わが国における地震波初動の走時偏差について

(1)

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泣ける地震波初動の走時偏差について普

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(Seismological Secti，on， C. M. 0.)・

On anomalies of the seismic waves， t

l

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ere are some descriptions. But they have no sufficient stochastic treatment and enough stations. Now， the accuracy of observations in time have been improved and numbers of stations increased， then the author dared to treat the same problem by the method'of stochastics.

We may find the anomalies of tte appearimce time corresponding to the crustal structure， but their confidence intervals of the mean、valuesare so diversive. They seem to have the

deviations owing to errors' of observations containing uncertainty in time and unnoticing of the initial motion， etc..

S

1. 緒論観測から得られる地震波の走時曲線は，一般に代数曲線に載らないで，各観測点で、偏差を持つ. この偏差には観測誤差，震央距離の誤差による偏差，観測点固有の偏差など種々の揺らぎがある. 走時偏差(異常)に関する記述は今までに，国富

l

L

本多2〉，和達め，宮本

4 L

益田町，飯田・神原の飯田・早川17)その他の諸氏によってなされている.これらはそれぞれ数個から数百個の地震を使い，平均走時偏差の地理的分布を求めているが，推計学的処理が不充分であり，また，古いものは観測点の数が少ないため，こまがい所まではわからない.さらに，現在では上記の諸研究がなされた当時より，観測点の数もふえ，観測精度も上がっているので，あえて同じ問題を取り上げた. ~2. 資料，方法使った資料は中央気象台発行地震月(年)報所載の1950年から 1953年の問に起った浅発・顕著地震で，北海道南沖9桐(月報所載の番号で示せば， 1950年 No; 3， 6 ; 1951年 No. 93 ; 1952年

No. 17， 37， 55， 102 ; 1951年2月 No.3， 12月No.37)関東南東ー沖13個 (1950年No. 11，21，

33，37 ; 1951年No. 2 ; 1953年4月No.3， 4， 11月No.10，15， 17， 26， 43 12月No. 17)

三陸沖7個(梢顕著地震も含み1950年No.2， 4， 15， 18， 22， 29， 45)九州南方2桐 (1952年

骨 ReceivedSept.1， • 1955

時中央気象台地震課

(2)

(3)

-わが国における地震波初動の走時偏差にっし、てーーはせば 95 o A 今 ll

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south

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Hokkaido group earthquakes 理

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Epicenter Fig. 2. Anomaly distribution of the appearance time of the seismic initial motion owing. to Kanto group earthquakes ...:，...

1

5

→

(4)

96 験震時報 20巻 3号の α で示す(表中， α の項で卦印は五入したもの，無印は四捨したもののイ直である).表中の空欄は例数3以下のものである. そして平均偏差を地図上に書き 0，土 1以上の偏差図としたのが

I

:

'

ig. 1， Fig. 2である.三陸沖群，九州南方群，深発地震の平均偏差"単一偏差は Tab.3，偏差図は Fig.3

，

4

，

5 ~乙示す. 別れた平均走時偏差の信頼度95%での信頼限界憾の半分 (

U

l

/

互い，各平均偏差の絶対

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N

J

値より小さい点の数は，北海道沖群で105点中 43点，関東群では 105点中 41点であって，いずれも半数以上の点で信頼限界が正負にかかるほど広く，定量的に平均走時偏差を問題にすることはできない.見方をかえて，母平均と標本平均との差が，標本平均の絶対値の半分を越えない確率 (α) では， α

豆

0.2となる点は北海道沖群で 38点，関東群で 34点，さらに条件をゆるめて α

三

0.2で，信頼関の差の半分

(

_¥r

U

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)

1;>標本平均の絶対値より小となる点は，北海道沖群で105点中 62

N

J

点，関東群で105点中 71点となる.これは換言すれば信頼度 80%以上で，少なくとも平均走時偏差の符号だけはいえる点の数である.なお，上記の点、の他に平均偏差 0.1sec以下の点は北海道沖群で

1

7

点，関東群で

6

点ある. 2点の平均偏差の相異の有意性は各点の不偏分散，自由度がすべて異なるから，一々の組合せについて検討しなければならないが，一応の目安として，ここで得られた資料の平均的な値を使って，危険率0.05では1.3 sec以上，危険率 0.11では 1.0 sec以上の差がないと有意とは言えない. 走時偏差の原因として，考えられるものはいくつかある. i )観測の誤差: これによる偏差を除く一般的方法はないが，多くの観測点の値を使うこと，平均を取ることによって消される可能性もある. ii )震源，震央距離の不確定性: 震源の深さの影響は大きくない.走時曲線を描く際，震央位置の不確定性は全観測点に系統的に影響し，相対的な偏差を求めるのには，本質的なあやまちを犯す心配は少ない.震央距離の不確定性によ忍偏差は (j)と同様消える可能性もある.これら(i ) ， ( ii)の原因は分離または除去できないが，不備分散の大きいこと，信頼限界の広いことから見て偏差の大きい要因となっていると考えられる. iii) 地下構造: 地震波の径路に平均より波速を速めるような地下構造があれば，走時偏差は負になり，波速を遅くするような構造があれば正になる.地殻以深に水平方向の構造差がないとすれば'.走時偏差は地殻の構造による.ただし，浅発地震の地殻内での波線は地殻に垂直ではなく，観測点から震央方向に，およそ 40'-'50km1)，113)のl隔を持っているから，この幅だけの地殻構造の影響を受けた走時偏差が，各観測点で得られることになる.重力の Bouguer異常図14)主比較して，上述のイ言頼度としては，震央近くを除いて，細かい所までよく対応す忍傾向にある. iv)震源ないし震源付近の状態: 北海道沖群には十勝

M

t

地震とその余震，関東群には房総沖地 ~

(5)

l6-わが国における地震波初動の走時偏差についてーーはせば 97 震とその余震を含んでいる.両群の偏差図を見ると，震央近くでは平均的に得られると期待される偏差と，逆な傾向に出ている所がある.それぞれ十勝沖地震，房総沖地震の楕円形の余震区域を目安にすると(図中点線の楕円)，その長軸方向には平均より走時が遅れ，短軸方向には走時が速くなる傾向にある.この原因は震源の大きさ，形による波速の方向による相異15)よりも，むしろ，震源付近の弾性状態の差が波速に変化を与えると考えられる.乙乙では余震区域を目安にとったが， ζれは初動方向の分布にも大いに関係があると思われる.なお，乙の震源近くの波速の方向による影響が出るのは，余震区域の中心から半径およそ数百kmの範囲である.なお，時間的なことは資料不充分(特に本震前において)のため詳細には論ぜられない. ~

4 .

後記緒論に述べたようなつもりで，一応の結論を引き出してみたが，満足すべきものほ得られなかった.特 l乙走時偏差を地下構造と対応させるためには，定量的にほ主んど信をおけない結果である. その原因としては処理方法の未熟きはとにかく，観測精度が主因と考えられる.また，松代の偏差が正に期待されるのに負になる乙との多いのは，松代の地震計の倍率が高く，記録装置が光学的で他所では低倍率，すす書きのため，松代以外の観測点では地震波の初動を完全に捕えていないで，いくらか遅れた波を読んでいるのかとも考えられる.また，乙のような細かい結論をするためには観測点位置l乙もう 1けたの精度がほしい. 終りに，始終御指導をいただいた松沢武雄先生，いろいろと議論をして下さった東大地球物理学教室松沢研究室の諸氏に深謝する. 参考文献 1) 国富信一:気象集誌， 3---11. 2) 本多弘吉:験震時報， 5 (1931)， 111.

3) Wadati， K. : Geophys. Mag.，"4， (1931)， 231; 6 (1932)， 239.

4) 宮本正明:気象集誌， 9 (1931)， 1. 5) 益田クニモ:気象集誌， 10 (1932)， 572. 6) 飯田汲事，神原健:地震， Ser.1， 6 (1934)， 310. 7) 飯田汲事，早川正己:地震， Ser. II， 2 (1949)， 55. 8) 松沢武雄:地震学(角川書庖) (1950)， 164. 9) Kawasumi，耳:B. E.R.，.1 10. (1932) ，94; 河角広・吉山良一，地震 Ser.1， 6 (1934)， 415. ，10) 和達清夫，鷺坂清信，益田クニモ:気象集誌， 10. (1932)， 460; Geophys. Mag. 4 (1931)， 231. 11) Kawasumi， H~ : B.E: R.，.1 10 (1932)， 94;地震 Ser.'1， 3， (1931)， 415. 12) 高木聖，ι村井五郎:験震時報， 18 (1953)， 105. 13) Matsuzawa， T.:B.E.R.

J

.

， 6 (1929)，177. 14) Tsuboi， C. : B. E.R.，.I Suppl.4 (1954}， Pt.IV. 15)， Sezawa， K. : B. E.R. .，.1 2 (1927)， 29. - 17ー

(6)

《

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αコ

Mean. d-=viatiom， confidence interYals and significance 1ョvelsowing to south off Hokkaido group earthquakes Tab. 1. 4米 A 十071O '0.3 1 0.05 0.9 1 0.2 0.4 1 0.05 0.5 1 0.05 十1.2 0.5 1.5 0.5 0.8 0.2 . 0.5骨 0.2 O. 7 0.6 0.8 0.5 0.3 1.0 1.0 1.3 0.9 x -0.9， -1.0: -1.9 -1.7 +1.6

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0.4 0.4 O. 7 O. 7 十0.0 -0.1 十0.3 +2.2 -0.5 Himeji Hiroshima Ibukiyama Iida Inawashiro 0.1長 1.1 2.8 1.0 1.0 0.6 1.0 O. 7 0.5 1.3 Oiwake Okayama Omaezaki Onahama Osaka 0.1 0.01 0.00 0.00 0.1骨 0.01 1 Oshima' 1 0.4 1 Owashi 1 0:4*11 Saga 0.00 1 S1 aigo 0.05 1 S1 akata 0:01 0.4 0.8 0.5 0.4 O. 7 0.3 0.4 0.7 ， 1.3 0.8 0.6 1.1 0.4 O. 7 -1.0 十2.3 -4.9 -1.6 +1.1 Ishinori1aki Izuhara Kagoshima Kakioka Kameyama 0.4 0.8 0.6 0:4 0.3 O. 7 1.2 0.9 0.6 0.4 +2.1 -1.0 -0.7 十2.5 十0.9 Kanazawa Kobe Kochi Kofu Kumagaya -、

.

Note: x: Mean deviation，αConfidence interval， A; Significance * indcates the values which are obtained by counting 5 and fractions.

(7)

Mean deviations， confidence ihtervals and significance levels owing toK~nto group earthquakes Tab. 2. A σ Station σ Station A σ Station ぜな困 R ぜ号制昆鵬首同首盟 δ 尚認調 M m R J

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1.3 0.6 0.9 0.8 0.3 2.0 1.0 1.7 1.2 1.8 +1.4

-1.4

-0.4 +1.4 -0.0 0.2 0:3骨 0.5 O. 1骨 0.4 1.5 0.6 O. 7 0.5 0.4 0.4 2.6 0..9 1.2 0.6 0.6 0.6 十0.9 -0.5 十0.4 -0.9 -0.5 0.3骨 0.4骨 0.05帯 1.3 0.9 0.3 5.9 0.4 2.3 1.5 0.5 9.9 O. 7 1.6 +2.0 -1.1 -1.0 -0.1 -0.'8 t.!) -t.!) 0.2骨 0.2長 0.4 0:7 0.5 :0.001* 2.8i 0.5 1.0 0.6 1.1 0.8 5.1 十1.8 -0.3 -0.3 十0.2 →2.4 +2.8 ...:... 1 Toyama 1 - 1 Toyooka 1 0.2 1 Tsu 1 ー 1 Tsukubasan 1 0.2 : Tsuruga 1 0.211 Unzendake 0.3吋Urakawa 一 1U1tsunoiniya -'¥1 Uwajima 0'.8 1 Wajima 1 0.3 1 - 1 Wakayama I 0.4 !O: 2 1 Wakkanai 1 0.4 I 0.2，jYakushima 0.5' 1 0.1*IIYamagata 0.9:1 . --; Y 1 okohama 11.Yonago -1.6 0.8 0.4 1.0 0.5 1.6 0.5 0.3 1.5 3.0 1.3 0.6 1.6 O. 7 只 U F b 庁 t つ山 1 よ︽ h U つ ω q u ヴ t つ臼 q u Q U 只 U Q u t i -n υ ハυAunLqJ 噌_i A U A υ ハυ A リハ U A り司 i A υ 一+十一十十十一一十一十一一一 0.2*11 Maizuru 0.4 1 Matsue 1 0.4 1 Matsumoto 1 0.5刊 Matsushiro 0.5判Matsuyama 0.1*11~~shima 一- lVlHO 11 - 1 Miyako 1 0.2 1 Miyazaki 1 - 1 Mizusawa 1 0.4 1 Mori 1 0.05 1 Morioka 1 0.05 1 Muroran 1 0.3 1 Murotomisaki 1 0.2 1 Nagano 1 Nagasaki Nagatsuro Nagoya Nemuro Niigata 4576653534 1 i q L A υ ハリハ υ バ U A U A U A U A U p o n y 噌 i A U A り口 R U A ι z n R U F h 1 U F O つ臼 A 吐 T ょ 1 4 1 4 ハ v n v o v o v n u 十2.8 十3.1 -0.9 +0.6 十0.6 Asahikawa Asosan Chichibu Choshi Fukui 0.8 1..0 0.4 0.6 0.6 1.2 1.7 O. 7 0.9 0.9 -1.2 +0.1 十0.1 +0.7 十0.2 -1.0 十3.5

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3

+0.9 +1.2 Fukuoka Fukushima Funatsu Gifu Hachijojima Hachinohe Hakodate Hamada Hamamatsu Hikone -I H C ￨￨ 0.5 0.4 1.8 O. 7 1.1 0.4 0.5 3.1 1.1 1.7 0.6 0.9 0.5 0.3 0.1 1 Oiwake I ー 1Okayama 1 0.2 1 Omaezaki 1 0.05 0.1 0.71 0.4 0.5¥ 0.2 0.4 10.05 Obihiro Oita 0.2 1.0 0.9 0.8 1.6 1.5 1.4 Onahama Osaka Oshima Owashi Saga 0.5 O. 7 1.0 円 4 一ハ υ 一一一一

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(8)

] { ( ) 。覧車 4事自幸 NO 昧 ω 中糊 Tab. 3. Mean deviai:Ions owing to off，Saririku group anq south off Kyushu， and deviations by a deep one

Off San- Off

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deep Off San- Off Off San:- Off

A

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Station Kyushu Station Kyushu Station Kyushu

riku g. g. one riku g. g. one riku g. g. one

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一

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一

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Fukuoka -1.0 -2.8 _{-1.0 hfiyakzaQ}_k -1.2 -1.7 -1.8 Tokushima +2.4 十1.7 Fukushima -0.1' -0.1 +1.5 Miyazaki -1.4 十1.2 _T_T_o_o_k_r_n_y_i_o_e -0~.5 +2.8 十0.8 Funatsu +1.1 -0.7 十3.1 Mizusawa 十1.4 + 十1.3 ::;'ifu -1.6 -0.1 -0.1 お10ri +0.2 十0.6

。

Tomisaki 十1.9 十1.2 +3: 8 Hachijojima 十2.0 -2.2 乱1orioka -0.6 +0.8

。

Torishima 十0.8 +? Hachinohe -0.3 -1.1 O Murotomisaki +0.1 -0.4 Tottori -2.0 十9 Hamada ...，0.2 -2.1 NNNNaeaagggZEEaaounsyraao o kz +0.6 +0.8 -0.5 TTToosuyy ama 十1.6 +0.2 O Hamamatsu 十2.9 +4.5

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_一

十3.2 十1.3 Tsuruga -0.1 -1.9 [ida -0.5 十0.8 十十2.2 Unzendake 十

o

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7 _十01.2 Urakawa -2.9 O [shinoniaki 十1.4 +1.，0 Oiwake

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-'-0.4 十 .1 Utsunomiya -0.1 -1.0

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_一

Uwajima +2.1

Kkaagkoioskhaima _-0.0 -1.1 +2.7 Omaezaki _Onahama 十_-0.44.1 十4.0_-0.8 _-0.0 _W_W_W_a_a_a_k_k_j_i_a_k_m_y_a_a_a_m_m_i_a -1.5 -0.3 -0.4

一

O

Kameyama 十0.2 十0.5 +0.4 Osaka 十0.6 十1.2 +0.2 +3.2 +

Kanazawa --0.1 -0.2 Oshima -0.4 +0.2 +1.0 Yakushima -? +2.0

Kashiwa +1.5 Owashi -0.6 -0.3 O Yamagata -0.6

_一

KKoobche i -0.2 十0.1 SSSssaaaaegknp1gpaadotoaa 1 ro -2.0 十0.5 Yokohama +2.5 +0.5 十1.1 +0.3 +0.6 十0.4

_一

+1.6 -1.2 Yonago -0.2 O Kofu -1.8 十0.1 +7.1 +4.5 十

o

.

7 Kumagaya -0.8 +1.0 十0O.6 +2.3 +2.3 -1.0 Kumamoto 十1.7 十 .6 -0.4 -0.8 -1.3 -﹄ NOIl