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【k-WAVE機能紹介】~震度階級の計算~

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地震の揺れの大きさを示す指標として馴染み深いのは、震度6強、震度7、といった「震度階級」ではないでしょうか。

今回は、「震度階級」を確認する際にご利用いただける、波形処理プログラム k-WAVE搭載の計測震度算出ツールをご紹介します。

「震度階級」と「計測震度」

『かつて、震度は体感および周囲の状況から推定していましたが、平成8年(1996年)4月以降は、計測震度計により自動的に観測し速報しています(気象庁ホームページより)。』

気象庁の「震度階級」は震度0~震度7までの10階級となっており、「震度階級」と「計測震度」の関係は下表のとおりです。

「気象庁震度階級表」(気象庁ホームページより)

k-WAVEでは、気象庁の手法またはPGA・PGVから変換する方法で「計測震度」を計算し、上記の関係から「震度階級」を求めて表示します。

それでは、k-WAVEで利用できる「計測震度」の計算方法をそれぞれご紹介します。

気象庁の手法

気象庁が発表する「震度階級」を求める際に用いている「計測震度」と同等の計算方法です。

計算の流れは以下のとおりですが、更に細かい計算過程を確認したい方は気象庁ホームページをご参照ください。

  1. 加速度記録3成分をフーリエ変換し、フーリエスペクトルを得る
  2. 周期による影響を補正するフィルターをかける
  3. 逆フーリエ変換し時刻歴波形へ戻す
  4. 3成分をベクトル合成する
  5. 換算式より計測震度を算出する

k-WAVEでは、加速度時刻歴波形3成分(水平2成分、鉛直成分)のデータを設定することで、気象庁の手法に則り「計測震度」を計算します。

PGA・PGVから変換する方法

PGA(最大地動加速度)またはPGV(最大地動速度)から、「計測震度」を概算する方法です。k-WAVEでは、既往の文献より、3つの変換式を搭載しています。

  • 童・山崎(1996)
  • 翠川・藤本・村松(1999)
  • 藤本・翠川(2005)

気象庁の手法では、必ず 3成分の加速度時刻歴波形を設定する要がありますが、PGA・PGVから変換する方法では、 水平1成分の加速度時刻歴波形(水平2成分を設定した場合には両波形のベクトル合成)から最大値を読み取り、「計測震度」を計算します。 また、直接PGA・PGVを入力して「計測震度」を計算することも可能です。

どの変換式を用いるかは、備考欄の【回帰元データ】や【適用条件】などを参考に適宜選択いただくことになりますが、例えば、全国地震動予測地図(地震調査研究推進本部)では、

  • カテゴリーⅢの地震( 陸域浅発地震 ) 
    ⇒ 藤本・翠川(2005)
  • カテゴリーⅠ( 海溝型巨大地震 )とⅡ( 海溝型震源不特定地震 )の地震
    ⇒ 翠川・藤本・村松(1999)

が使われています。

【参考文献】
・童華南・山崎文雄,地震動強さ指標と新しい気象庁震度との対応関係,生産研究,第 48巻,
 第 11 号,pp. 31-34,1996.
・翠川三郎・藤本一雄・村松郁栄,計測震度と旧気象庁震度および地震動強さの指標との 関係,
 地域安全学会論文集,No. 1,pp. 51-56,1999.
・藤本一雄・翠川三郎,近年の強震記録に基づく地震動強さ指標による計測震度推定法,
 地域安全学会論文集,No. 7,pp. 1-6,2005.


今回は、「震度階級」を確認する際にご利用いただける、波形処理プログラム k-WAVE搭載の計測震度算出ツールをご紹介しました。

観測記録や、作成した模擬地震動の揺れの大きさを確認する際に、是非ご活用ください。

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