平成28(西暦2016)年8月1日 午後5時9分頃(日本標準時)に、気象庁が過大な緊急地震速報(予報)を発表しました。この記事では、緊急地震速報の発表の条件や処理手法、および今回の緊急地震速報の第1報から第3報とキャンセル報について解説します。
緊急地震速報の種類
気象庁が発表する緊急地震速報には、「予報」と「警報」の2種類があります。
NHKなどのテレビやラジオ、携帯電話のエリアメールで配信される一般的に言われる緊急地震速報は、「緊急地震速報(警報)」もしくは「一般向け緊急地震速報」と言われるものです。2地点以上の地震計で観測した地震で、震度5弱以上が予想される場合に、震度4以上が予想される地域を発表します。
一方、Twitter の @UN_NERV やウェザーニューズ社が配信する緊急地震速報はこれらの一般向け緊急地震速報のほかに、「緊急地震速報(予報)」もしくは「高度利用者向け緊急地震速報」と呼ばれる種類のデータを使用しています。高度利用者向け緊急地震速報は、マグニチュード3.5以上、または最大震度3以上を予想した場合に発表され、1地点の地震計で観測したデータでも発表します。
キャンセル報の仕組み
1地点の観測点だけでは、ノイズによる緊急地震速報(予報)を発表する危険があるため、ある程度時間が経過してもなお2地点目のデータが入ってこない場合には、誤報であると判定してキャンセル報を自動的に発表するようになっています。ノイズによる誤動作を回避するには、2地点以上で観測した緊急地震速報のデータを使用する必要があります。
緊急地震速報で新幹線が止まる仕組み
ほかにも、鉄道事業者では独自に設置した地震計(UrEDAS)と高度利用者向け緊急地震速報を組み合わせて、在来線や新幹線を止めたりしています。震度5弱以上の地震で新幹線が停まった時に「停電で運転見合わせ」と報道されますが、これはJR東日本が緊急地震速報を検知すると新幹線への送電を遮断するためです。新幹線は、送電が遮断されると自動的に非常ブレーキが掛かるため即座に停止できるようになっています。トンネル内など電波が不安定な場所で緊急地震速報を受信できないと安全に関わるため、変電設備で直接、送電を遮断することにしています。
NHKが震度速報の前にテロップを出す仕組み
余談になりますが、NHKは、気象庁が震度速報を発表する前に画面のテロップ上で「午後●時●分頃、関東地方で地震がありました」と伝えることがあります。これは、NHKが独自に各放送局に設置した地震計(通称NHK地震計)で強い揺れを複数箇所で検知した場合に表示するものです。速報性を優先しており、具体的な震度などには言及しません。日本全国54箇所に放送局があるNHKならではの情報網です。
観測点の処理
震源決定手法により、緊急地震速報の精度が変わってきます。レベル法(コード電文では35、発表パターン1(最大震度予測のみ))、B-Δ 法・テリトリ法(36、発表パターン2(マグニチュード、震度、到達予想時刻))、グリッドサーチ法・EPOS自動処理手法(37、発表パターン3(マグニチュード、震度、緯度経度、深さ、到達予想時刻))という電文の種類でその精度や情報の多さが変わってきます。
P波/S波レベル越え(レベル法)
観測点において100ガルを越える加速度(=非常に強い揺れ)が検知された場合に、震源位置やマグニチュードの推定を行わずに、この観測点の直下で地震が発生したと仮定する方法であり、深さは10kmに固定されます。
テリトリー法
1~2つの観測点のデータが得られているときに、観測点の配置状況をもとに、これら以外の観測点には地震波が到達していないということを利用して、おおよその震央位置を推定する方法であり、深さは10kmに固定されます。このテリトリー(領域)の範囲はあらかじめ計算されていて、地震波が最も早く到達した観測点の周辺に震源があると推定しています。1つの観測点でもある程度の領域に絞り込め、2つの観測点でテリトリーが重なったエリア内に震央があると推定できるため、さらに限定的にエリアを推定できます。
「地震波が到達していない」という条件を使うため、故障や障害などでデータが送られてこないと計算結果が狂う問題があり、そのため各観測点は1分ごとに生存情報をセンターに送るハートビート=死活監視が行われています。死んでいるとみなされた観測点があるとテリトリー範囲は自動的に再計算されるようになっています。
グリッドサーチ法
3~5つの観測点のデータが得られているときに、それぞれの観測点における実際の地震波到達時刻と、観測点の位置情報から得られた理論上の地震波到達時刻を比較し、この差が最小となるように震源の位置を推定する方法です。(震源に近い観測点のデータに重みをつけている)なお、複数の観測点での地震波検知時刻がほぼ同じになった場合は浅い場所で発生した地震を離れたところでの深発地震と判断してしまう可能性があるため、3、4点のデータを用いた処理において、震源の深さが130kmより深いと推定された場合には、当面、情報を発信しない運用がなされています。
- 最初に揺れた観測点の周辺(水平方向に 2 度以内)の領域で計算を行う。
- 観測点配置の状況によってグリッドサーチする範囲を絞り込む。
- 各グリッドに対して相対的な走時残差を求め、誤差の最小のグリッドを震源とする
そのほかの手法
このほか、防災科研システム(Hi-net観測網)を利用したものと、EPOS(地震活動等総合監視システム)を利用したものがあります。気象庁が発表する「津波予報」や「地震情報(震源・震度に関する情報など)」は、このEPOSで得られたデータを用いて発表されています。
緊急地震速報におけるマグニチュード計算のソース
全点P相
全ての観測点においてP波(P相)の振幅を用いたマグニチュードの計算が行われており、この結果を基にマグニチュードを計算しています。
P相/S相混在
P波(P相)の振幅を用いたマグニチュードの計算を行っている観測点と、S波以降(全相)の振幅を用いたマグニチュードの計算を行っている観測点が混在しており、この結果を基にマグニチュードを推定しています。
全点全相
全ての観測点においてS波以降(全相)の振幅を用いたマグニチュードの計算を行っており、この結果を基にマグニチュードを推定しています。
データの確からしさ
緊急地震速報の情報には、データの確からしさが含まれています。それぞれ震央の確からしさ、震源の深さの確からしさ、マグニチュードの確からしさ、に分かれていてデータの精度をみて電文を使用するかどうか判定すると良いです。
震央・震源の深さの確からしさは次のように定義されています。
- 1・・・:P 波/S 波レベル越え、またはテリトリー法(1点) 〔気象庁データ〕
- 2・・・:テリトリー法(2 点) 〔気象庁データ〕
- 3・・・:グリッドサーチ法(3 点/4 点) 〔気象庁データ〕
- 4・・・:グリッドサーチ法(5 点) 〔気象庁データ〕
- 5・・・:防災科研システム(4 点以下、または精度情報なし)〔防災科学技術研究所データ[以下、防災科研データ]〕
- 6・・・:防災科研システム(5 点以上) 〔防災科研データ〕
- 7・・・:EPOS(海域〔観測網外〕) 〔気象庁データ〕
- 8・・・:EPOS(内陸〔観測網内〕) 〔気象庁データ〕
- 9・・・:予備
- /・・・:不明、未設定時、キャンセル時
たとえば、1のテリトリー法(1点)では精度が低いため使用しないように処理をわけると、今回の問題に対応できます。ただし、この情報だけですべての誤報をスクリーニングできるわけではありません。
今回の緊急地震速報
今回の緊急地震速報は、1地点のみの観測だったため「予報」として発表され、テレビやラジオ、携帯電話などでは一般に言う緊急地震速報が配信されることはありませんでした。しかしながら、気象庁から第1報から第3報までの予報が配信されたため、 @UN_NERV や、ゆれくるコールなどの防災アプリでは地震の情報を伝えました。キャンセル報は約15秒後に発表されました。
気象庁によると、千葉県にある富津観測点で大きなノイズが記録されたことが原因だということです。
この原因は、緊急地震速報に活用している防災科学技術研究所の富津観測点 のデータに大きなノイズが記録されたためです。
平成28年8月1日17時09分頃に発表した緊急地震速報(予報)について(気象庁地震火山部)
今回のような問題を防ぐには、キャンセル報の処理を実装することが第一です。また、精度の低い情報と高い情報で処理や文面を分けることも良いかもしれません。
原因は落雷か
原因は落雷ではないかと報道されています。
1日夕方、気象庁が特定の事業者に向けて出している緊急地震速報のシステムで、東京湾で大きな地震が起きる可能性があるというデータが一時流れましたが、すぐに取り消されました。気象庁は落雷によって千葉県内の地震計の1か所に誤ったデータが記録されたことが原因ではないかとみて詳しく調べています。
気象庁 緊急地震速報のデータ取り消し 落雷が原因か(NHK)
落雷による誤った緊急地震速報は過去にも起きていて、一般向け緊急地震速報でも落雷による過大な評価に対処するために2点以上の観測点からの情報を使うことにしているということです。
一般の皆様に伝えられる緊急地震速報(警報)の発表条件は、2点以上の地震観測点で地震波が観測され、最大震度が5弱以上と予想された場合です。
2点以上の地震観測点で地震波が観測された場合とした理由は、地震計のすぐ近くへの落雷等による誤報を避けるためです。
緊急地震速報(警報)及び(予報)について(気象庁)
気象庁が発表した緊急地震速報の概要
気象庁のWebページで、今回、気象庁が発表した緊急地震速報の概要を確認できます。
- 地震波検知時刻 17時09分3.5秒
- 第1報 17時09分04.5秒(地震波検知から1.0秒後)
- 第2報 17時09分06.8秒(同3.3秒後)
- 第3報 17時09分14.6秒(同11.1秒後)
- キャンセル報 17時09分19.0秒(15.5秒後)
第1報
第1報は、緊急地震速報(予報)で、発表パターン1の最大予測震度のみの緊急地震速報でした。最大予測震度は5弱以上。レベル法のため、震源の深さは10kmに固定されています。
35 03 00 160801170904 C11 160801170904 ND20160801170904 NCN001 JD////////////// JN/// 014 N353 E1399 010 // 5- RK1181/ RT/0/// RC///// 9999=
これをコード電文と呼びます。ゲヒルン社内では、このコード電文のパーサを自作しており、パーサでJSONに変換して使用しています。ゲヒルンで生成したJSONは次の通りです。
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第2報
第2報からは、発表パターン2の「マグニチュード、最大予測震度及び主要動到達予測時刻の緊急地震速報」になっています。テリトリーから震源もある程度決定されたため、「東京湾」というコードが追加されています。深さは10kmに固定されています。マグニチュードや主要動の到達予想時刻も計算されていますが、依然、テリトリー法(1点)の情報です。
36 03 00 160801170906 C11 160801170902 ND20160801170904 NCN002 JD////////////// JN/// 477 N354 E1399 010 90 07 RK11511 RT10/// RC13/// EBI 342 S07// ////// 01 350 S07// 170908 00 360 S07// 170909 00 341 S07// 170910 00 331 S07// 170922 00 351 S6+// 170915 00 340 S6+// 170915 00 361 S6+// 170916 00 301 S6+// 170919 00 330 S6+// 170926 00 300 S6+// 170929 00 321 S6+// 170938 00 352 S6-// 170922 00 355 S6-// 170927 00 440 S6-// 170930 00 332 S6-// 170932 00 412 S6-// 170933 00 311 S6-// 170933 00 441 S6-// 170933 00 356 S6-// 170934 00 411 S6-// 170939 00 357 S6-// 170943 00 320 S6-// 170945 00 310 S6-// 170946 00 421 S6-// 170950 00 250 S6-// 170954 00 442 S5+// 170938 00 354 S5+// 170944 00 443 S5+// 170952 00 422 S5+// 170955 00 420 S5+// 170959 00 371 S5+// 170959 00 431 S5+// 171000 00 450 S5+// 171003 00 251 S5+// 171003 00 370 S5+// 171003 00 252 S5+// 171005 00 451 S5+// 171015 00 390 S5+// 171030 00 430 S5-// 171004 00 358 S5-// 171008 00 372 S5-// 171009 00 380 S5-// 171013 00 243 S5-// 171014 00 432 S5-// 171017 00 381 S5-// 171017 00 460 S5-// 171017 00 462 S5-// 171020 00 461 S5-// 171022 00 221 S5-// 171022 00 375 S5-// 171024 00 242 S5-// 171025 00 500 S5-// 171026 00 391 S5-// 171026 00 220 S5-// 171032 00 222 S5-// 171035 00 501 S04// 171028 00 400 S04// 171028 00 401 S04// 171030 00 241 S04// 171032 00 540 S04// 171035 00 240 S04// 171039 00 511 S04// 171039 00 520 S04// 171043 00 551 S04// 171044 00 213 S04// 171044 00 531 S04// 171046 00 521 S04// 171048 00 231 S04// 171049 00 510 S04// 171050 00 211 S04// 171050 00 550 S04// 171054 00 530 S04// 171055 00 233 S04// 171055 00 535 S04// 171057 00 212 S04// 171059 00 532 S04// 171102 00 230 S04// 171104 00 600 S04// 171105 00 560 S04// 171107 00 601 S04// 171108 00 610 S04// 171109 00 210 S04// 171113 00 562 S04// 171114 00 581 S04// 171116 00 580 S04// 171118 00 202 S04// 171122 00 563 S04// 171128 00 9999=
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第3報
第3報です。第3報も第2報とほとんど変化がありません。この電文では、千葉や神奈川まで主要動が到達したと推定されています。
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キャンセル報
キャンセル報です。電文コードは39、ステータスは通常の取り消し(10)になっています。
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資料
緊急地震速報に興味を持った方は、気象庁の資料を参照すると有意義な時間を過ごせると思います。
謝辞
アイキャッチに使用したツイートのキャプチャ画像は、@shigyou_bd 様よりご提供いただきました。