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| <rowcolor=#000,#e4e4e4> 발생 시각 (UTC+11) | 규모 | 진원 | 최대 진도[1] | |
| 2024년 12월 27일 23시 47분 37초 | Mw 6.8 | 쿠릴 열도 해역 | Ⅴ | |
| 쓰나미 여부 미발령 예상 최고높이: -m 실측 최고높이: -m | ||||
| [1] USGS Shakemap 기준 | ||||
1. 긴급지진속보 개요2. 지진 발생3. 지진 감지 및 분석4. 초기 분석법5. 현재 운영되고 있는 방법6. 단독 관측점 처리7. 중추 처리(진원과 규모에 따른 진도 예측 기법)
7.1. 진원 결정 방법7.2. IPF법7.3. 착 미착법7.4. EPOS를 통한 자동 처리 방법7.5. 규모 계산 방법7.6. 진원·규모 품질 관리 처리7.7. 예측 진도 및 주요동 도달 예측 시각 산출
8. 중추 처리(진원과 규모에 의하지 않는 진도 예측 기법)9. 중추 처리(하이브리드 법)10. (반영 예정) IPFx법11. 긴급지진속보(예보)12. 긴급지진속보(경보)13. 긴급지진속보(경보(속보))14. 캔슬(취소)령1. 긴급지진속보 개요
긴급지진속보는 지진 발생 후, 진원 부근 관측점의 데이터를 바탕으로 가능한한 빨리 진원이나 규모를 추정하거나 강한 흔들림의 퍼짐을 포착해 각지의 진도나 도달 시각을 사용자에게 제공하는 정보다. 진원이나 규모, 예측 진도의 추정 정확도가 높아질 때 마다 정보를 갱신해 발표한다.[1] 그 결과, 진원과 관측점의 위치 관계에 따라서는 대상이 되는 지역에 S파 등으로 인한 강한 흔들림이 도달하기 전에, 경우에 따라서는 P파가 도달하기 전에 정보를 발표하는 것이 가능하다.현재의 긴급지진속보는 「진원과 규모에 의한 수법」과 「진원 요소에 의하지 않는 수법」으로 나뉜다. 각각의 방식에는 장단점이 있지만, 두 방법을 서로 조합해 사용함으로써 서로의 단점을 보안하고 정밀도를 높여가고 있다.
2. 지진 발생
지진이 발생하면 지진파가 주위에 전해진다. 지진파는 크게 두 가지가 있으며, 초기 미동의 흔들림을 일으키는 P파(종파)와 큰 흔들림을 일으키는 S파(횡파) 및 표면파가 있다. P파와 S파는 전파 속도가 달라 P파는 초당 약 6~7km, S파는 초당 약 3~4km의 속도로 전해진다.[2]
특히 일본의 경우 해저 지진 탐지망이 매우 고밀도로 설치되어 있으며, 그 장비의 성능 역시 매우 높다. 일본의 지진 관측망은 매우 현대화되어 있으며 초고감도의 가속도계, 속도계의 설치 및 매우 촘촘한 센서 네트워크가 구축되어 있기에 구현이 가능한 것이다.
3. 지진 감지 및 분석
(빨간 네모는 기상청 지진소, 노란 동그라미는 국립 연구 개발 법인 방재 과학 기술 연구소 지진소)
2020년 3월 24일 기준, 기상청 지진계와 방재 과학 기술 연구소를 합하여 총 약 1000개의 지진소에서 지진 데이터를 수집한다.
4. 초기 분석법
초기 긴급지진속보는 P파만을 이용해 긴급지진속보를 발령하였다. 진원은 반드시 한 곳이다 라는 전제 조건을 기반으로 P파의 속도를 이용해 추정된 진원 중에서 한 곳을 랜덤으로 선택하고[3], 진원에서 얼마나 큰 지진이 나야 지진소에서 이 정도의 흔들림이 감지될 지 규모를 예상한 다음, 예상된 규모를 이용해 각 지역의 진도를 예상해 강한 흔들림이 올 곳으로 추정되는 곳에 긴급지진속보를 발령하는 방식을 사용하였다. 그리고 결정적으로 긴급지진속보는 한 지진에 한 번만 발표되었다.이로인해 발생한 기상청의 오보 사례는 아래를 참고바람.
다음은 도호쿠 지방 태평양 해역 지진 당시의 긴급지진속보를 재현한 것이다. 영상
- 문제점 1. P파를 통한 예측으로 지진이 과소평가 됨
지진소부터 진원까지의 지반 상태를 정확히 알리가 없으나 단순히 P파만 이용하여 진원을 추정하기 때문에, 진원의 위치는 맞추었으나 규모를 4.3으로 예상하였고[4] 이후에 계속 갱신되긴하지만 결국 규모 8.1로 예측을 내고 끝난다.
- 문제점 2. 진원 미스
진원을 추정된 진원 중에서 랜덤으로 고르기 때문에, 먼저난 지진의 P파보다 강한(= 더 많은 지진소에서 예상되는) 곳으로 진원이 바뀌게 되었다.
- 문제점 3. 한 번만 발표함
대규모 지진일 수록 지진이 연속으로 발생하거나 하는 등의 이유로 지진의 규모가 점점 강해지는 경향이 있는데 최초 발표 이후에 발표는 불가능하기 때문에 더 강한 지진이었음이 확인되었음에도 불구하고 추가적인 경보가 나오지 않았다.
다음은 2016년 4월 16일 오전 11시 29분 경에 발표된 긴급지진속보이다. 영상
- 문제점. 지진이 과대 평가 됨
실제 당시에는 구마모토현에서 규모 2.9의 지진이, 오이타에서 규모 3.2의 지진이 동시에 발생하였는데, 당시에는 진원은 반드시 한 곳이다라는 전재조건이 있었기 때문에 기상청 컴퓨터는 멀리서 발생한 강력한 지진의 지진파가 두 곳에 동시에 도달함이라고 판단하게 되었고 결국 미야자키 근처에서 지진이 발생했다고 판단, 이후 진원과의 거리와 지진동을 이용해 규모 6.9의 지진이 발생했다고 추정하게 되고 이로 인해 강한 흔들림이 예상되는 지역이 발생했기 때문에 긴급지진속보가 발표되었다.
그 외에도 2011년 3월 12일 오전 4시 16분 나가노현에서 발생한 규모 6.7의 지진의 여진과 동일본 대지진의 여진이 8초 간격을 두고 일어나며 둘을 합쳐 규모 6.0의 지진이 발생했다고 오보를 내기도 하였다. 영상 당시 긴급지진속보의 내용
또한 2018년 1월 5일 발생한 2018년 이바라키 지진도 위와 같은 원인으로 발생한 오보였다.
5. 현재 운영되고 있는 방법
6. 단독 관측점 처리
P파가 관측점에 도달해 관측점이 기준 이상의 흔들림을 감지하면 단독 관측점 처리가 개시된다.단독 관측점 처리에는 주성분 분석법, B-Δ법이라 불리는 처리가 있어, 이 처리를 통해 진앙의 방위나 진앙 거리 등을 추정한다. 또한 노이즈인지 아닌지 판별하는 노이즈 식별 처리나, 신속함을 매우 중요시 하는 레벨법 등을 위한 처리도 담당한다.
6.1. 자동검측・주성분 분석법 및 B- Δ법
지진파가 관측점에 도달하고 관측점이 트리거 된다면, 관측점은 지진의 진동이 기준을 넘은 순간을 P파의 검측시각으로 한다. 이 시각부터 1초간의 변위 파형을 이용해 지진파가 어느 방향에서 왔는지 주성분 분석을 통해 정한다.그 후, 1초간의 가속도 파형에 절대치 파형을 작성하고 이것을 y(t)= Btⅹe^(-At)에 대입한다. [5] 계수 B는 규모에 영향받지 않기 때문에 진앙거리Δ를 구할 수 있다.
6.2. 노이즈 식별
지진 관측계는 지진파 뿐 아니라 노이즈도 감지 할 수 있다. 따라서 다음 처리를 통해 노이즈를 거르고 있다.1) 상하동과 수평동의 진폭 비: 자연지진의 P파 부분이라면, 상하동과 수평동의 진폭비는 일정한 범위 내에 수렴될 것으로 기대된다.
2) 데이터의 편차도: 자연지진에 의한 파형에 대해 오프셋(offset) 어긋남 등에 의한 펄스성 노이즈 파형은 이동분산이 계속해서 큰 값이 되지는 않는다.
3) B-Δ법에서의 계수A: 파형이 일어난 후에 바로 가라앉아 버린 경우, B-Δ법에 있어서 계수A는 커진다. 이때 만일 그런 지진이 발생했더라도 규모는 크지 않을 것으로 예상한다.
4) B-Δ법에서의 계수B: 자연지진에 의해 생긴 진동이라면, B-Δ법에 있어서 계수B는 일정한 범위 내에 들어갈 것으로 기대된다.
5) B-Δ법에 있어서 피팅 단차: B-Δ법에 있어서 피팅 단차가 너무 큰 경우는 상기 ③, ④의 품질 관리를 할 수 없기 때문에 배제한다.
6) 가속도 진폭 최대치: 일정 시간이 지나도 가속도 진폭의 최대치가 커지지 않았다면 큰 지진이 아니라고 판단된다.
7) 복수 센서의 트리거 상황: 복수의 센서가 병설 되어 있는 경우, 양쪽 센서에서 트리거가 걸린 경우만 지진이라고 판단한다.
6.3. 레벨 법을 위한 한계치 초과 감지
관측점 직하에서 지진이 발생했을 경우를 고려해, 기상청은 레벨 법을 운영하고 있다. 이를 위해 상하고동 가속도 파형이 100gal을 넘었을 경우, 이 정보를 발신한다.6.4. 실시간 진도 연산
「실시간 진도」는 실시간으로 흔들림의 크기를 나타내며 계측 진도와 비슷한 시계열 값이다. 계측진도는 일정시간 동안의 가속도 파형에 푸리에 변환을 이용하여 필터를 적용하기 때문에 실시간으로 계측진도를 계산할 수 없다. 따라서 계측진도와 비슷하게 구하기 위해, 근사식을 사용해 실시간 진도를 산출한다.이 때 사용되는 식이 I= 2 log(a) 0.94이다.
7. 중추 처리(진원과 규모에 따른 진도 예측 기법)
7.1. 진원 결정 방법
7.2. IPF법
IPF法 : Integrated Particle Filter法 ('통합 입자 필터'법)다수의 지진이 동시에 발생할 경우, 하나의 큰 지진이라고 오인해서 지나치게 큰 경고를 발표하는 것을 피해, 각각의 지진에 대해 적절한 긴급지진속보를 발표하는 것을 목적으로 헤이세이 28년(2016년) 12월 13일에 도입된 방법이다.
기존에는 다양한 관측소에서 나온 서로 다른 데이터 값을 통해 나온 여러가지의 진원 후보 중 하나를 선택하는 방식이였지만 IPF법을 적용할 경우 모든 데이터 값을 통합적으로 처리한다. 이전에는 B-Δ법이나 주시 잔차, 진폭의 값 등을 각각의 수법으로 처리하고 있었지만 IPF법에서는 이들을 통합하여 취급해 전체적으로 가장 데이터를 만족하는 진원을 몬테카를로법 중 하나인 파티클 필터에 의해 추정한다. 그렇기에 서로 다른 지진에 의한 값을 억지로 일치시키려다가 발생하는 지나치게 과장된 긴급지진속보의 발표를 피할 수 있게 되었다. IPF법을 과거에 지진에 적용해보니 2011년 3월에서 4월간 발표한 잘못된 긴급지진속보 총 21개를 회피할 수 있었고, 2011년 4월 전체 데이터를 분석해본 결과 성적이 52%에서 72%로 개선되었다고 한다.
IPF법은 지금까지 발생한 지진의 분포와 횟수에 근거해 대략적인 사전 확률을 위도, 경도, 깊이 그리드를 갖고 있다.
이 분포를 따르도록 가상 진원을 다수 랜덤으로 분포시켜, 각각의 가상 진원에 대해 단독 관측점 처리 데이터를 대입해 각각의 가능도를 계산한다. 그 중 가능도가 가장 높은 진원을 진원이라 가정한다.
새로운 데이터가 입력되거나 다음 계산 시각이 오면 전 단계의 가상 진원의 가능도에서 중량 분포를 계산하고 이를 바탕으로 다시 가능도를 산출한다. 이때 추출된 가상 진원에 섭동을 줘 특정 가상 진원에의 수렴을 막고 있다. 이 동작을 계속 반복함으로써, 진원의 정밀도를 확률론적으로 높여간다.
7.3. 착 미착법
이 방법은 국립개발연구법인 방재과학기술연구소에서 개발된 그리드서치 법의 일종이다. 긴급지진속보는 주로 기상청의 지진 관측망을 이용해 처리하지만, 착 미착법은 Hi-net 관측망의 데이터를 이용해 처리하고 있다.진폭이 변화해 지진이 도달한 것으로 보이는 '착 상태'의 관측점과 아직 파형에 변화가 없어 지진파가 도달하지 않았다고 간주되는 '미착 상태'의 관측점이 있다. 착 상태 관측점 근처의 미착 상태 관측점 2개가 착 상태로 변하면 진원 결정 처리가 개시된다. 각각의 관측점에서는 파형에 변화가 있던 시각을 검측하여 주변의 그리드에 배치한 가상 진원군을 기초로 이론 주시와의 차이가 작이지도록 그리드서치를 행한다. 이 과정을 반복하고 그리드의 간격을 좁히면서 정확도를 높이고 추정 진원을 결정한다.
7.4. EPOS를 통한 자동 처리 방법
기상청의 EPOS[6]에 의한 처리에서는 관측점으로부터의 파형 데이터를 처리 중추에 모아 트리거 판정을 실시한다. 지진이라고 판단되면 P, S파의 도달 시각 및 최대 진폭의 자동 검측을 실시해 진원을 요구하고 있다. 이 처리는 파형 데이터를 처리 중추에 모아야 하고, 여러 관측점에서 진폭의 변화가 생기지 않으면 시작되지 않기 때문에 속도는 긴급지진속보보다 느리다. 다만, 정밀도는 다른 방법들보다 높다.7.5. 규모 계산 방법
위에서 서술한 처리를 통해 얻어진 진원과 각 관측점의 최대 진폭을 이용해 규모를 계산한다.기상청의 일반적인 규모 계산은 지진파의 앞 부분 뿐만 아니라 지진파 전체의 최대 진폭에 따라 규모를 구하기 때문에 즉각적인 규모의 계산은 불가능하다. 따라서, 긴급지진속보 처리에서는 규모를 신속하게 파악하기 위해 P파 부분으로 계산하는 방법[7]과 S파 도달 이후[8]의 부분으로 계산하는 방법으로 규모를 산출하고 있다. 각 관측점에 S파가 도달했다고 생각되는 시간에 규모 계산 식을 전환해 규모를 산출한다.
규모를 구하는 식이 다르기 때문에 긴급지진속보에서 규모가 일시적으로 크게 증감할 가능성이 있다. 기상청에서는 이것을 방지하기 위해서 아래와 같은 조건을 마련했다.
- 각 관측점에서는 P파를 검지한 후, 3초 후의 최대 진폭으로부터 P파 규모를 구한다(이 이후, 초당 최대 진폭을 계산해 규모 계산을 실시한다).
- 이론적인 S파가 도달해야 할 시간의 70%까지는 P파 규모를 구한다. 그 이후는 전상 규모 식으로 전환한다. 단, 전상 규모로 전환하자마자 규모가 작아지지 않도록, 잠시 동안은 P파 기간의 최대 진폭을 이용한 P파 규모를 유지한다(고정 규모). 고정규모보다 전상 규모가 커지면 전상 규모로 전환한다. 전상 규모가 고정 규모를 넘지 않는 경우에도 S파가 도달해야 하는 시간에서부터 고정 규모에서 산출한 파괴계속시간 또는 P파 검지로부터 P파 부분에서의 최대 진폭이 발현될 때까지의 시간 중 하나를 경과한 경우 전상 규모로 전환한다.
규모 계산 식은 아래와 같다[9]
- P파 규모 식 : 0.72M = log_10(A) + 1.2 log_10R + 5.0×10^(-4 )R - 5.0×10^(-3)D + 0.46
- 전상 규모 식 : 0.87M = log_10(A) + log_10(R) + 1.9×10^(-3)R - 5.0×10^(-3)D + 0.98
7.6. 진원·규모 품질 관리 처리
예측 방법에 진원과 규모에 의하지 않는 방법인 「PLUM」법을 병용함으로써 진원을 결정할 수 없는 경우에도 간과 사례를 줄이고 있다. 또한 진원과 규모의 품질 관리를 실시함으로써, 너무나도 부적절한 진원 결정이 이루어진 경우에는 진원 정보를 갱신하지 않고, 정보 발표에 이용하지 않는다는 「진원의 기각」 판단을 실시하는 것도 가능하다.결정한 진원 주변에서의 관측점에서 큰 진폭이 관측되고 있지 않다고 판단되었을 경우에는, 이 진원 및 규모를 「기각」하고, 대표 진원은 그때까지 결정된 것이므로 갱신을 실시하지 않는다. 하지만 심발 지진의 경우, 이 기각 판정 방법은 반드시 유효하지는 않기 때문에 진원이 일정 이상의 깊이로 결정된 경우에는 이 처리를 실시하지 않고 있다.
또한, 비록 추정한 진원의 정확도가 양호하더라도, 지진계의 이상 등 기기 노이즈에 의해 과대한 진폭치를 얻었을 경우에 규모를 과대 평가해 진도 예측이 과대해지는 경우가 있다. 이 때문에 A전문에서 얻은 변위 진폭치는 지진학적으로 계측할 수 없는 크기의 진폭이 관측된 경우에는 노이즈일 가능성이 높다고 판정해 규모 계산에 이용하지 않고 있으며, 관측점 1점만으로 진원이 추정되고 있는 경우에는 추정 가능한 규모에 상한이 정해져 있다.
7.7. 예측 진도 및 주요동 도달 예측 시각 산출
8. 중추 처리(진원과 규모에 의하지 않는 진도 예측 기법)
지진동은 일반적으로 진원의 파괴 과정(진원 특성), 진원에서 관측점까지의 전파 경로 특성, 그리고 관측점의 기반에서 지표까지의 지진파 증폭 특성의 3가지 특성에 의해 표현된다. 진원으로부터 지진파가 전파되어 가는 과정에서 어느 시점까지 얻은 관측기록으로부터 예측 대상 지점의 진도를 예측하는 것을 생각했을 때, “추정된 진원과 규모에 의한 진도 예측 방법”은 관측된 데이터를 일단 그 원인인 진원으로 거슬러 올라가 적은 파라미터(진원 위치, 규모, 관측점의 증폭 특성)로 표현한 다음 임의의 지점의 진도를 예측하는 방법이다. 진원 근방의 적은 관측 데이터로부터 진원을 계산함으로써 유예시간을 가지고 임의의 지점이 예측 가능해지므로 긴급지진속보 기술에서 매우 강력하다. 한편, 진원 특성이나 전파경로 특성에 대해서는 경험식에 근거해 평균화 되므로 이하와 같은 경우에는 진도 예측 오차가 큰 경우가 있다.- 지진 초기의 극히 적은 데이터로 진원과 규모를 산출했을 때 등, 진원 요소가 큰 오차를 갖는 경우, 거기에서 더 진도 예측을 하기 때문에 진도 예측 오차가 클 수 있다.
- 넓은 진원역을 갖는 거대 지진이 발생한 경우나 지진파 복사에 이방성(異方性)이 있는 경우 등에는 강진역의 확대를 제대로 추정하지 못해 진도 예측이 크게 빗나가는 경우가 있다.
- 지진이 많이 발생하는 등 적절하게 검측치를 이용할 수 없는 경우에는 진원결정이 정상적으로 이루어지지 않아 정보를 발표할 수 없다.
이러한 과제를 해결하기 위해 “진원 요소에 의하지 않는 진도 예측 방법”을 병용한다. 흔들림에서 흔들림을 직접 예측하는 지진동 예측은 주변에서 관측된 지진동을 통해 예측하고자 하는 관측점의 진도를 예측한다. 이 때, 관측 지점과 예측 지점이 충분히 근접해 있다면 진원 특성이나 전파경로 특성의 가정을 필요로 하지 않아, 진원 요소를 몰라도 정밀도 높은 지진동 예측이 가능해진다. 더욱이 이 방법에서는 상검측 등의 필요가 없기 때문에 관측점 환경에 대한 요건은 종래의 것과 비교해 낮고 노이즈가 많은 도시지역에 설치된 진도계 등의 활용이 가능해진다. 보다 조밀한 관측망을 구축할 수 있음에 따라, 진원 위치나 관측점 배치 등에 따라서는 진원과 규모에 의한 방법보다 빠른 단계에서 진동을 관측해, 보다 빠른 정보 발표가 가능해지는 경우가 있다. 한편, 일반적으로, 강한 흔들림을 예상하기 위해서는 강한 흔들림의 관측을 기다려야만 하므로, 진폭이 작은 P파 시점에서 강한 흔들림을 예측하는 진원과 규모에 의한 진도 예측 방법보다 유예 시간은 짧아진다.
8.1. 레벨 법
레벨 법은 진원요소에 의존하지 않는 예측 수법 중 하나다.진원 결정에 이용하는 관측점에서 100gal을 초과하는 가속도를 관측하면 중추 처리에서는 신속성을 우선시하고, 진원 결정이나 주변의 진도 예측 등의 처리를 거치지 않는다[10].
대부분 계측진도 4.5[11]의 지진은 100gal을 넘는다. 그러나 관측된 진폭 수준에 대응하는 정보가 이미 이루어지고 있는 단계라면 레벨 법에 의한 새로운 정보 발표는 실시하지 않는다.
8.2. PLUM법
PLUM法 : Propagation of Local Undamped Motion法 ('국부적 비감쇠운동의 전파'법)진원이 멀리(깊이)있거나 큰 규모의 지진이 발생했을 때 진원으로부터 먼 지역에도 보다 정확하게 긴급지진속보(경보)를 발령하도록 도입된 방법이다. 관측된 흔들림의 정보에서 진원 추정을 거치지 않고 직접 장래의 흔들림을 예측하는 Hoshiba(2013)의 실시간 지진동 예측 이론에 의거하여, 실시간 진도를 입력함으로써 구축된 간이적 진도 예측 방법이다.
진원이 너무 멀리 또는 너무 깊이있을 경우 진원까지의 지형 정보가 완벽하게 데이터화되어 있는 것이 아닌이상 지진을 잘못 평가하거나 심지어는 진도 자체를 예상하지도 못 하는 경우가 생길 수 있다. 그리고 기존의 방법으로는 큰 규모의 지진은 어떻게 해도 규모가 과소평가된다는 고질적인 문제점이 있었다.[12] 이를 해결하기 위해 도입된 방법으로 기존과는 완전히 다른 방식을 통해 경보를 발령한다.
이전에는 추정되는 진원과 규모로 흔들림을 예상했지만, PLUM법에서는 실제로 감지된 흔들림을 이용해 흔들림을 예상한다. 그렇기 때문에 PLUM법은 애당초 진원을 찾지 않는다. 예상 지점의 근처에 있는 지진계에서 큰 흔들림이 감지되었다면, 그 예상 지역도 똑같이 크게 흔들릴 것이다.라는 생각을 기반으로 둔 예보 방법이며 근처 30km 이내의 지진계에서 감지된 가장 큰 진도 값이 해당 지역의 진도 값이라고 추정을 하여 경보를 발표한다.
기존 방법으로는 모든 지역의 흔들림을 미리 예상했기 때문에 경보가 울린 이후 대응할 시간이 충분했지만, PLUM법의 경우 대응할 시간이 충분하지 않다.[13] 하지만 실제 관측된 진폭값으로 흔들림을 예보하기 때문에 진원이나 규모에 상관없이 좀 더 정확한 예보가 가능하다.[14] 이 때문에 관측된 진도보다 예상진도가 낮게 나올 수 있다. 5약이상의 흔들림에도 추정진도가 낮아 긴급지진속보가 발령되지 않는 경우도 있는데, 대표적으로는 2021년 야마나시현 군발지진이 있다.
사진을 설명하자면 가장 왼쪽 사진은 당시 긴급지진속보가 발표되었던 지역, 가운데는 PLUM법을 적용했을 때 긴급지진속보가 발표되는 지역, 가장 오른쪽은 진도 관측 값이다. 긴급지진속보는 예상 진도가 4 이상인 지역을 표시하는데[15] 원으로 표시된 부분이 PLUM법에서는 긴급지진속보 발표 범위에 들어가는 것을 알 수 있다.
2022년 3월 후쿠시마 지진에서 규모 6.1의 지진이 먼저 발생한 후 약 2분 뒤 규모 7.4의 지진이 발생했는데 이때 1번째 지진의 경보가 끝나지 않은 상태에서 2번째 지진이 발생하여 2번째 지진은 PLUM법만으로 예측하여 긴급지진속보를 발표하였다.[16]
9. 중추 처리(하이브리드 법)
Hybrid 法 : 융합법이름에서 알 수 있듯, IPF법과 PLUM법을 '함께 사용하는 방법이다'
지진 발생 초기에는 IPF법이 유용하나, 규모가 큰 지진에서는 PLUM법이 더 유용하다. 그래서 두 가지 방식을 같이 사용하는 것인데, 방식은 단순하다.
지진동(地震動)을 감지하면 그 데이터를 각각 IPF법과 PLUM법을 통해 분석한다.이때, IPF법을 통해 예측한 진원과 PLUM법의 진도 분포가 같은 경우 최대 값을 기준으로하고 다른 경우 IPF법의 값을 무시한다.
예를 들어, A·B·C 지역에서 지진동을 감지해 IPF법으로 진원이 추정해본 결과 진원이 A라고 추정되었는데 실제 측정된 진도 분포는 B쪽에 치우쳐져있을 경우(그림으로 치면 아래 상황) IPF법을 통해 나온 모든 데이터 값을 신뢰할 수 없다 판단하여 배제하고 측정된 진도 값을 바탕으로 PLUM법만을 이용해 긴급지진속보를 발표한다. 만약 IPF법으로 추정한 진원이 실제 진도 분포와 유사하여 신뢰할 수 있다고 판단되면(그림으로 치면 위 상황) 각 지역별로 IPF법과 PLUM법 중 큰 값의 진동이 올 것이라 예상하고 긴급지진속보를 발표한다.
10. (반영 예정) IPFx법
IPFx法 : Extended Integrated Particle Filter法 ('확장형 통합 입자 필터'법)다수의 지진이 동시에 발생할 경우, 하나의 큰 지진이라고 오인해서 지나치게 큰 경고를 발표하는 것을 피해, 각각의 지진에 대해 적절한 긴급지진속보를 발표하는 것을 목적으로 헤이세이 28년(2016년) 12월 13일에 도입된 방법인 IPF법의 확장형 버전이다.
기존 IPF법은 다양한 관측소에서 나온 서로 다른 모든 데이터 값을 통합적으로 처리하여서 긴급지진속보를 전개하는데에 이미 충분히 효과적이였지만, 각각의 관측망은 지진계의 센서값이 서로 다르므로, 일부 지진계는 완전히 상이한 계산법을 사용해야 하는 등의 어려움이 있어서, 일부 지진계와는 호환되지 않아, 정확한 값을 환산하는데에 다소 어려움이 있다는 문제점이 있었다. 하지만, IPFx법은 해당 통합 처리를 어떤 지진관측망의 데이터로도 이용할 수 있는 새로운 방법이라고 한다.
2020년 1월부터 10개월 간 교토 대학 방재 연구소에서 시험 운용 한 결과, 2020년 7월에 발생하였던 2020년 토리시마 근해 지진에 대해서도 기존의 다른 지진 분석법과는 다르게 올바르게 규모와 장소를 추정 할 수 있었다고 하며, 기존의 지진 분석법 대비 약 5초 정도의 지진속보 제 1보 전송시간의 향상이 있었다고 한다. 이 방법은 다양한 지진 관측망의 데이터에 적용할 수 있기 때문에 해외의 지진 관측망에도 연계가 가능하여서, 이 시스템을 해외로 수출할 수도 있다는 기대감을 가지고 있는 중이다.
더 자세한 내용은 2021년 5월 4일(현지 시간)에 미국의 국제학술지 'Bulletin of the Seismological Society of America'에 온라인으로 게재된 내용을 참고하면 좋다.
11. 긴급지진속보(예보)
다른 말로 전문가용 긴급지진속보라고도 불린다.말 그대로 예보이기 때문에 지하철 회사와 같이 시간이 매우 중요해서 경보가 발령되기 전에 미리 수신을 받고자 하는 기업이나 개인 대상으로만 발표되고 Solive나 이 문서 3.1에 있는 개인 사용자 프로그램을 통해 예보를 수신받을 수 있다.
エリアメール(에리어 메일)[17]도 발송되지 않으며 방재행정무선에서도 방송되지 않는다. 또한 NHK와 같은 TV 방송사에서 볼 수 없다.
발표 내용
| · 지진의 발생 시간과 진원(추정치) · 지진의 규모(추정치) · 예상 최대 진도가 3 이하일 경우 → 최대 진도만 발표 · 예상 최대 진도가 4 이상일 경우 → 각 지역별 진도와 지진파 도착 예상 시간을 발표 |
발표 조건
| 1. 아무 관측점에서 가속도가 100gal을 넘을 경우 2. 예상 규모가 3.5 또는 예상 진도가 3 이상일 경우 |
12. 긴급지진속보(경보)
이 단계에서부터 본격적으로 민간에 위험을 알리기 위해 방송과 재난문자, 방재행정무선 등을 이용하여 사람들에게 지진 위험을 알리게 된다.13. 긴급지진속보(경보(속보))
2011년 동일본 대지진 당시 미야기현부터 이바라키현까지 가로 250km, 세로 450km에 달하는 넓은 지반이 순차적으로 붕괴하며 일본 수도권 지역에도 강한 흔들림을 감지했지만, P파만을 통해 긴급 지진 속보를 전하는 이전의 방식으로는 긴급지진속보를 도호쿠 지역에만 발령할 수 있었다. 따라서 기상청은 P파를 감지해 내보낸 긴급지진속보를 바탕으로 S파를 감지한 진도를 통해 강한 진동이 예상되는 보다 넓은 지역에 다시 긴급지진속보를 내보내는 긴급지진속보 "속보[18]"를 2018년 3월 22일부터 개시한다고 밝혔다. 이 속보를 통해 규모 8 이상의 지진에 대해 보다 더 넓은 지역에 긴급지진속보를 전달할 수 있다고 한다.속보의 발표 방식은, 긴급지진속보를 발표했는데 지진동 데이터 값을 계속 계산해보니 진도 4 이상의 진동이 예상되는 지역이 더 발생한 경우 속보를 통해 발표한다.
2가지 상황에서 발표될 수 있다.
1. IPF법에서 예상한 진원이 신뢰할 수 있는 값이라 판단된 경우
우선 IPF법으로 예상되는 규모가 실제 규모에 비해 작을 정도로 지진의 규모가 커야 한다.[19] 그렇게 되면 긴급지진속보의 발령 지역에 포함되지 못 한 지역이 나중에 PLUM법을 통해 속보로 포함되기 때문이다.
2. IPF법에서 예상한 진원이 신뢰할 수 없는 값이라 판단된 경우
PLUM값만을 통해 긴급지진속보가 발령되니 최초 감지 지역 반경 30km 발표 이후 그 지역 반경 30km 발표를 반복하며 계속 속보가 발령된다. 다만, 이 방법도 지진의 규모가 작으면 진도가 너무 작아서 속보가 발표되지 않을 수 있다.
14. 캔슬(취소)령
바로 위에서 보았듯이 아무 곳이나 한 지점에서 지진동을 감지할 경우 발표되기 때문에 가끔 오보가 발표되는 경우도 있다.긴급지진속보(예보)가 발표되고 일정 시간이 지났음에도 불구하고 2 지진소 이상에 장소에서 지진 데이터를 감지하지 못 한 경우, 처음에 관측된 지진파를 노이즈로 정의하고 캔슬령을 발표한다. 캔슬령이 발표되기까지는 수초에서 30초 정도 걸릴 수 있다.
2013년 8월 8일 오후 4시 56분에 나라현에서 Mj 7.8, 최대진도 7이라는 광범위한 위력의 대지진이 일어났다는 긴급지진속보[20]가 발령되었지만 취소되었다.[21] "긴급 속보입니다" 공포에 떤 4분… 일본 지진 오보 소동
2016년 8월 1일, 지진 관측소에서 번개를 맞아 어마어마한 노이즈가 나온 것이라 추정되는 긴급지진속보(속보) 오보 사례[22]가 있는데 영상은 아래를 참조.
Solive의 긴급지진속보
당시 긴급지진속보 재현 영상
유튜브 자연 재해 정보 공유 방송국 (니코 라이브) 채널의 당시 라이브 영상
2013년도에 나온 오보와는 달리 방송에서 긴급지진속보가 나오지 않았다.[23]
약 1년 뒤인 2018년에도 또 오보를 내버렸다. 이와 관련된 내용은 2018년 이바라키 지진을 참조.
그리고 2018년 8월 19일에 또 오보를 내버렸다.
그리고 2020년 7월 30일에 또 오보를 내버렸다. 원인으로는 진원 추정의 오류[24].
그리고 2021년 4월 8일에 또 오보를 내버렸다...
2020년 10월 7일에도 지진 관측소에서 거대한 노이즈를 받았다. 다만 위 상황과는 다른데, 무려 4곳에서 동시에 노이즈가 발생한 것이다. 두 곳은 진도 6약, 한 곳은 진도 4, 한 곳은 진도 1급의 노이즈를 받았다. 다만 지진파라면 순차적으로 발생해야 하며 다른 곳에는 전혀 지진파가 감지되지 않아서 긴급지진속보는 발령되지 않았다.[25]
2021년 4월 8일, 미야기현 내륙에서 진도 5약의 지진이 발생했다고 했지만 바로 취소되었다.
2022년 7월 28일, 간토에서 진도 5약의 지진이 발생했다고 했지만 11초 만에 바로 취소되었다. 여담으로 제1보 예보[26]에서 지진 발생 시간이 제1보 발표 시간보다 느리다고 발표되는 오류까지 있었다!
[1] n보 형태로 발표된다.[2] 표면파는 초속 약 1~2km의 속도로 전해지고, 상당히 강한 지진이 아닌이상 표면파는 잘 관측되지 않는다.[3] 한 지진소에서만 지진동이 감지될 경우 진원은 그 지진소가 있는 곳으로 되며 2곳 이상에서 지진동이 감지될 경우 시간차를 이용해 진원을 추정한다[4] 원래 지진보다 32^4.7~32^4.8인 1,200만 배~1,700만 배 작게 추정한 것이다.[5] 여기서 계수 B는 파형의 증가율을 반영한 수치이고, 계수 A는 진폭 증가세와 지속시간을 나타낸다[6] 지진 활동 등 종합감시시스템: Earthquake Phenomena Observation System[7] P파 규모[8] 전상 규모[9] A는 최대 변위 진폭(10㎛ 단위), R은 진원 거리(km), D는 진원의 깊이(km)[10] 「관측점 근방에서 진도 5약 이상의 흔들림」이라는 식으로 발표된다[11] 진도 5약[12] PLUM법 도입 전에 기상청에서 도호쿠 지방 태평양 해역 지진(동일본 대지진)값을 대입해 긴급지진속보의 성능을 평가해 보았는데 지진 감지 90초 이후에도 실제 지진보다 규모가 2 정도 과소평가 되었다고 한다.[13] 30km는 P파, S파의 속도로는 각각 약 4초, 약 8초 정도이기 때문[14] 차라리 미리 예상해서 대응시간이 충분하면 큰 지진이라도 대비가 가능하다는 의견도 있지만, 실제 예보에선 IPF과 PLUM법을 동시에 사용해서, 최대값으로 예보하는 하이브리드법을 사용하기 때문에, 웬만한 상황에선 큰 문제가 없다.[15] 발표는 예상 진도 5약 이상인 지역이 있을 때 한다.[16] 최초 발표지는 미야기현, 후쿠시마현 뿐이었지만 이후 4차례에 걸쳐 점차 확대되어 도호쿠, 간토, 니가타현까지 확대 발표되었다.[17] 쉽게 말하면 재난문자[18] 잇닿을 続 갚을 報. 후속보도의 줄임말이라 보면 된다.[19] 상술했듯 지진의 규모가 커질수록 IPF법의 규모 예상값은 실제 규모보다 작아진다[20] 최대진도 5약으로 예상된 지역만 간토, 이즈제도, 주부, 간사이, 주고쿠, 시코쿠, 규슈 북동부로 예보 지역이 매우 광범위하다. 비록 오보였지만 이 정도면 규모 8.0 이상으로도 충분히 해석될 수 있는 역대급 위력으로 2011년 동일본 대지진의 최대진도 5약 이상을 기록했던 지역의 범위(도호쿠, 간토, 이즈제도, 도카이)와 맞먹는다.[21] 실제로 관측된 나라현의 지진은 Mj 2.3, 최대진도 0으로 체감되는 지진동이 아예 없는 무감지진이었다.[22] 도쿄도에서 규모 {{{#purple 9.1}}}에 진도 {{{#red 7}}}의 초강진이 일어났다는 오보, 일부 라이브에서는 일본 열도 대부분에 진도 {{{#red 7}}}의 초강진이 일어났다는 오보도 같이 전달 되었다.[23] 이번 오보는 한곳에서만 감지되어 속보 속도가 중요한 고급사용자에게만 전해진 것이다. 그래서 통상은 크게 화제가 되지는 않을 터이나, 문제는 해당 고급사용자 중에는 재난 어플리케이션 서비스 업체들이 포함되어 있다는 것. 이 업체들이 어플리케이션을 통해서 일반인에게 전파해버리는 바람에 일이 커졌다.[24] 원래 진원은 토리시마 부근이지만 추정진원이 보소반도 남방바다였다. 약 450km 차이. 제 5보 이후, 가정된 진앙에서 멀리 떨어진 모시마의 진폭을 대입했는데, 예상보다 훨씬 큰 진폭을 발견해서 제 5보때 규모가 크게 증가했다[25] 그러나 강진 모니터에서는 이를 지진으로 인식하여, 시즈오카와 사가에서 진도 6약을 관측한 지진이라고 표시하였다.[26] 제2보 예보는 캔슬(취소)령이었다.