表面最大加速度

表面最大加速度（ひょうめんさいだいかそくど、英語: peak ground acceleration, PGAと略される。また design basis earthquake ground motion、DBEGMとも）とは、地震での地表での加速度の最大値の測定値であり、地震工学における重要な入力パラメータである^[1]。単に最大加速度と呼ばれる事も多い。

震度と同様、ある場所においてどれだけ強く地面が揺れたかを表すものである。マグニチュードとは異なり、地震全体のエネルギーを示すものではない。

地震においては建築物やインフラストラクチャーの被害は、地震のマグニチュードよりも、地震動により強く関係する。中程度の地震では表面最大加速度が被害の最大の決定要因である。強い地震では被害は表面最大速度により強く依存する^[2]。

物理的説明

地震において地面は水平2方向と垂直方向に振動する。表面最大加速度はこれらの加速度である。他方表面最大速度は最大の速度、最大変位（peak displacement）は地震の前後でのずれた距離である^[3]^[4]。これらの値は地震により異なり、また一つの地震でも、場所により異なる。違いの要因には断層の長さやマグニチュード、震源の深さ、震源からの距離、地震の続いた時間の流さ、揺れの周期、地質が含まれる。震源の浅い地震では、中深度よりも強い揺れ（加速度）を生じる。これは地表に近いところでエネルギーが解放されるためである^[5]。

表面最大加速度はg（重力加速度、ジー）やm/s²^[3]、ガルを単位として表される。1ガルは0.01m/s²に、1gは981ガルに等しい。

地質は最大加速度に強く影響し、数kmの範囲内でも極端に変わり得る。特に中程度から強い地震ではそうである^[6]。表面最大加速度を左右する条件は複雑であり、同程度のマグニチュードの地震でも全く異なる結果になり得る。中程度のマグニチュードの地震がより大きなマグニチュードの地震よりも大きな表面最大加速度をもたらす事も多い。

表面加速度は3方向で計測される。垂直と、直交する水平2方向（しばしば南北と東西にとられる）である。これらの各方向ごとの最大加速度が記録され、各々の最大値がしばしば報告される。あるいは結合値を報告することもできる。水平表面最大加速度は、2成分のうちで大きい方を選ぶ、平均を取る、またはベクトル和、のいずれかで得られる。垂直成分を考慮することで、3成分の値を得る事もできる。

地震工学では、有効最大加速度（英語: effective peak acceleration, EPA）もよく使われる。

測定値と体感の比較

詳細は「震度」を参照

最大加速度は加速度計による測定値である。強さの尺度としては体感を用いる、つまり目撃による報告、感じた揺れの強さ、起こった損害を用いるものもある。両者には相関があるが、単純に一致する訳ではない。

過去の大きな地震での最大加速度

最大加速度（一方向）	最大加速度（ベクトル和）	マグニチュード	震源の深さ	死者	地震
2.7g^[7]	2.99g^[8]^[9]	9.0	30km^[10]	15000以上^[11]	2011年東北地方太平洋沖地震
2.2g^[12]^[13]		6.3^[14]	05km	181	2011年カンタベリー地震（2月）
2.13g^[15]		6.3^[14]	06km	1	2011年カンタベリー地震（6月、June 2011 Christchurch earthquake）
	4.36g^[16]	6.9/7.2	08km	12	2008年岩手・宮城内陸地震
1.7g^[17]		6.7	19km	57	1994年ノースリッジ地震
	1.47g^[18]	7.2^[19]	66km^[19]	4	2011年宮城県沖の地震
1.26g^[20]^[21]		7.1	10km	0	2010年カンタベリー地震
1.01g^[22]		6.6	10km	11	2007年新潟県中越沖地震
1.01g^[23]		7.3	08km	2415	1999年台湾大震災
0.8g		6.8	16km	6434	1995年阪神・淡路大震災
0.78g^[24]		8.8	23km^[25]	521	2010年チリ地震
0.6g^[26]		6.0	10km	143	1999年ギリシャ地震（1999 Athens earthquake）
0.51g^[27]		6.4		612	2005年イラン地震（2005 Zarand Earthquake）
0.5g^[17]		7.0	13km	92000 - 316000	2010年ハイチ地震
0.438g^[28]		7.7	44km	27	1978年宮城県沖地震
0.367g^[29]		5.2	01km	9	2011年スペイン地震（2011 Lorca Earthquake）
0.25 - 0.3g^[30]		9.5	33km	1655^[31]	1960年チリ地震
0.24g^[32]		6.4		628	2004年モロッコ地震（2004 Morocco earthquake）
0.18g^[33]		9.2	23km	143	1964年アラスカ地震

出典

^ “Nuclear Power Plants and Earthquakes”. 2011年4月8日閲覧。
^ “ShakeMap Scientific Background. Rapid Instrumental Intensity Maps.”. Earthquake Hazards Program. U. S. Geological Survey. 2011年3月22日閲覧。
^ ^a ^b “Explanation of Parameters”. Geologic Hazards Science Center. U.S. Geological Survey. 2011年3月22日閲覧。
^ Lorant, Gabor (2010年6月17日). “Seismic Design Principles”. Whole Building Design Guide. National Institute of Building Sciences. 2011年3月15日閲覧。
^ “Magnitude 6.6 - NEAR THE WEST COAST OF HONSHU, JAPAN”. Earthquake summary. USGS (2001年7月16日). 2011年3月15日閲覧。
^ “ShakeMap Scientific Background. Peak Acceleration Maps.”. Earthquake Hazards Program. U. S. Geological Survey. 2011年3月22日閲覧。
^ Erol Kalkan, Volkan Sevilgen (2011年3月17日). “March 11, 2011 M9.0 Tohoku, Japan Earthquake：Preliminary results”. United States Geological Survey. 2011年3月22日閲覧。
^ [1]
^ “2011 Off the Pacific Coast of Tohoku earthquake, Strong Ground Motion”. National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention. 2011年3月18日閲覧。
^ [2]
^ “Damage Situation and Police Countermeasures associated with 2011Tohoku District - off the Pacific Earthquake”. Emergency Disaster Countermeasures Headquarters. National Police Agency of Japan. 2011年9月13日閲覧。
^ “Feb 22 2011 - Christchurch badly damaged by magnitude 6.3 earthquake”. Geonet. GNS Science (2011年2月23日). 2011年2月24日閲覧。
^ “PGA intensity map”. Geonet. GNS Science. 2011年2月24日閲覧。
^ ^a ^b “New Zealand Earthquake Report - Feb 22 2011 at 12:51 pm（NZDT）”. Geonet. GNS Science (2011年2月22日). 2011年2月24日閲覧。
^ “PGA intensity map”. Geonet. GNS Science. 2011年6月14日閲覧。
^ Masumi Yamada et al (July/August 2010). “Spatially Dense Velocity Structure Exploration in the Source Region of the Iwate-Miyagi Nairiku Earthquake”. Seismological Research Letters v. 81; no. 4;. Seismological Society of America. p. 597-604. 2011年3月21日閲覧。
^ ^a ^b Lin, Rong-Gong; Allen, Sam (2011年2月26日). “New Zealand quake raises questions about L.A. buildings”. Los Angeles Times (Tribune). http://www.latimes.com/news/local/la-me-quake-california-20110226,0,1231448.story 2011年2月27日閲覧。
^ [3]
^ ^a ^b [4]
^ Carter, Hamish (2011年2月24日). “Technically it's just an aftershock”. New Zealand Herald (APN Holdings). http://www.nzherald.co.nz/opinion/news/article.cfm?c_id=466&objectid=10708275 2011年2月24日閲覧。
^ “M 7.1, Darfield（Canterbury）, September 4, 2010”. GeoNet. GNS Science. 2011年3月7日閲覧。
^ Katsuhiko, Ishibashi (2001年8月11日). “Why Worry? Japan's Nuclear Plants at Grave Risk From Quake Damage”. Japan Focus (Asia Pacific Journal). http://www.japanfocus.org/-Ishibashi-Katsuhiko/2495 2011年3月15日閲覧。
^ Central Weather Bureau.（2 September 2004）. [5]. Retrieved 21 March 2011.
^ “Informe Tecnico Terremoto Cauquenes 27 de Febrero de 2010 Actualizado 27 de Mayo 2010”. 2011年9月13日閲覧。
^ [6]
^ Anastasiadis A. N., et al. “The Athens（Greece） Earthquake of September 7, 1999：Preliminary Report on Strong Motion Data and Structural Response”. Institute of Engineering Seismology and Earthquake Engineering. MCEER. 2011年3月22日閲覧。
^ “Earthquake Mw 6.3 in Iran on February 22nd, 2005 at 02:25 UTC”. European-Mediterranean Seismological Centre. 2011年3月7日閲覧。
^ Brady, A. Gerald (1980). An investigation of the Miyagi-ken-oki, Japan, earthquake of June 12, 1978. National Bureau of Standards. pp. 123. https://books.google.co.jp/books?id=qEuWntnoZzYC&pg=PA123&redir_esc=y&hl=ja#v=snippet&q=ground%20acceleration&f=false
^ Los terremotos paradojicos - Seismo mortal en Murcia
^ Crustal deformation associated with the 1960 earthquake events in the south of Chile
^ Webber, Jude (2010年2月27日). “Massive earthquake batters Chile”. Financial Times. http://www.ft.com/cms/s/0/692c85ec-238a-11df-8b20-00144feab49a.html#axzz1Gz6ocQE5 2011年3月18日閲覧。
^ USGS Earthquake Hazards Program » Magnitude 6.4 - NEAR NORTH COAST OF MOROCCO
^ National Research Council（U.S.）. Committee on the Alaska Earthquake, The great Alaska earthquake of 1964, Volume 1, Part 1, National Academies, 1968 p. 285