 度 ど の評価 ひょうか は、地震 じしん 調査 ちょうさ 研究 けんきゅう 推進 すいしん 本部 ほんぶ が用 もち いている用語 ようご を引用 いんよう すると、そのアプローチ方法 ほうほう から確率 かくりつ 論 ろん 的 てき 地震 じしん ハザード評価 ひょうか (「確率 かくりつ 論 ろん 的 てき 地震動 じしんどう 予 よ 測地 そくち 図 ず 」)とシナリオ型 がた 地震動 じしんどう 評価 ひょうか (「震源 しんげん 断層 だんそう を特定 とくてい した地震動 じしんどう 予 よ 測地 そくち 図 ず 」)に分 わ けられる。簡単 かんたん に言 い えば、前者 ぜんしゃ はある地点 ちてん における地震動 じしんどう を評価 ひょうか したもので複数 ふくすう の地震 じしん の影響 えいきょう を受 う けるもの、後者 こうしゃ はある特定 とくてい の地震 じしん における地震動 じしんどう を評価 ひょうか したものである[ 12] 。
両者 りょうしゃ は似 に たような確率 かくりつ 値 ち で表現 ひょうげん されるが、混同 こんどう しないよう注意 ちゅうい が必要 ひつよう である。確率 かくりつ 論 ろん 的 てき 地震 じしん ハザード評価 ひょうか においては、ある一定 いってい の地震動 じしんどう (最大 さいだい 加速度 かそくど や震度 しんど など)を閾値とした地震動 じしんどう の超過 ちょうか 確 かく 率 りつ が用 もち いられる。シナリオ型 がた 地震動 じしんどう 評価 ひょうか においては、ある単一 たんいつ の地震 じしん そのものが発生 はっせい する確 かく 率 りつ が用 もち いられる[ 13] 。これらの確 かく 率 りつ は、時間 じかん 依存 いぞん モデルの場合 ばあい はハザードカーブという曲線 きょくせん をとる。
地震 じしん 危険 きけん 度 ど の値 ね の意味 いみ と活用 かつよう 方法 ほうほう [ 編集 へんしゅう ]
地震 じしん 調査 ちょうさ 研究 けんきゅう 本部 ほんぶ は、内陸 ないりく の活 かつ 断層 だんそう の地震 じしん (内陸 ないりく 地殻 ちかく 内 ない 地震 じしん )において、発生 はっせい 後 ご に当時 とうじ の確率 かくりつ 値 ち を逆算 ぎゃくさん していくつか紹介 しょうかい している。これによると、地震 じしん 発生 はっせい 直前 ちょくぜん での30年間 ねんかん 発生 はっせい 確 かく 率 りつ は、1995年 ねん の兵庫 ひょうご 県 けん 南部 なんぶ 地震 じしん (M7.3) では0.02-8%、1958年 ねん の飛越 とびこし 地震 じしん (M7.0-7.1)ではほぼ0-13%、1847年 ねん の善光寺 ぜんこうじ 地震 じしん (M7.4) ではほぼ0-20%などとなっている[ 16] 。
地震動 じしんどう 予 よ 測地 そくち 図 ず 工学 こうがく 利用 りよう 検討 けんとう 委員 いいん 会 かい の2002年 ねん の報告 ほうこく によると、確率 かくりつ 論 ろん 的 てき 地震 じしん ハザード評価 ひょうか は耐震 たいしん 設計 せっけい や耐震 たいしん 補強 ほきょう などの建築 けんちく 構造 こうぞう 設計 せっけい の分野 ぶんや 、リスクマネジメント やライフサイクルコスト (LCC)評価 ひょうか などの経営 けいえい 分野 ぶんや 、不動産 ふどうさん の鑑定 かんてい や地震 じしん 保険 ほけん などの保険 ほけん の分野 ぶんや 、各 かく 自治体 じちたい の地域 ちいき 防災 ぼうさい 計画 けいかく など防災 ぼうさい 政策 せいさく の分野 ぶんや で主 おも に用 もち いられる[ 12] 。一方 いっぽう シナリオ型 がた 地震動 じしんどう 評価 ひょうか は、先 さき に挙 あ げた建築 けんちく 構造 こうぞう 設計 せっけい や防災 ぼうさい 政策 せいさく の分野 ぶんや の中 なか でも特 とく に、原子力 げんしりょく 施設 しせつ や超 ちょう 高層 こうそう 建築 けんちく 物 ぶつ などの重要 じゅうよう な構造 こうぞう 物 ぶつ の設計 せっけい 、地震 じしん の被害 ひがい 想定 そうてい などで主 おも に用 もち いられる[ 17] 。
地震 じしん 危険 きけん 度 ど 評価 ひょうか の問題 もんだい 点 てん [ 編集 へんしゅう ]
地震 じしん 危険 きけん 度 ど の評価 ひょうか は、計器 けいき 観測 かんそく 記録 きろく が残 のこ る19世紀 せいき 終盤 しゅうばん 以降 いこう のデータだけでは足 た りず、長期間 ちょうきかん のデータが必要 ひつよう である。地震 じしん の見落 みお としや過大 かだい 評価 ひょうか があるとそれが誤差 ごさ となって現 あらわ れるため、データの不完全 ふかんぜん さという問題 もんだい が付 つ きまとう[ 1] 。また、確 かく 率 りつ が低 ひく いからと言 い って地震 じしん が起 お こらない訳 わけ ではない。確 かく 率 りつ や期待 きたい される最大 さいだい 震度 しんど が低 ひく いからと言 い っても、大 だい 地震 じしん が起 お きた時 とき の被害 ひがい が小 ちい さい訳 わけ ではなく、起 お きてしまえば甚大 じんだい な被害 ひがい が出 で ることに変 か わりはない[ 18] 。
そして、確 かく 率 りつ 的 てき 長期 ちょうき 評価 ひょうか に対 たい する否定 ひてい 的 てき な見解 けんかい もあり、「確 かく 率 りつ の大小 だいしょう が地震 じしん 防災 ぼうさい の優先 ゆうせん 度 ど を左右 さゆう してしまう」という批判 ひはん や、「確 かく 率 りつ の高 たか い地域 ちいき では危機 きき 意識 いしき の高 たか まりにつながる一方 いっぽう で、低 ひく い地域 ちいき では安心 あんしん につながる場合 ばあい があり、想定 そうてい されていない断層 だんそう で大 だい 地震 じしん が発生 はっせい する場合 ばあい もあるのだから、確 かく 率 りつ が低 ひく いからといって安心 あんしん できるわけではない」という指摘 してき 、確 かく 率 りつ を取 と り上 あ げるのではなく「いつどこで大 だい 地震 じしん が起 お きてもおかしくない」というようにランダム性 せい を強調 きょうちょう すべきという指摘 してき もある。
2011年 ねん に発生 はっせい した東北 とうほく 地方 ちほう 太平洋 たいへいよう 沖 おき 地震 じしん (東日本 ひがしにっぽん 大震災 だいしんさい )は評価 ひょうか において想定 そうてい されておらず、地震 じしん 危険 きけん 度 ど 評価 ひょうか に対 たい して疑問 ぎもん を投 な げかけた。このため、地震 じしん 調査 ちょうさ 研究 けんきゅう 推進 すいしん 本部 ほんぶ は毎年 まいとし 更新 こうしん していた全国 ぜんこく 地震動 じしんどう 予 よ 測地 そくち 図 ず の更新 こうしん を一時 いちじ 取 と り止 と め、低 てい 頻度 ひんど の巨大 きょだい 地震 じしん や複数 ふくすう の活 かつ 断層 だんそう の連動 れんどう を評価 ひょうか に反映 はんえい できるよう改善 かいぜん 、2014年 ねん から再開 さいかい している。低 てい 頻度 ひんど の巨大 きょだい 地震 じしん のリスクを周知 しゅうち するため1万 まん 年 ねん や10万 まん 年 ねん の超 ちょう 長期 ちょうき の予 よ 測地 そくち 図 ず の公表 こうひょう を開始 かいし 、また震源 しんげん 断層 だんそう を予 あらかじ め特定 とくてい しにくい地震 じしん の評価 ひょうか を各地 かくち で進 すす め、津波 つなみ 堆積 たいせき 物 ぶつ 調査 ちょうさ や地殻 ちかく 変動 へんどう 観測 かんそく の成果 せいか を積極 せっきょく 的 てき に取 と り入 い れることした[ 19] [ 20] [ 21] 。