最大地面加速度

最大地盤加速度( PGA ) は、ある場所で地震の揺れが発生したときに発生した最大地盤加速度に等しくなります。PGA は、特定の地震の際にその場所で加速度計に記録された最大の絶対加速度の振幅に等しくなります。 ^{[ 1 ]}地震の揺れは一般的に 3 方向すべてで発生します。そのため、PGA は水平成分と垂直成分に分けられることがよくあります。水平 PGA は一般的に垂直方向の PGA よりも大きくなりますが、特に大きな地震の近くでは必ずしもそうとは限りません。PGA は地震工学にとって重要なパラメータ (強度尺度としても知られています) であり、設計基準地震地盤運動( DBEGM ) ^{[ 2 ]}は、 PGA の観点から定義されることがよくあります。

リヒターマグニチュードやモーメントマグニチュードとは異なり、地震の総エネルギー（マグニチュード、またはサイズ）の尺度ではなく、特定の地理的地点で地球がどれだけ揺れるかの尺度です。メルカリ震度階級は、地震の強度を測定するために個人の報告や観測を使用しますが、PGAは加速度計などの機器によって測定されます。メルカリ震度階級のマクロ地震強度と相関関係がありますが^{[ 3 ]}、これらの相関関係には大きな不確実性が伴います。^{[ 4 ] [ 5 ]}

最大水平加速度 (PHA) は、工学用途で最も一般的に使用される地盤加速度の種類です。地震工学 (耐震建築基準を含む) でよく使用され、地震ハザードマップによくプロットされます。 ^{[ 6 ]}地震では、建物やインフラへの被害は、地震自体の規模よりも、PGA が測定する地盤の動きとより密接に関連しています。中規模の地震では、PGA は被害のかなり良い決定要因ですが、大きな地震では、被害は最大地盤速度と相関することが多いです。^{[ 3 ]}

地震エネルギーは震源から波となって拡散し、全方向に地盤の動きを引き起こしますが、通常は水平方向（2方向）と垂直方向にモデル化されます。PGAはこれらの動きの加速度（速度の変化率）を記録し、ピーク地盤速度は地盤が到達した最大の速度（移動率）であり、ピーク変位は移動した距離です。^{[ 7 ] [ 8 ]}これらの値は、さまざまな地震や、1つの地震イベント内のさまざまな場所で、多くの要因に応じて異なります。これらの要因には、断層の長さ、マグニチュード、地震の深さ、震央からの距離、継続時間（揺れのサイクルの長さ）、地盤（地下）の地質が含まれます。浅発地震は、エネルギーが地表に近い場所で放出されるため、中深度および深発地震よりも強い揺れ（加速度）を発生させます。^{[ 9 ]}

最大地盤加速度は、 g （地球の重力による標準加速度、 g力に相当）の分数で小数またはパーセントで表すか、m/s ²（1 g = 9.81 m/s ²）で表すか、^{[ 7 ]}またはGalの倍数で表すことができる。ここで 1 Gal は 0.01 m/s ²（1 g = 981 Gal）に等しい。          

地盤の種類は地盤加速度に大きな影響を与えるため、特に中規模から大規模の地震では、PGA 値は数キロメートルの距離にわたって極端に変動する可能性があります。^{[ 10 ]}地震によるさまざまな PGA 結果は、揺れマップに表示できます。^{[ 11 ]} PGA に影響を与える複雑な条件のため、同様の規模の地震でも異なる結果を示すことがあり、多くの中規模地震は、大規模地震よりもはるかに大きな PGA 値を生成します。

地震発生時、地盤加速度は3方向で測定されます。鉛直方向（VまたはUD、上下方向）と、それに直交する2つの水平方向（H1とH2）、多くの場合、南北方向（NS）と東西方向（EW）です。これらの各方向における最大加速度が記録され、多くの場合、個々の最大値が報告されます。あるいは、特定の観測点における複合値が記録されることもあります。最大水平地盤加速度（PHAまたはPHGA）は、個々の記録値のうち高い方を選択するか、2つの値の平均値を取るか、2つの成分のベクトル和を計算することによって得られます。鉛直成分も考慮に入れることで、3成分の値を得ることもできます。

地震工学では、有効最大加速度（EPA、建物が反応する最大地盤加速度）がよく用いられ、これはPGAの2 / 3～3 / 4程度になる傾向がある。

地理的地域の調査と過去の地震の評価を組み合わせることで、地質学者は地震リスクを判断し、地震ハザードマップを作成することができます。このマップには、地震発生時にその地域で発生する可能性のある最大地盤加速度（PGA）値と、その値を超える確率（PE）が示されています。地震工学者や政府の計画部門は、これらの値を用いて各ゾーンの建物に適切な地震荷重を決定します。特に、病院、橋、発電所などの重要な構造物は、想定される最大地震（MCE）に耐えられる必要があります。

建物の被害は、最大地動速度（PGV）と地震の継続時間の両方に関係しており、高レベルの揺れが長く続くほど、被害が発生する可能性が高くなります。

最大地動加速度は、地震計で記録された地盤の揺れ、すなわち計測震度を測定する指標です。その他の震度スケールは、目撃者の証言、体感した揺れ、および観測された被害に基づいて、体感震度を測定します。これらのスケール間には相関関係がありますが、地震工学の質など、多くの要因によって経験や被害が影響を受ける可能性があるため、必ずしも完全に一致するとは限りません。

一般的に言って、

• 0.001 g ( 0.01 m/s² ⁽ 0.033 ft/s² ⁾ ) – 人間が知覚できる   
• 0.02 g ( 0.2 m/s² ⁽ 0.66 ft/s² ⁾ ) – 人はバランスを崩す   
• 0.50 g ( 5 m/s ² (16 ft/s ² ) ) – 非常に高い。短時間であれば、適切に設計された建物は耐えることができる。^{[ 8 ]}   

インドでは、予想されるPGA値が0.36gを超える地域は「ゾーン5」、つまり「非常に高い被害リスク地域」に分類されます。

• 地震シミュレーション
• 気象庁の震度階級
• スペクトル加速

• Murphy, JR; o'brien (1977). 「最大地盤加速度振幅と地震強度およびその他の物理パラメータとの相関」. Bulletin of the Seismological Society of America . 67 (3): 877–915 . Bibcode : 1977BuSSA..67..877M . doi : 10.1785/BSSA0670030877 . S2CID 129134843 . 
• Campbell, KW (1997). "最大地盤加速度、最大地盤速度、擬似絶対加速度応答スペクトルの水平成分と垂直成分に対する経験的近震源減衰関係". Seismological Research Letters . 68 (1): 154– 179. Bibcode : 1997SeiRL..68..154C . doi : 10.1785/gssrl.68.1.154 .
• Campbell, KW; Y. Bozorgnia (2003). "最大地動加速度の水平成分と垂直成分および加速度応答スペクトルに関する更新された近震源地動（減衰）関係" (PDF) . Bulletin of the Seismological Society of America . 93 (1): 314– 331. Bibcode : 2003BuSSA..93..314C . doi : 10.1785/0120020029 .
• Wald, DJ; V. Quitoriano; TH Heaton; H. Kanamori (1999). "カリフォルニアにおける最大地動加速度、最大地動速度、修正メルカリ震度の関係". Earthquake Spectra . 15 (3): 557. Bibcode : 1999EarSp..15..557W . doi : 10.1193/1.1586058 . S2CID 110698014 .