表面最大加速度

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表面最大加速度(ひょうめんさいだいかそくど、英語: peak ground acceleration, PGAと略される。また design basis earthquake ground motionDBEGMとも)とは、地震での地表での加速度の最大値の測定値であり、地震工学における重要な入力パラメータである[1]。単に最大加速度と呼ばれる事も多い。

震度と同様、ある場所においてどれだけ強く地面が揺れたかを表すものである。マグニチュードとは異なり、地震全体のエネルギーを示すものではない。

地震においては建築物やインフラストラクチャーの被害は、地震のマグニチュードよりも、地震動により強く関係する。中程度の地震では表面最大加速度が被害の最大の決定要因である。強い地震では被害は表面最大速度により強く依存する[2]

物理的説明[編集]

地震において地面は水平2方向と垂直方向に振動する。表面最大加速度はこれらの加速度である。他方表面最大速度は最大の速度、最大変位(peak desplacement)は地震の前後でのずれた距離である[3][4]。これらの値は地震により異なり、また一つの地震でも、場所により異なる。違いの要因には断層の長さやマグニチュード震源の深さ、震源からの距離、地震の続いた時間の流さ、揺れの周期、地質が含まれる。震源の浅い地震では、中深度よりも強い揺れ(加速度)を生じる。これは地表に近いところでエネルギーが解放されるためである[5]

表面最大加速度はg(重力加速度、ジー)やm/s2[3]ガルを単位として表される。1ガルは0.01 m/s2に、1 gは981ガルに等しい。

地質は最大加速度に強く影響し、数kmの範囲内でも極端に変わり得る。特に中程度から強い地震ではそうである[6]。表面最大加速度を左右する条件は複雑であり、同程度のマグニチュードの地震でも全く異なる結果になり得る。中程度のマグニチュードの地震がより大きなマグニチュードの地震よりも大きな表面最大加速度をもたらす事も多い。

表面加速度は3方向で計測される。垂直と、直交する水平2方向(しばしば南北と東西にとられる)である。これらの各方向ごとの最大加速度が記録され、各々の最大値がしばしば報告される。あるいは結合値を報告することもできる。水平表面最大加速度は、2成分のうちで大きい方を選ぶ、平均を取る、またはベクトル和、のいずれかで得られる。垂直成分を考慮することで、3成分の値を得る事もできる。

地震工学では、有効最大加速度(英語: effective peak acceleration, EPA)もよく使われる。

測定値と体感の比較[編集]

最大加速度は加速度計による測定値である。強さの尺度としては体感を用いる、つまり目撃による報告、感じた揺れの強さ、起こった損害を用いるものもある。両者には相関があるが、単純に一致する訳ではない。

過去の大きな地震での最大加速度[編集]

最大加速度
(一方向)
最大加速度
(ベクトル和)
マグニチュード 震源の深さ 死者 地震
2.7g[7] 2.99g[8][9] 9.0 30km[10] 15000以上[11] 2011年東北地方太平洋沖地震
2.2g[12][13] 6.3[12] 05km 181 2011年カンタベリー地震(2月)
2.13g[12][14] 6.3 06km 1 2011年カンタベリー地震(6月、June 2011 Christchurch earthquake
4.36g[15] 6.9/7.2 08km 12 2008年岩手・宮城内陸地震
1.7g[16] 6.7 19km 57 1994年ノースリッジ地震
1.47g[17] 7.2[18] 66km[18] 4 2011年宮城県沖の地震
1.26g[19][20] 7.1 10km 0 2010年カンタベリー地震
1.01g[21] 6.6 10km 11 2007年新潟県中越沖地震
1.01g[22] 7.3 08km 2415

1999年台湾大震災

0.8g 6.8 16km 6434 1995年阪神・淡路大震災
0.78g[23] 8.8 23km[24] 521 2010年チリ地震
0.6g[25] 6.0 10km 143 1999年ギリシャ地震(1999 Athens earthquake
0.51g[26] 6.4 612 2005年イラン地震(2005 Zarand Earthquake
0.5g[16] 7.0 13km 92000-316000 2010年ハイチ地震
0.438g[27] 7.7 44km 27 1978年宮城県沖地震
0.367g[28] 5.2 01km 9 2011年スペイン地震(2011 Lorca Earthquake
0.25 - 0.3g[29] 9.5 33km 1655[30] 1960年チリ地震
0.24g[31] 6.4 628 2004年モロッコ地震(2004 Morocco earthquake
0.18g[32] 9.2 23km 143 1964年アラスカ地震

出典[編集]

  1. ^ Nuclear Power Plants and Earthquakes”. 2011年4月8日閲覧。
  2. ^ ShakeMap Scientific Background. Rapid Instrumental Intensity Maps.”. Earthquake Hazards Program. U. S. Geological Survey. 2011年3月22日閲覧。
  3. ^ a b Explanation of Parameters”. Geologic Hazards Science Center. U.S. Geological Survey. 2011年3月22日閲覧。
  4. ^ Lorant, Gabor (2010年6月17日). “Seismic Design Principles”. Whole Building Design Guide. National Institute of Building Sciences. 2011年3月15日閲覧。
  5. ^ Magnitude 6.6 - NEAR THE WEST COAST OF HONSHU, JAPAN”. Earthquake summary. USGS (2001年7月16日). 2011年3月15日閲覧。
  6. ^ ShakeMap Scientific Background. Peak Acceleration Maps.”. Earthquake Hazards Program. U. S. Geological Survey. 2011年3月22日閲覧。
  7. ^ Erol Kalkan, Volkan Sevilgen (2011年3月17日). “March 11, 2011 M9.0 Tohoku, Japan Earthquake:Preliminary results”. United States Geological Survey. 2011年3月22日閲覧。
  8. ^ [1]
  9. ^ 2011 Off the Pacific Coast of Tohoku earthquake, Strong Ground Motion”. National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention. 2011年3月18日閲覧。
  10. ^ [2]
  11. ^ Damage Situation and Police Countermeasures associated with 2011Tohoku District - off the Pacific Earthquake”. Emergency Disaster Countermeasures Headquarters. National Police Agency of Japan. 2011年9月13日閲覧。
  12. ^ a b c Feb 22 2011 - Christchurch badly damaged by magnitude 6.3 earthquake”. Geonet. GNS Science (2011年2月23日). 2011年2月24日閲覧。
  13. ^ PGA intensity map”. Geonet. GNS Science. 2011年2月24日閲覧。
  14. ^ PGA intensity map”. Geonet. GNS Science. 2011年6月14日閲覧。
  15. ^ Masumi Yamada et al (July/August 2010). “Spatially Dense Velocity Structure Exploration in the Source Region of the Iwate-Miyagi Nairiku Earthquake”. Seismological Research Letters v. 81; no. 4;. Seismological Society of America. p. 597-604. 2011年3月21日閲覧。
  16. ^ a b Lin, Rong-Gong; Allen, Sam (2011年2月26日). “New Zealand quake raises questions about L.A. buildings”. Los Angeles Times (Tribune). http://www.latimes.com/news/local/la-me-quake-california-20110226,0,1231448.story 2011年2月27日閲覧。 
  17. ^ [3]
  18. ^ a b [4]
  19. ^ Carter, Hamish (2011年2月24日). “Technically it's just an aftershock”. New Zealand Herald (APN Holdings). http://www.nzherald.co.nz/opinion/news/article.cfm?c_id=466&objectid=10708275 2011年2月24日閲覧。 
  20. ^ M 7.1, Darfield(Canterbury), September 4, 2010”. GeoNet. GNS Science. 2011年3月7日閲覧。
  21. ^ Katsuhiko, Ishibashi (2001年8月11日). “Why Worry? Japan's Nuclear Plants at Grave Risk From Quake Damage”. Japan Focus (Asia Pacific Journal). http://www.japanfocus.org/-Ishibashi-Katsuhiko/2495 2011年3月15日閲覧。 
  22. ^ Central Weather Bureau.(2 September 2004). [5]. Retrieved 21 March 2011.
  23. ^ Informe Tecnico Terremoto Cauquenes 27 de Febrero de 2010 Actualizado 27 de Mayo 2010”. 2011年9月13日閲覧。
  24. ^ [6]
  25. ^ Anastasiadis A. N., et al. “The Athens(Greece) Earthquake of September 7, 1999:Preliminary Report on Strong Motion Data and Structural Response”. Institute of Engineering Seismology and Earthquake Engineering. MCEER. 2011年3月22日閲覧。
  26. ^ Earthquake Mw 6.3 in Iran on February 22nd, 2005 at 02:25 UTC”. European-Mediterranean Seismological Centre. 2011年3月7日閲覧。
  27. ^ Brady, A. Gerald (1980). An investigation of the Miyagi-ken-oki, Japan, earthquake of June 12, 1978. National Bureau of Standards. pp. 123. http://books.google.com/books?id=qEuWntnoZzYC&pg=PA123#v=snippet&q=ground%20acceleration&f=false. 
  28. ^ Los terremotos paradojicos - Seismo mortal en Murcia
  29. ^ Crustal deformation associated with the 1960 earthquake events in the south of Chile
  30. ^ Webber, Jude (2010年2月27日). “Massive earthquake batters Chile”. Financial Times. http://www.ft.com/cms/s/0/692c85ec-238a-11df-8b20-00144feab49a.html#axzz1Gz6ocQE5 2011年3月18日閲覧。 
  31. ^ USGS Earthquake Hazards Program » Magnitude 6.4 - NEAR NORTH COAST OF MOROCCO
  32. ^ National Research Council(U.S.). Committee on the Alaska Earthquake, The great Alaska earthquake of 1964, Volume 1, Part 1, National Academies, 1968 p. 285

関連項目[編集]