表面最大加速度
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 motion、DBEGM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 displacement）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0.01m/s2に、1g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[14] | 5km | 181 | 2011年カンタベリー地震（2月） | |
| 2.13g[15] | 6.3[14] | 6km | 1 | 2011年カンタベリー地震（6月、June 2011 Christchurch earthquake） | |
| 4.36g[16] | 6.9/7.2 | 8km | 12 | 2008年岩手・宮城内陸地震 | |
| 1.7g[17] | 6.7 | 19km | 57 | 1994年ノースリッジ地震 | |
| 1.47g[18] | 7.2[19] | 66km[19] | 4 | 2011年宮城県沖の地震 | |
| 1.26g[20][21] | 7.1 | 10km | 0 | 2010年カンタベリー地震 | |
| 1.01g[22] | 6.6 | 10km | 11 | 2007年新潟県中越沖地震 | |
| 1.01g[23] | 7.3 | 8km | 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[24] | 8.8 | 23km[25] | 521 | 2010年チリ地震 | |
| 0.6g[26] | 6.0 | 10km | 143 | 1999年ギリシャ地震（1999 Athens earthquake） | |
| 0.51g[27] | 6.4 | 612 | 2005年イラン地震（2005 Zarand Earthquake） | ||
| 0.5g[17] | 7.0 | 13km | 92000 - 316000 | 2010年ハイチ地震 | |
| 0.438g[28] | 7.7 | 44km | 27 | 1978年宮城県沖地震 | |
| 0.367g[29] | 5.2 | 1km | 9 | 2011年スペイン地震（2011 Lorca Earthquake） | |
| 0.25 - 0.3g[30] | 9.5 | 33km | 1655[31] | 1960年チリ地震 | |
| 0.24g[32] | 6.4 | 628 | 2004年モロッコ地震（2004 Morocco earthquake） | ||
| 0.18g[33] | 9.2 | 23km | 143 | 1964年アラスカ地震 |
出典[編集]
- ^ “Nuclear Power Plants and Earthquakes”. 2011年4月8日閲覧。
- ^ “ShakeMap Scientific Background. Rapid Instrumental Intensity Maps.”. Earthquake Hazards Program. U. S. Geological Survey. 2011年3月22日閲覧。
- ^ a b “Explanation of Parameters”. Geologic Hazards Science Center. U.S. Geological Survey. 2011年3月22日閲覧。
- ^ 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。
- ^ “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。
- ^ “ShakeMap Scientific Background. Peak Acceleration Maps.”. Earthquake Hazards Program. U. S. Geological Survey. 2011年3月22日閲覧。
- ^ 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。
- ^ [1]
- ^ “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。
- ^ [2]
- ^ “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。
- ^ “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。
- ^ “PGA intensity map”. Geonet. GNS Science. 2011年2月24日閲覧。
- ^ a b “New Zealand Earthquake Report - Feb 22 2011 at 12:51 pm（NZDT）”. Geonet. GNS Science (2011年2月22日). 2011年2月24日閲覧。
- ^ “PGA intensity map”. Geonet. GNS Science. 2011年6月14日閲覧。
- ^ 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。
- ^ 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) 2011年2月27日閲覧。
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- ^ Carter, Hamish (2011年2月24日). “Technically it's just an aftershock”. New Zealand Herald (APN Holdings) 2011年2月24日閲覧。
- ^ “M 7.1, Darfield（Canterbury）, September 4, 2010”. GeoNet. GNS Science. 2011年3月7日閲覧。
- ^ 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) 2011年3月15日閲覧。
- ^ Central Weather Bureau.（2 September 2004）. [5]. Retrieved 21 March 2011.
- ^ “Informe Tecnico Terremoto Cauquenes 27 de Febrero de 2010 Actualizado 27 de Mayo 2010”. 2011年9月13日閲覧。
- ^ [6]
- ^ 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。
- ^ “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。
- ^ Brady, A. Gerald (1980). An investigation of the Miyagi-ken-oki, Japan, earthquake of June 12, 1978. National Bureau of Standards. pp. 123
- ^ Los terremotos paradojicos - Seismo mortal en Murcia
- ^ Crustal deformation associated with the 1960 earthquake events in the south of Chile
- ^ Webber, Jude (2010年2月27日). “Massive earthquake batters Chile”. Financial Times 2011年3月18日閲覧。
- ^ USGS Earthquake Hazards Program » Magnitude 6.4 - NEAR NORTH COAST OF MOROCCO
- ^ 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
