地震警報システム

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緊急地震速報システム

地震警報システム（じしんけいほうシステム）とは、「地震が起こった後、震源要素[注 1]や地震動の分布を迅速に解析し、その情報をいろいろなユーザー（防災関係者、電気、ガス、水道、電話、交通、報道、個人）に伝えて防災に役立てること[1]」であり、地震の際に警報を発して被害を最小限に抑えるための安全管理システムである。

構造物の耐震化や地震時対応の強化などの事前防災、発生前に地震を予測する地震予知と並ぶ、地震対策の1つであり、1990年代以降大きく発達し普及が進んでいる。

目次

各種の地震警報システム [編集]

地震警報システムは1990年代以降多様なシステムが考案されていて、その特性や目的が異なる。まず、激しい揺れ（主要動）の前に揺れの大きさを予測して警報を出す早期警戒型（early, real-time）と、激しい揺れが始まってから観測した揺れの大きさをもとに警報を出す直後型（immediately）の2種類に分けられる。早期警戒型はさらに、主に複数点観測により精度の高い警報を発する震源から数十km以上の近隣地域に適した広域型（地域型, regional）と、主に単独点観測によりスピードを重視して警報を発する震源周辺地域に適した現地型（on-site）の2種類に分けられる。

早期警戒型（早期警戒システム、地震早期警報システム、即時情報）

  • JRのユレダス(UrEDAS)：事前検知、機器制御を行う。 - 広域型・現地型
    • ユレダスとそれを進化させたコンパクトユレダス（システムアンドデータリサーチ開発）が鉄道関係において実用化されている。
  • メキシコの地震警報システム(SAS、Sistema de Alerta Sísmica)：地震動の警戒発令を行う。 - 広域型
  • 気象庁の緊急地震速報[2] - 「一般向け」は広域型、「高度利用者向け」は広域型・現地型
    • 民間企業による配信事業：一例として鉄道総合技術研究所グループの株式会社ANETがある[3]。
    • 早期地震警報システム：緊急地震速報を利用したもので、九州新幹線のほか各鉄道事業者でも導入されている。
  • 防災科学技術研究所のAQUAシステム 震源の他に、地震の発震機構（メカニズム）も同時に解析する。 - 震源要素解析に特化
  • システムアンドデータリサーチのフレックル(FREQL、Fast Response Equipment against Quake Load)：ユレダスやコンパクトユレダスの機能を持つ。P波検知後1秒以内、最短0.1秒で警報を発信し、「世界最速」とされている[4]。 - 広域型・現地型（現地型を強化）
  • JR東海の東海道新幹線早期地震警報システム(TERRA-S：テラス)：P波を解析し、新幹線への影響度合いを判断して警報を発信する。2008年より緊急地震速報の活用を開始している。 - 広域型・現地型

直後型（地震後情報、直後情報）

  • 東京ガスSIGNAL(シグナル)、SUPREME(シュープリーム)：被害把握、機器制御を行う。[5]
  • 横浜高密度強震計ネットワーク(READY)：地震後の被害把握を行う。[6]
  • 川崎市震災対策支援システム：地震後の被害把握を行う。[7]
  • 内閣府地震被害早期評価システム(EES)：地震後の被害把握を行う。[8]
  • 南カリフォルニアCUBE：地震動直後の情報発信を行う。

仕組み [編集]

地震警報システムは、地震の初期微動を観測して、早い段階で対応をとることにより、被害を最小限に抑えようと開発されたシステムである。

地震が起こると、特性の異なる主に2種類の地震波が周囲に広がることにより振動が発生する。地震波のうちS波は大きな揺れ（主要動）で被害を引き起こす地震波で、毎秒約4km程度と比較的ゆっくり伝わる波である。対するP波は小さな揺れ（初期微動）のため被害を起こす地震波ではないものの、毎秒約7km程度とS波の約2倍の速さで伝わるため、このP波を観測してすばやく情報を伝えることで、被害を未然に防ぐことができるというのが基本的な考え方である[9]。

原理自体は極めて単純であり、19世紀後半から20世紀初頭にはこれに類似したアイディアが既に存在しており、初期のものとしてカリフォルニア州でしばしば発生するサンアンドレアス断層を震源とする地震に対するアイディアなどが知られる[10][11]。しかし、通信、観測、処理（揺れが地震のものであるか否かの判断を要する）などに多くの知識・技術や資金を要したため、実験・実用に至ったのは1990年代以降である。

早期警戒型の中でも、広域型と現地型では手法が異なり、算出に用いる計算式や地震計が異なる場合がある。広域型は複数点の観測値を取り入れることで誤差や誤報を少なくし、多少の時間をかけてでも正確な警報を発する事に重きを置いている。これは広域型が、海溝型地震における沿岸部への速報など、ある程度離れた地域での大地震による揺れや津波の被害を軽減することを主な目的としているためであり、震源距離に比例して長くなる主要動までの猶予時間を利用して精度を上げている。一方、現地型は単独または少数の観測点の限られた観測値から地震の規模を割り出し、一刻も早く警報を発することに重きを置いている。現地型は内陸地殻内地震や陸域の浅い震源のプレート境界型地震における震央周辺への速報など、いわゆる直下型地震での揺れの被害を軽減することを目的としていて、過去の観測値を解析するなどして求めた理論により、できるだけ短い初期波形から震源要素や揺れの大きさを推定して、広域型に比べ精度が落ちるという犠牲を払ってでも警報を発する時間を早くしている。

直後型のシステムは、各地の揺れの大きさから被害の程度を推定し、救援や救助などの対策に応用するものである。実際の観測値により正確な値が得られるという特徴があり、観測網を密にすれば地盤特性や土地利用などにより異なる被害の違いを早期に予測できる。

実用例 [編集]

  • 新潟県中越地震（2004年）の際の新幹線停止（上越新幹線脱線事故）。
    • P波が検出された後、1秒で警報を出し、200km/hで進行中の新幹線に緊急ブレーキをかけた。結果的に脱線をしてしまったが、早期警報システムは計画通りに動いた。
  • 東日本大震災（2011年)の際の新幹線停止。
    • 東北新幹線では架線が倒壊するなどの大きな被害を受け1ヶ月以上運休することとなったが、地震警報システムにより営業列車の脱線は1両も起こらず、死者・負傷者は出なかった。JR東日本は、当時270km/h前後に達していた5本を含む計18本が営業運転中だったが、最初の揺れが到達する約10秒前、最も強い揺れが到達する約70秒前には緊急警報が発せられ、揺れが来る前には30〜170km/h程度減速し、安全に停車できたとしている[12]。

関連項目 [編集]

出典 [編集]

注釈 [編集]

  1. ^ 震源の経緯度、深さ、マグニチュードを指す。断層のパラメータ（走向、傾斜角、すべり量）を含める場合もある。

脚注 [編集]

  1. ^ 菊池正幸(2003)リアルタイム地震学、東京大学出版会、pp.2022
  2. ^ 「緊急地震速報の本運用開始に係る検討会」中間報告 (PDF)（気象庁）
  3. ^ 株式会社ANET公式サイト
  4. ^ 新世代早期地震警報システム　FREQL System and Data Research Co.,Ltd
  5. ^ 技術概要（共同開発者による紹介）、システムを利用した有料サービス（東京ガスの関連会社のサイト）
  6. ^ 横浜市における地震システムについて（横浜市）
  7. ^ 川崎市震災対策支援システムについて（川崎市）
  8. ^ 地震防災情報システムの整備（内閣府）
  9. ^ しばしば、P波を雷光に、S波を雷の音にたとえて説明がなされる。このたとえに従えば、雷光があったらすばやくそれを伝えることで、ゴロゴロという音に備えることができるというわけである。
  10. ^ 緊急地震速報の本運用に当たって 福和伸夫, 新井伸夫, 『予防時報』231号, pp.21-27, 2007.
  11. ^ 緊急地震速報の有効性と限界 吉井博明
  12. ^ 乗客犠牲者一人もなし、新幹線の地震対策は?

ウェブ [編集]


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