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予兆と予知、歪エネルギーの蓄積と解放サイクル(臨界サイクル)、地殻変動

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中・四国・近畿地方

CQKとCQT予兆 地震発生の新たな概念と予知 兵庫県南部地震の予知検証 南海トラフの巨大地震の予知情報 地殻変動

兵庫県南部地震の予知検証と和歌山県のM5.5地震(2011/7/5)の予知

.

11a:兵庫県南部地震の予知実験

予測した震源は、LATLONDEP行の赤色の破線矢印先で、それら各数値が表示されている。予測断層幅Wは、20kmとなり、マグニチュードは6.8となる。19941024日から、19イベント後に、大地震が発生する。

 


  • 中・四国・近畿に発生した大地震の予知と検証

  •     兵庫県南部地震の予知
  •             CQKの検出
  •             断層幅の予測
  •             発生時刻の予測
  •             震源の予測
  •         兵庫県南部地震の予知情報情報
  •         兵庫県南部地震の予知の検証
  •         予知検証図(図11b)の説明
  •     公開した大地震の予知と検証
  •         CQK予兆の誤解析(亀岡市付近に予知した大地震)
  •         CQK予兆の正しい解析(和歌山県中部に予知した大地震)
  •         和歌山県中部に発生したCQK大地震の予知検証

  •     臨界サイクル (図15e)の説明
  • まとめ
  • 参考文献
  • 中・四国・近畿に発生した大地震の予知と検証[14]

    7.2の兵庫県南部地震(1995-1-17)に関し、 日付を、19941024日 に戻し、大地震の予知j実験とその検証を行う。

    文献[9, 23]に、予知情報のみ公開した中国・四国・近畿地方の大地震の予知を、述べる。この公開した予知結果は、京都府の亀岡市付近を震源地としたCQKタイプの大地震であったが、断層幅wの予測を除き、誤りだった。

    その誤報の要因は、そのCQK予兆が、不完全な反転を持つ加速度A(DEP,t)A(INT,t)であったにも関わらず、完全な反転をもつCQK予兆とした事による。このCQK予兆の誤認に起因する誤った予知と、その後実施した正しい予知結果とその検証を述べる。なお、正しい予知結果は、公開していない。

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    兵庫県南部地震の予知

    対象とした地震は、中国・四国・近畿を含む緯度32-36度、経度131.5-136.5度のメッシュ領域で、1991127日から、19941024日までの期間(480-583)に発生したマグニチュードM3.5以上の深発地震を除いた地震である。従って、1995117日に発生した兵庫県南部地震は、含まれていない。図9aと同様に、震源要素の時系列[c]の変位d(c,m)、変位検出ウエーブレットで検出した変位D(c,t)、加速度検出ウエーブレットで検出した加速度A(c,t)を、震源要素c(cLATLONDEPINTMAG)の行、即ち、LAT行、LON行、DEP行、INT行、MAG行に分けて図示した。横軸に地震発生の順番(イベント数)mとtを、各行に共通な時間軸として、図示した。変位検出ウエーブレットの幅Δtは、Δt=25=w1なので、遅れ時間Δは、Δ=w12イベントとなる。加速度検出ウエーブレットの差分間隔sは、s=35イベントなので、時刻tはmから常に遅れ、その遅れ時間は、tとmの関係が、変位D(,t)の場合、t=m-wなので、12イベントとなり、加速度A(,t)の場合、t=m-w-sなので、47イベントとなる。

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    CQKの検出

    加速度A(,t)のグラフ表示のスケールは、各行の縦軸の オフセット目盛りの-200を、各加速度の値が0、上方向を負、下方向を正とする相対表示である。横軸は、各行に共通の時間軸tである。最上段からLAT行には、A(LAT,t)A(LON,t)LON行には、A(LON,t)A(DEP,t)DEP行には、A(DEP,t)A(LAT,t)INT行には、A(INT,t)A(DEP,t)、最下段のMAG行には、A(MAG,t)A(INT,t)A(DEP,t)とを重ねて表示している。従って、MAG行に表示した加速度間の位相振幅の関係は、CQK予兆となっている。その予兆を、INT行からMAG行にわたり下向き2重線矢印と共にCQKと表記した。

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    断層幅Wの予測

    予兆CQK上のDEP行のD(DEP,t)には、今にも発生しそうな大地震の断層幅Wの予測値を、両方向の矢印と予測値のW = 20 kmとで記している。詳細は省略するが、予測断層幅Wは、W =ΔD(DEP,t)=D(DEP,tmax)-D(DEP,tmin)となっている。このtmaxtminの値は、D(MAG,t)の最大値を与える時刻tmax528と最小値を与える時刻tmin548である。従って、数式(3)を用いて、今にも発生しそうな大地震のマグニチュードをM=6.8とする予知が可能となる。

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    発生時刻の予測

    今にも発生しそうな図11aの大地震(兵庫県南部地震)の発生 時刻の予知は、CQK予兆における加速度A(INT,t)が負のピークになる時刻mを予測する事である。A(INT,t)の周期は、加速度を得るための差分間隔sを、s=35、としたので、約70イベントとなる。図11aに表示した時刻t=530CQKの正のピークは、19941024日のt=536の時点で、確実に検出されている。従って、時刻t=530から35イベント後(半周期後)A(INT,565)が、負のピークになると予測できる。より正確に、D(INT,t)A(INT,t)の図9dの関係から、A(INT,t)が、負のピークになる時刻tを、35イベント先に進んでいるINT行のD(INT,t)が正の方向に突き出した個所の時刻tと予測できる。図11aINT 行に表示した下向きの破線矢印が指しているその突き出し個所は、A(INT,t=536)から、19イベント先となる。即ち、最新の 加速度を表示する時刻t=536に対応する変位d(INT,m)を表示する時刻mが、583イベントなので、大地震は、19イベント先のm=602イベントで発生すると予測できる。

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    震源の予測

    今にも発生しそうな図11aの大地震(兵庫県南部地震)の震源の予測は、図10の大地震発生の物理モデルにより、CQK予兆の後半の約半周期間のD(LAT,t)D(LON,t)D(DEP,t)の線形部分を時刻t=590(=602−12)まで線形延長して得る。予測震源は、LATLONDEP行に破線矢印で示した。各破線矢印は、予知を実施した19941024t=571から19イベント先の値を指している。それら値を、LAT行に、(LAT=34.53)LON行に、(LON=135.18)DEP行に(DEP=20.8)と表記した。

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    兵庫県南部地震の予知情報

    19941024(1994/10/24)のイベント時刻のm=583の時点で、今にも発生しそうなCQK予兆の大地震の予知情報をまとめる.

    1. 発生時刻が、19941024日のm=583から19イベント後の132日後のm=602(1995425日頃)

    2. マグニチュードが、6.8 (予測断層幅W=20 km

    3. 震源が、(LAT=34.53度、LON=135.18度、DEP=20.8 km)

    なお上記()のイベント数で表示した時間を、実時間へ変更するには、19941024日頃のマグニチュード3.5以上の地震の発生率が、[32]NCI(m,70)から、m=583付近で9.66日毎に1回発生すると仮定できるので、19イベントは、19941024日から183.5日後となる事による。

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    兵庫県南部地震の予知の検証

    予知したCQKの大地震の発生に至る状況を把握するために、兵庫県南部地震が発生した1995117日のm=602前後の震源情報をテーブルにする。

    m

    YYYY/MM/DD-hh:mm:ss.ss

     LAT()

      LON()

    DEP(Km)

     INT(h)

    MAG

    597

    1994/12/15 05:58:39.60

      34.475

    135.88

    8.1

    133.1432

      3.6

    598

    1995/01/03 13:09:49.29

      34.093

    135.194

    12.67

    463.186

    4

    599

    1995/01/12 06:35:32.14

      33.979

    135.198

    12.6

    209.4286

      3.5

    600

    1995/01/16 01:19:00.81

      33.662

    132.195

    59.65

    90.7246

      3.5

    601

    1995/01/16 18:28:02.68

      34.598

    135.039

    18.4

      17.1505

      3.7

    602

    1995/01/17 05:46:51.86

      34.595

    135.038

    16.06

      11.3137

       7.2

    603

    1995/01/17 05:49:14.63

      34.617

    135.082

    13.85

      0.0397

        4.4

    604

    1995/01/17 05:49:35.17

      34.621

    135.076

    13.31

      0.0057

       4.2

    605

    1995/01/17 05:49:48.81

      34.658

    135.118

    11.5

      0.0038

       4.5

    606

    1995/01/17 05:50:23.95

      34.653

    135.133

    12.96

      0.0098

       5.2

    607

    1995/01/17 05:51:05.23

      34.589

    135.002

    2.16

    0.0115

        3.8

     

    上記、予知情報と、テーブルのm=602の兵庫県南部地震の震源情報は、精度良く一致しているが、イベント数の時間から、実時間への変換は、19941024日の時点では悪い。しかし、イベント数の予知時刻に接近すると、実時間への変換精度を上げることができる。

    マグニチュードの予知精度に関して、兵庫県南部地震のマグニチュードは、気象庁マグニチュードがM=7.2であったが、その大地震の余震分布から推定された断層形状は、[26]によると断層長は、L=45km、断層幅は、W=20kmで、上記、予測断層幅と一致している。従って、断層の形状に依存する、数式(5)で与えられるマグニチュード(モーメントマグニチュードMw)は、Mw6.9だったので、そのマグニチュードの予知精度は良い。

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    予知検証図(図11b)の説明

    兵庫県南部地震の予知検証を、図11bを用いて行う。そのため、図11bは、図11aの対象とした期間を、199117(m=440)から、1995117日(m=640)まで拡張した。従って、図11aに示した予知情報に、兵庫県南部地震の発生が、図11bに加わる。この拡張した期間に、加わったグラフ表示機能は、次の機能である。最下段のMAGd(MAG,)の細線グラフは、MAGの値が6以上になると、その直前の値から太線に変換されて連結される。M7.2の兵庫県南部地震は、m=602(実時間で1995117)で、発生した。従って、その大地震発生直前のm=601(実時間で1995116)の値d(MAG,601)3.7からd(MAG,602)7.2まで、太い線グラフとなる。その太線には、横矢印で、1995/1/17 M7.2と兵庫県南部地震の発生日とマグニチュードを表示した。又、各震源要素cのc行の変位グラフもd(c,601)d(c,602)が細線から太線表示となる。ただし、大地震発生直前(m=601)M3.7地震は前震で、その震源は、本震の大地震と略同じであったので、d(MAG,)の様にM3.7からM7.2へと大きな数値の変化がないので、グラフの細線は、それらの個所で、太線でなく太い点表示になっている。更に、各震源要素cのc行の加速度A(c,t)も、t= m-w-sの関係から、A(c,554)-A(c,555)の細線グラフが太い点となる。

    従って、兵庫県南部地震の予知結果は、図11bからも正確であった事が、検証される。予知の定義における、予知精度も、満足している。

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    公開した大地震の予知と検証

    次に、文献[9, 23]に予知結果のみ公開した中国・四国・近畿地方の大地震の予知の実施例を、述べる。この公開した予知結果は、京都府の亀岡市付近を震源地としたCQKタイプの大地震であったが、断層幅wの予測を除き、誤りだった。その誤報の要因は、CQK予兆が、不完全な反転を持つ加速度A(DEP,t)A(INT,t)であったにも関わらず、完全な反転をもつCQK予兆とした事による。このCQK予兆の誤認に起因する誤った予知と、その正しい予知とその検証を述べる。なお正しい予知結果は、公開していない。

    中国・四国・近畿地方に既に発生していた大地震を取り上げ、大地震が発生する前までの気象庁震源データを用いてそれら大地震の予知が可能であった事を検証してきた。次に、この領域にまだ発生していない大地震の予知を実施していたので、その実施例を述べる。201088日の時点で、CQK予兆の大地震を予知した結果の概要は、文献[]に公開した。

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    CQK予兆の誤解析(亀岡市付近に予知した大地震)

    公開した予知情報は、京都府の亀岡市付近を震源地としたCQKタイプの大地震であった。このCQK予兆は、加速度A(DEP,t)A(INT,t)とが、完全な逆位相とならない波形の反転であった。しかし文献[9, 23]の公開情報は、CQK予兆のA(DEP,t)A(INT,t)とが完全な逆位相として解析した予知 結果であり、誤った予知を公開した。先ず、このCQK予兆を誤認識した解析結果を、兵庫県南部地震の実施例の図11aと同様に、図15aに示す。予知を実施したのは、201088日であるが、この地域に発生した最後の地震は、20108月4日のM=3.9地震なので、その日時に相当する 時刻m=1660が、予知を実施した時刻となる。

    予知した震源を、LAT行、LON行、DEP行に、D(LAT,t)D(LON,t)D(DEP,t)を線形補間した破線矢印で表示した。それらの数値は、LAT=35.1LON=135.5DEP=19kmである。又、予測した断層幅Wを定めた、D(DEP,t)の範囲と、ΔD(DEP,t)の値は、DEP行のt=1620付近に両方向の矢印とW=6.2kmと表示した。予知したマグニチュードは、[56]から、M=5.8となる。大地震発生の時刻は、下向き破線矢印で、INT行のD(INT,t)上にある下方のくぼみ個所が、A(INT,t)の半周期後のピークをとる時刻となり、t=1613から11イベント後の、t=1624となる。時刻mを用いると三重線の下向き 矢印と大地震のラベルで示したm=1671の個所となる。図15dNCI(m,70)から平均的に7日に1回の割合でM3.5以上の地震が発生している 事が、判明する。実時間に変換すると、84日から77日後となる。しかし、その予知したM5.8の大地震は、時刻m=1671付近で、発生しなかった。

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    CQK予兆の正しい解析(和歌山県中部に予知した大地震)

    2011228日に実施した正しい大地震の予知結果を、図15bに示す。実施期間は、20061126(m=1480)から2011228(m=1684)までである。図15aと図15bで観測されたCQK予兆のA(DEP,t)A(INT,t)の反転は、図15aと図15bINT行のA(DEP,t)のピークが、二重破線の下向き矢印で示された時刻t=1570付近にあり、逆方向のA(INT,t)のピークが、CQKと二重線の下向き矢印で示されたt=1605付近にある。ただ、A(DEP,t)の周期が長くなっているので、そのピーク付近の振幅値は、時刻t=1590付近まで略同じ値を保っている。そのA(DEP,t)A(INT,t)の振幅の反転は、兵庫県南部地震のCQKの逆位相となった反転と異なる。そのA(DEP,t)A(INT,t)A(MAG,t)CQKの振幅位相関係は、MAG行にも示されている。この様なCQK予兆の大地震の発生時刻は、DEP行、もしくはINT行に二重破線の矢印の個所のA(DEP,t)のピークが、半周期後に反転したピークの時刻でなく、[背景技術]で説明した様に破線矢印で示された時刻付近で1周期後のピークで発生する。そのA(DEP,t)が1周期後にピークを取ると予測される時刻は、差分間隔を取った時間だけ進んだDEP行のD(DEP,t)が、下方に(深い方向に)ピークを取った破線矢印の起点個所となる。その予測時刻は、現時刻m=1684から24イベント後のm=1708となる。予兆に対応する震源予測値は、LATLONDEP行に破線矢印で示された(LAT=33.8度、LON=135.6度、DEP=6 km)で。震源地は、和歌山県中部となる。2011228日のイベント時刻のm=1684の時点で、今にも発生しそうなCQK予兆の大地震の予知情報は

    1. 発生時刻が、24イベント後のm=1708で、148日後の2011726日頃

    2. マグニチュードが、5.8

    3. 震源が、(LAT=33.8度、LON=135.6度、DEP=6km)

    となる。

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    和歌山県中部に発生したCQK大地震の予知検証

    上記予知結果を検証するために、先ず、予知したCQKの大地震の発生状況を把握する。2011228日のm=1684から24イベント後の予知した時刻のm=1708前後の震源情報をテーブルにする。

    m

    YYYY/MM/DD-hh:mm:ss.ss

    LAT()

    LON()

    DEP(Km) 

    INT(h)  

    MAG

    1705

    2011/06/29 23:36:11.12

     33.414 

    131.912

    64.5

    290.451

    3.8

    1706

    2011/07/01 14:22:09.82

     33.391 

    132.228

    46.4

    38.7663

    4.1

    1707

    2011/07/04 11:07:11.82

     33.931 

    135.547

    46.5

    68.7506

    4.1

    1708

    2011/07/05 19:18:43.44

     33.99  

    135.234

    7.3

    32.1921

    5.5

    1709

    2011/07/05 19:34:55.64

     33.996 

    135.242

    7.1

    0.2701

    4.7

    1710

    2011/07/05 22:31:39.59

     32.665 

    132.303

    38.5

    2.9455

    3.5

    1711

    2011/07/24 23:32:12.40

     33.92  

    136.139

    42.3

    457.0091

    4.8

    従って、その予知地震は、和歌山県で201175日に発生した震源の深さが、7.3km、マグニチュードが5.5の地震であった事が判明し、時刻のイベント数予知、震源とマグニチュードの予知は、正確であった。イベント数の時間から、実時間への変換は、2011228日の時点では悪いが、予知時刻に接近すると、精度を上げることができる。

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    臨界サイクル (図15e)の説明

    中国・四国・近畿地方の地殻の歪エネルギー密度のサイクルにおける、時刻m=1708の和歌山県のM5.5地震に関連した臨界(AMR)現象の抽出の箇所は、上向き破線矢印で示してある。図15eは、図4と同様なサイクル図であるが、地震のマグニチュードMAGが、5以上になると、矢印として表示される。又、2011のM5.5和歌山県中部地震のAMR現象は、1995M7.2兵庫県南部地震、1997M6.6山口県東部地震、2000M7.2鳥取県西部地震と比較すると、その歪エネルギー密度の減少の程度は、少ない。

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    まとめ

    中・四国・近畿の兵庫県南部地震の予知実験から、その大地震の予知は、発生の3カ月程前から、予知できていた事が判明している。

    図15aと図15b観測されたCQK予兆のA(DEP,t)A(INT,t)の振幅の反転は、兵庫県南部地震のCQKと異なる。兵庫県南部地震で観測されたA(DEP,t)A(INT,t)A(MAG,t)の振幅位相関係を理想的な完全なCQK予兆であるとすると、図15aと図15b観測されたCQK予兆は、完全ではない。

    この様なCQK予兆の大地震の発生時刻はDEP行、もしくはINT行に二重破線の矢印の個所のA(DEP,t)のピークが、半周期後に反転したピークの時刻でなく、破線矢印で示された時刻付近の1周期後のピークで発生する。

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    参考文献

  • [9] 武田文秀、中・四国・近畿地方の大地震の予兆解析:震源、発生時刻、Mの予報、日本地震学会講演予稿集、2010年度秋季大会、B22-06p. 61, (2010)
  • [14] 武田文秀、大地震と巨大地震の予知方法、予知装置、予知プログラム及び記録媒体、特願2012-243002, (2012).
  • [23] http//www.tec21.jp/
  • [26] Ide, S., M. Takeo, and Y. Yoshida, Bull. Seism. Soc. Am. 86(3), 547-566, (1996).
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    Last Updated : 2015/11/23 11:40