Ｓ波増幅度の抽出にはできるだけ多くの地震を使うことが望ましいが、濃尾平野の強震観測点でＳ波部分が十分にＳ／Ｎ比の大きい記録の得られている地震の数は限られている。今回は、表５−２−１に示す濃尾平野周辺で発生した１６個の地震を使用し、図５−２−１にそれらの震央位置を示す。

Ｓ波増幅度の推定に用いた地震観測地点は上記の地震のうち３地震以上の観測記録がある地点とした。図５−２−２にＳ波増幅度の推定に用いた地震観測地点の分布を示す。これらの観測地点のうち、地下構造モデルの検証に使用した地震観測地点は、濃尾平野および周辺に分布するＫ−ＮＥＴ地震観測点の９地点とした。図５−２−３に検証地点の分布を示す。

波形処理は、震央と各観測地点との位置関係から水平２成分の観測記録をトランスバース方向の波形にベクトル変換した波形を用いた。図５−２−４に、各観測点におけるトランスバース方向のＳ波主要動部のフーリエスペクトルの一例を示した。地震観測記録からＳ波増幅度の推定は以下のように行った。

観測記録のフーリエスペクトルＡ（ω）は、次式のように震源の影響Ｓ（ω）、伝播特性の影響Ｐ（ω）、観測点直下の地盤特性Ｈ（ω）の積として以下のように表現される。

Ａ（ω） ＝ Ｓ（ω） × Ｐ（ω） × Ｈ（ω）

伝播特性の影響Ｐ（ω）は幾何減衰と内部減衰を考慮して、次のように表される。

Ｐ（ω） ＝ １／Ｒ ^＊ ｅｘｐ（−ωＲ／２ＱＶｓ）

ここで、Ｒは震源距離（ｋｍ）、Ｖｓは地震基盤以深のＳ波速度、ＱはＱ値である。

そこで以下の手順を用いて、地震ごとに各観測点のＳ波増幅度を抽出する。

１） ＶｓとＱを仮定してＰ（ω）を計算する。ここでは、Ｖｓ＝３．６（ｋｍ／ｓ）、Ｑ＝１００ｆ^０．７ とした。

２） Ｓ（ω）×Ｐ（ω）の減衰曲線と各観測地点の観測記録スペクトルＡ（ω）との残差が最も小さくなるようにしてＳ'（ω）を決定する。ここで、Ｓ'（ω）はＨ（ω）の平均的な成分を含んでいるものの、ωｃよりも十分に低い周波数帯域ではＨ（ω）が２．０でほぼ一定であるとして振幅を調整する。

３） Ｓ'（ω）について、地震ごとにｍｏ（地震モーメント）とωｃ（コーナー周波数）を推定する。

４） ｍｏとωｃからＳ（ω）＝ｍｏ／（１＋（ω／ωｃ）２）を求め、Ｓ（ω）×Ｐ（ω）と各観測地点のフーリエスペクトルＡ（ω）との比を取り、それをＨ（ω）とする。

このようにして得られたＳ’（ω）、Ｓ（ω）及びＨ（ω）を図５−２−５−２、図５−２−６にそれぞれ示す。Ｈ（ω）は、地盤のＳ波増幅度を現わしているものと考えられる。ただし、増幅度の大きさに関しては若干議論の残るところである。

一方、３次元地下構造モデルから各観測点での１次元Ｓ波構造を抜き出し、重複反射理論に基づいて増幅度を計算し、それらと先に抽出したＳ波増幅度と比較した。なお、理論増幅度の計算において、堆積層のＱ値は１００とした。図５−２−７に各観測点での１次元のＳ波速度構造モデルを示す。

観測記録より推定したＳ波増幅度と計算による増幅度の比較結果を図５−２−８に示す。比較する周波数範囲としては、上述の通り、やや浅層部のモデルの検証を対象に、地震のスペクトルが卓越する０．５〜５Ｈｚの範囲を主な対象とした。

図５−２−８より、重複反射理論によるピークの周波数には堆積層の影響と推定される０．５〜５Ｈｚに特徴的なピークを有するものがあり、観測記録より推定した増幅度のピークの周波数と概ね対応している。周波数１Ｈｚ以上の領域においては、理論増幅度のレベルが観測記録より推定した増幅度のレベルを上回っている。これは理論増幅度の計算において、堆積層のＱ値を一律１００としたため、減衰を過小評価したものと考えられる。しかしながら堆積層の各層にＱ値を適切に設定するための十分な資料がなく、今後の課題である。

検証の対象とした９地点のうち、平野の端部付近に分布するＧＩＦ０２０、ＧＩＦ０２２の２地点については、重複反射理論による１次固有周波数が観測記録による増幅度の１次ピークより高くなっている。これらの２地点付近には地下構造推定のためのデータがなく、表層の地質分布より推定され、先に設定した地下構造の地質境界面の確実性が低いと考えられる。このため基盤の境界を深く、または堆積層の速度値を遅くすることによって地下構造モデルの改善につながるものと考えられる。

表５−２−１　検証で使用した地震

図５−２−１　Ｓ波増幅度の推定に用いた地震の震央分布

図５−２−２　Ｓ波増幅度の推定に用いた地震観測地点の分布

図５−２−３　検証に用いた地震観測地点の分布

図５−２−４　トランスバース成分に変換した波形の一例（２０００．１０．３１三重県南部）

図５−２−５−１　観測記録のフーリエスペクトルの一例（２０００．１０．３１三重県南部）

図５−２−５−２　観測記録より求めたＳ’（ω）（青線）と推定したｍｏとｆｃより得られたＳ（ω）（赤線）

図５−２−６　推定したＳ波増幅特性Ｈ（ω）の一覧

図５−２−７　検証に用いた地震観測地点のＳ波速度構造

図５−２−８　地盤モデルより計算される増幅度（青色）と抽出したＨ（ω）（桃色）の比較