地震早期警報システム

地震警報システムまたは地震警報システムは、加速度計、地震計、通信、コンピュータ、警報器などから構成されるシステムであり、大きな地震が発生したときに、その発生を周辺地域に速やかに知らせるために考案されたものです。これは、現時点では決定的な地震警報を発することができない 地震予知とは異なります。

地震は、断層に沿った急速な滑り中に蓄積された弾性ひずみエネルギーが解放されることによって発生します。滑りはある場所で始まり、震源から離れて断層面に沿って各方向に進みます。この断層の裂け目の進行速度は、結果として生じる圧力波や剪断波の速度よりも遅く、また異なります。圧力波は剪断波よりも速く伝わります。圧力波の振幅は常に、構造物、特に放射波と共振周期が似ている建物に最も破壊的な破壊的な剪断波よりも小さくなります。通常、これらの建物は高さが約 8 階建てです。これらの波は滑りの端部で最も強くなり、断層破壊をはるかに超えて破壊的な波を放射する場合があります。このような遠隔効果の強さは、地域内の局所的な土壌状態に大きく依存しており、これらの効果は、特定のイベントに対する適切な対応を決定する地域のモデルを構築するときに考慮されます。

このようなシステムは現在、 BART（ベイエリア高速鉄道）やLAメトロなどの都市鉄道システムで列車運行会社がイベントに対して適切なリアルタイム対応を決定するために導入されています。^[1]適切な対応は、警告時間、現地の通行権の状況、列車の現在の速度によって異なります。

2024年現在、中国、^[3] 日本、^[4] 台湾、^[5] 韓国^[6]イスラエル^[7]には、ワイヤレス緊急警報（WEA）、テレビアラート、ラジオアナウンス、または民間防衛サイレンを通じて被災地域の人々に通知する包括的な全国規模の地震早期警報システムがあります。

メキシコ^[8]、米国^[9]、カナダ^[10]などの国には地域的な地震警報システムがあり、前述のものと同じ技術を使用して人々に通知します。特に、メキシコ地震警報システムは、民間防衛サイレンを使用してメキシコシティとオアハカを含むメキシコ中部と南部の地域をカバーし、 ShakeAlertはWEAを使用して米国のカリフォルニア州、オレゴン州、ワシントン州、カナダのブリティッシュコロンビア州をカバーしています。

グアテマラ^[11]、 エルサルバドル^[12] 、ニカラグア^[13] 、コスタリカ^[14]、ルーマニア^[15]などの国では、アプリケーションのダウンロードを通じて特定のユーザーにのみ警告するシステムが導入されています。一方、イタリア、フランス、トルコ、スイス、チリ、ペルー、インドネシアではシステムのテストが行​​われています。

最も初期の自動地震事前検知システムは1990年代に設置されました。たとえば、カリフォルニア州のカリストガ消防署のシステムは、市全体のサイレンを自動的に鳴らして、地域全体の住民に地震を知らせます。^{[16]カリフォルニア州の消防署の中には、地震で消防署が機能しなくなる前に、警報システムを使用して消防署の}天井ドアを自動的に開くところもあります。こうした取り組みの多くは政府によるものですが、エレベーター、ガス管、消防署などのインフラを保護するために、いくつかの民間企業も地震早期警報システムを製造しています。

2009年、カナダのブリティッシュコロンビア州バンクーバーにShakeAlarmと呼ばれる早期警報システムが設置され、運用が開始されました。このシステムは、フレーザー川の北岸と南岸を結ぶジョージ・マッシー・トンネルと呼ばれる重要な交通インフラを保護するために設置されました。このアプリケーションでは、危険な地震の発生が近づくと、システムが自動的にトンネル入口のゲートを閉めます。^[17]このシステムの成功と信頼性は非常に高く、2015年現在、カナダ西海岸と米国にさらに数か所が設置されており、さらに計画されています。

2024年8月29日、カナダ天然資源省（NRCan）はブリティッシュコロンビア州でカナダ地震早期警報システムを開始し、2024年後半にはケベック州南部とオンタリオ州東部に拡大される予定である。このシステムによって生成された警報は、国の国家公衆警報システムを通じて一般に配信される。^{[18] [19]この早期警報システムは、}米国地質調査所（USGS）と協力して開発され、USGSのShakeAlertシステムに基づいている。^[20] 2つのシステムは異なるが、USGSとNRCanは処理ソフトウェア、アルゴリズム、リアルタイムデータを共有している。^{[21] [22]}

中国で最も古い地震警報システムは1990年代に構築されました。^[23] 2008年の四川大地震の壊滅的な被害は、中国の全国的な地震早期警報システム（EEWS）への投資を刺激しました。地震データの精度、応答性、包括性を向上させるために、大量の監視ステーション、センサー、分析システムが設置されました。2019年6月、国家EEWSシステムの一部である成都ハイテク防災研究所は、衝撃波が到達する10〜27秒前に、6.0Mの地震をさまざまな町に警告することに成功しました。^[24] 2023年、中国地震局は、3つの国立センター、31の省センター、173の県と市のセンターによって管理されている15万の監視ステーションを備えた国家EEWSが完成したと発表しました。これは世界最大の地震ネットワークです。^[23]

日本の緊急地震速報システムは2006年に実用化され、一般市民に警報を発するシステムは2007年10月1日に設置された。^{[25] [26]このシステムは、}新幹線の自動ブレーキを可能にするために設計された日本鉄道の緊急地震速報システム（ユレダス [ja] ）を部分的にモデルにしている。^[27]

2011年東北地方太平洋沖地震の重力データは、重力場が地震波よりもはるかに速い光速で移動するため、地震モデルと比較して警報時間を延長するモデルを作成するために使用されました。^[28]

メキシコ地震警報システム（別名SASMEX）は1991年に運用を開始し、1993年に警報の公表を開始しました。このシステムはメキシコシティ政府と、警報を受信するいくつかの州からの資金援助によって運営されています。当初は12個のセンサーでメキシコシティにサービスを提供していましたが、現在では97個のセンサーを備え、メキシコ中部および南部のいくつかの州の生命と財産を保護するように設計されています。

アメリカ地質調査所（USGS）は2006年8月に米国西海岸の早期警報システムの研究開発を開始し、2009年8月にシステムの実証が可能になった。^{[29]さまざまな開発段階を経て、バージョン2.0は2018年秋に稼働を開始し、「十分に機能しテストされた」システムでカリフォルニア州、}オレゴン州、ワシントン州への警報の第1フェーズを開始できるようになった。^[30]

ShakeAlertは2018年9月28日から一般市民に警報を発令できたが、さまざまな民間および公共の配信パートナーがモバイルアプリを完成させ、さまざまな緊急警報システムに変更を加えるまでは、メッセージ自体は配信できなかった。最初に公開された警報システムは、2018年大晦日にリリースされたShakeAlertLAアプリだった（ただし、ロサンゼルス地域の揺れのみを警報していた）。^[31] 2019年10月17日、Cal OESは、モバイルアプリとワイヤレス緊急警報（WEA）システムを使用したカリフォルニア州の警報配信システムを州全体に展開すると発表しました。 ^{[32] [33] [34]}カリフォルニア州では、このシステムをカリフォルニア地震早期警報システムと呼んでいます。州全体の警報配信システムは、2021年3月11日にオレゴン州で展開され^[35]、2021年5月4日にワシントン州で展開され、西海岸の警報システムが完成しました。^{[36] [37]}

2013 年 1 月、ベルガモ大学のフランチェスコ・フィナッツィは、スマートフォン ネットワークをベースとしたクラウドソーシングによる地震警報システムの開発と維持を目的とした地震ネットワーク研究プロジェクトを開始しました。 ^{[2] [38]}スマートフォンは地震によって引き起こされる地面の揺れを検知するために使用され、地震が検知されるとすぐに警報が発せられます。震源地や検知地点から遠く離れた場所に住む人々は、地震の破壊的な波が到達する前に警報を受け取ることができます。人々は、Androidアプリケーション「Earthquake Network」をスマートフォンにインストールすることで、このプロジェクトに参加できます。このアプリでは、警報を受信するためにスマートフォンが必要です。

2016年2月、カリフォルニア大学バークレー校（UCバークレー）のバークレー地震学研究所は、モバイルアプリ「MyShake」をリリースした。このアプリは、電源に接続された固定された携帯電話の加速度計を使用して揺れを記録し、その情報を研究所に中継する。 ^{[39] [40]}このシステムは、マグニチュード4.5以上の地震を自動的に警告する。^[40] UCバークレーは、2016年5月にアプリの日本語版をリリースした。^[41] 2016年12月までに、このアプリは世界中で約400の地震を捉えた。^[42]

2020年8月11日、グーグルは、Androidオペレーティングシステムが地震を検知するためにデバイス内の加速度計を使用し始めると発表した（そしてそのデータを同社の「地震検知サーバー」に送信する）。何百万台もの携帯電話がAndroidで動作するため、これは世界最大の地震検知ネットワークとなる可能性がある。^[43]

当初、このシステムは地震データを収集するだけで、警報は発令しなかった（米国西海岸ではUSGSのShakeAlertシステムから発令された警報を提供し、Google独自の検出システムから発令された警報は提供しなかった）。この初期段階では、Androidデバイスによって収集されたデータは、Google検索を介して近くの地震に関する迅速な情報を提供するためにのみ使用されていましたが、将来的にはGoogleの検出機能に基づいて警報を発令することが常に計画されていました。^[43]

2021年4月28日、Googleはギリシャとニュージーランドへの警報システムの展開を発表した。これらは、Google独自の検出機能に基づく警報を受信する最初の国である。^[44] Googleの警報は、 2021年6月にトルコ、フィリピン、カザフスタン、キルギス共和国、タジキスタン、トルクメニスタン、ウズベキスタンに拡大された。 ^[45] 2024年9月、Googleは警報が米国全土（USGSのShakeAlertで監視されていない地域を含む）をカバーすると発表した。当時、地震警報は他の97か国に配信可能だった。^[46]

2020年8月11日、Linux Foundation、IBM、Grilloは、低コストの地震計、クラウドホスト型検出システム、ダッシュボード、モバイルアプリの説明書を備えた、初の完全にオープンソースの地震早期警報システムを発表した。^{[47]このプロジェクトは、} USAID、クリントン財団、Arrow Electronicsによってサポートされている。スマートフォンベースの地震早期警報システムは、地震破壊帯近くの密集したユーザーネットワークに依存しているのに対し、OpenEEWは代わりに、地震が発生する可能性のある場所に近い遠隔地に配備できる手頃な価格のデバイスの提供に重点を置いている。このシステムのすべてのコンポーネントはオープンソースであり、プロジェクトのGitHubリポジトリで入手できる。

TwitterやFacebookなどのソーシャルネットワーキングサイトは、自然災害の際に重要な役割を果たします。^[48]米国地質調査所（USGS）は、ShakeMapsをより迅速に構築できるように、ソーシャルネットワーキングサイトTwitterとの連携を検討しています。^{[49] [50]}

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• メキシコ地震警報システム

ウィキメディア・コモンズには、地震警報システムに関連するメディアがあります。

• 地震早期警報 – カリフォルニア工科大学
• 早期警報システムにおける地震の規模分類のためのベイジアンネットワーク
• 地震ネットワーク – 地震ネットワークプロジェクトのウェブサイト
• 発展途上国向け地震早期警報 – グリロウェブサイト
• オープンソースの地震早期警報システム – OpenEEW ウェブサイト
• 地震警報システム – Android システム