南海トラフ地震警戒情報

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地震本部による地震発生確率の求め方!数%以下でも危険な理由とは?

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内陸地震の発生確率


活断層から発生する大地震を予測するためには、過去の動きを参考にします。


厳密な地震予知は不可能ですが、動きのくせを読み解き、未来にあてはめることによって、長期的な予測が可能になります。


大地震の切迫性をできるだけ定量的に示すかが重要で、阪神・淡路大震災以降、確率による予測が導入されました。



地震本部によって、全国の活断層が精力的に調査され、それらの活動史に基づいて将来への一定期間の地震発生確率値が算定されています。


確率値の算定には、以下の3つの情報が必要です。


①活断層の平均的な活動間隔
②活動間隔の平均からのばらつき
③最新活動からの経過時間



海溝型地震では、南海トラフ沿いの地震などのように、過去数回の活動史がわかっている場合が多く見られます。


平均的な活動間隔を提示することは比較的容易です。


しかし、活断層では数千~数万年間隔で地震を起こすため、具体的に何回もの活動史がわかった例は少ないです。



平気活動間隔からのばらつき(以下、変動係数もしくはαと略す)は、理想的には個々の活断層ごとに設定するのがベストです。


しかし、トレンチ調査で得られる活動間隔は、せいぜい数回です。


活動間隔がどの程度変化するかまで統計的に検出することは不可能ですので、地震本部では、全断層共通の変動係数αとして0.24という値を用いています。


0.24というのは、活動間隔がおおむね平均からプラスマイナス24%以内に収まるというものです。


つまり、活断層の動きに気まぐれが少なく、準周期的に地震が発生するというモデルです。



平均活動間隔と変動係数αに加えて、最新活動からの経過時間がわかれば、確率算定に条件を付けることができます。


最新の大地震から長く時間が経過していれば、断層に十分な歪みが蓄積されているとみなされ、確率が高くなります。


逆に時間が短い場合には確率は下がります。



条件付き確率の求め方


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上記の図は、確率密度関数です。
わかりやすく、地震の繰り返し間隔の頻度分布と考えて下さい。


横軸が時間なので、山型のピークが平均的な活動間隔で、裾野はそのばらつき具合を示します。


裾野の幅が広ければ活動間隔にばらつきが多く、狭ければ比較的周期的に活動していることになります。


横軸は最後の地震からの経過時間を表していて、時間が経過すればいつかは地震が発生するのですが、最も発生しやすい時間がこの山のピークになります。


そして、右側の裾野の末端まで行くと、必ず地震が発生します。



確率を計算するには、まず現在の位置を最後の地震からの経過時間として記します。


すでに経過しているaより左側のエリアは必然的に排除されます。


つまり残りのエリアaとbの期間に必ず地震が発生するということになります。


そのうち、30年間など、あらかじめ定めた予測期間の間に地震が発生する可能性は、aで示されます。


a+bの間に必ず地震が発生するということですので、予測期間中に地震が発生する確率は「a/(a+b)」となるのです。



下の図は、地震発生から間もない断層になります。


このような断層に適用すると、aの左側のエリアは小さくなり、bが広くなるために、地震発生確率は小さくなります。



最近の地震の発生確率は?


地震本部による主要活断層での今後30年間の地震発生確率は、このようにして求められています。


確率値はだいたい数%以下になり、最大値でも九州の日奈久断層帯で16%です。


こうして見ると小さい値のように思えますが、地震本部では、0.1~3%で「やや高い」3%以上で「高い」としています。



実際に近年発生している、大地震の発生確率の最大値を見てみると、
熊本地震の発生確率は0.9%で、大阪北部地震の発生確率は0.02%でした。


また、兵庫県南部地震(阪神・淡路大震災)の発生確率を30年間、遡って計算すると約8%になります。



また、これらの数値が無視できるほど小さな値ではないことを理解してもらうために、以下のような参考情報があります。


交通事故でケガをする確率24%
空き巣被害にあう確率3.4%
火災の被害にあう確率1.9%
台風で被害にあう確率0.48%


実際に交通事故でケガをしたり、上記のような被害にあったことがあるという人は結構いると思いますが、こうして確率値で見て、地震の発生確率と比較してみると無視できるほど小さな値ではないことが実感できると思います。


しかも、地震の発生確率に関しては年々値が高くなっており、また、他の地震活動や火山活動などの影響により更に高くなっていく可能性もあるのです。


地震ハザードマップはどのようにして揺れの確率を予測しているのか? - 南海トラフ地震警戒情報