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。
- 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
- 周期による影響を補正するフィルターをかける
- 逆フーリエ変換し時刻歴波形へ戻す
- 3成分をベクトル合成する
- 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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