２−３−１　地震データのスペクトル解析

実際に観測された、２００３／１０／１５および２００３／９／２０の地震波形およびスペクトルについて、以下に示す。使用した地震波形データは、防災科学技術研究所のＫ−ｎｅｔ、ＫｉＫ−ｎｅｔ、および、千葉県強震観測網による。図１３−１、図１３−２、図１４−１、図１４−２には、オリジナル加速度波形について、地震、成分ごとに分けて表示している。図１５−１、図１５−２、図１６−１、図１６−２には、１−２０秒帯域フィルターを施した後の速度波形を示す。図１７、図１８には、１−２０秒帯域フィルター後の速度波形を、１２地点の３成分表示で現している。図１９−１、図１９−２、図１９−３、図２０−１、図２０−２、図２０−３には、速度波形のフーリエスペクトルを示す。図２１−１、図２１−２、図２２−１、図２２−２には、１−２０秒帯域フィルター後の水平動ピーク速度値分布と、５−２０秒帯域フィルター後の水平動ピーク速度値分布を示す。５−２０秒帯域フィルターは、より深部の影響を見るために適用したものである。千葉県中央部地域における卓越周期は、数秒程度またはそれ以上であることから、これらの分布図を比較することで地盤の増幅効果の影響を読み取ることができる。実際には、次節に述べる一次元解析（線型地盤応答解析）の際に、地震記録から求められるスペクトルと地下構造モデルから計算されるスペクトル等の比較を行っている。

次に、当地域の地震動の特性を把握する目的で、遠地で観測された比較的大きな地震に対するスペクトル解析を実施した。各観測点において、Ｓ波主要動を含むフーリエスペクトルを計算し、ピーク周期の空間変動について調べた。図２３−１、図２３−２には、関東平野周辺で発生した最近の１８地震（表１）のフーリエスペクトルを示した。観測点については５点を取り上げた。これらの観測点は、基盤が深い点（ＣＨＢ０３０木更津市役所）、基盤が比較的浅い点（ＣＨＢＨ１３成田、ＣＨＢ０１９鋸南、ＣＨＢ０２３館山）、基盤がきわめて浅いと推定される点（ＣＨＢＨ１４銚子）に分類できる。ただし、鋸南と館山については、保田層群相当層の層厚がよくわからないため、その下位の基盤深度については信頼できるデータがない。図２４に、関東平野周辺で発生した最近の１８地震（表１）のフーリエスペクトルを各地点で重ねた結果を示す。各点の地盤の固有周期に対応するピークが見られるが、震源および伝播過程において生成・増幅されたと考えられる強いピークも見られる。特に、伊豆諸島で発生した地震は、地質構造に関係なくすべての観測点において周期７秒および１０秒程度に強い振幅を持っている。

図２５−１は、２０００年７月３０日三宅島の地震（Ｍｊ６−４）の観測波形を、南北に沿った観測点で並べたものである。図２５−２には、それらの速度フーリエスペクトル（Ｓ波主要動を含む８０秒間）を示した。これらに見られる周期１０秒程度の表面波フェーズについては、振幅は変化するがそのピーク周期はほとんど変化しない。さらに、震源メカニズムをみると破壊継続時間が６秒であること（ＥＩＣ地震学ノート、インターネットより）、および、前図でマグニチュード５クラスの三宅島地震でも１０秒周期が励起されていることから、相模湾を伝播する過程で増幅された周期１０秒の表面波が、そのピーク周期を保ったまま千葉県全体を通過していると推定される。図２５−３には、２０００年７月３０日三宅島の地震（Ｍｊ６−４）に対して、ＣＨＢ０２５千倉観測点との速度スペクトル比を示したものである。周期数秒以上のやや長周期帯において、最大３、４倍程度の増幅が認められる。

三宅島の地震など遠方の地震波形に対するスペクトル解析では、直下の地盤増幅以外の振幅が混入する可能性があり、これらを地盤の固有周期によると誤って解釈しないよう注意が必要である。また、「東海地震」など千葉県の南方から地震波が入射する想定地震に対して強震動予測を考える場合には、三宅島の地震のスペクトル解析の結果から、千葉県南部から相模湾にかけての領域のモデル化も併せて考える必要がある。