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ShakeAlertは、アメリカ合衆国の地震早期警報システム（EEW）であり、米国地質調査所（USGS）とそのパートナーによって開発・運用されている。[1] 2021年現在、このシステムは米国西海岸（具体的にはカリフォルニア州、オレゴン州、ワシントン州）に警報を発している。将来的には、このシステムが米国の他の地震活動地域に拡大されることが期待されている。ShakeAlertは、米国で利用可能な2つの早期警報システムの1つであり、もう1つは GoogleのAndroid Earthquake Alerts Systemである。
他の地震早期警報システムと同様に、ShakeAlert は地震を予測するのではなく、地震を迅速に特定し、広範囲にわたる揺れが感じられる前に警報を発します。これは、地震の速い (しかし弱い) P 波を検出し、地震の発生場所と推定マグニチュードを計算して警報を発することで行われます。地震の震源地からの距離によっては、地震の遅い (しかし破壊的な) S 波が到達する前に警報が届く場合があります。これらの警報により、人々は「しゃがむ、覆う、つかまる」などの保護措置を講じる時間が得られ、組織は交通システムや機器を停止し、消防署のドアを開け、病院やその他の敏感な作業環境で特定のプロトコルを発動することができます。
このシステムの研究開発は2006年に始まり、2018年秋までにシステムは「十分に機能し、テストされた」と判断され、フェーズ1に入り、西海岸諸州に警報を発令し始めた。警報はShakeAlertによって生成されるが、USGSは警報を直接送信せず、代わりにワイヤレス緊急警報（WEA）やモバイルアプリなどのシステムを通じてメッセージを配信するさまざまな民間および公共のパートナーに依存している。州全体の警報配信システムは、2019年10月17日にカリフォルニア州で、2021年3月11日にオレゴン州で、2021年5月4日にワシントン州でオンラインになった。
発達
当初、このシステムは、サンアンドレアス断層帯とカスケード沈み込み帯により地震リスクが高い米国西海岸の監視と警報を目的として開発された。西海岸システムは、米国地質調査所、カリフォルニア州知事緊急サービス局（Cal OES）、カリフォルニア地質調査所、カリフォルニア工科大学、カリフォルニア大学バークレー校バークレー地震研究所、ワシントン大学、オレゴン大学、チューリッヒのスイス連邦工科大学（ETHZ）を含む機関のコンソーシアムによって開発された。[2]
西海岸システム（当初CISN ShakeAlertと呼ばれていた）の研究開発は2006年8月に始まり、2009年8月に実証可能となった。 [3] 2011年には、テストユーザー（主に他の地震学者）が「UserDisplay」ソフトウェアを通じてシステムにアクセスできた。[4] 2012年1月には、「ベータ」ユーザーがカリフォルニアの警報にアクセスできた。2015年2月には、「ベータ」ユーザーがオレゴン州とワシントン州の警報にアクセスできた。[2] [5] 2016年2月には、カリフォルニアでシステムは実証可能からプロダクションプロトタイプバージョン1.0に移行し、「パイロット」ユーザーに警報を提供した。2017年4月には、プロダクションプロトタイプバージョン1.2が稼働し、プロトタイプはオレゴン州とワシントン州の「パイロット」ユーザーにまで拡大された。[2] [6]（この時まで、オレゴン/ワシントンのシステムは、カリフォルニアのシステムとは別に開発され、運用されていました。）2018年9月28日にバージョン2.0が稼働し、[7] [8]「十分に機能し、テストされた」システムがカリフォルニア、オレゴン、ワシントンに警報を発するフェーズ1を開始できるようになりました。[9]
ShakeAlertは2018年9月から一般市民に警報を発令できるようになったが、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、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、このアプリはロサンゼルス地域の揺れのみを警報していた）。 [ 10]ロマ・プリエタ地震の発生30周年にあたる2019年10月17日、Cal OESはカリフォルニア州で警報配信システムを州全体に展開すると発表しました。[11] [12] [13]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る。
2021年3月11日、オレゴン州で州全体の警報配信システムが導入されました。[14]西海岸の警報システムの展開は、2021年5月4日にワシントン州で州全体の警報配信システムが稼働したときに完了しました。[15] [16] [17]
今後の計画
西海岸システムの完全導入に必要な1,675の地震観測所のうち、2018年4月までに建設または資金提供されたのは1,115のみであった（必要数の67%）。 [2]プロジェクトでは、新しい地震観測所を設置する許可を土地所有者に求め続けている。[18] [更新が必要]
2020年のソルトレイクシティ地震の後、地元メディアはユタ州がShakeAlertを導入する次の州になると報じた。[19]
資金調達
2014年にUSGSは、西海岸システムの完成には3,800万ドル、地震監視に既に投資された資金に加えて年間1,600万ドル（それぞれ2023年には5,000万ドルと2,000万ドルに相当）の費用がかかると見積もった[20]。[ 21 ] 2018年までに、システムの費用見積もりは初期構築に3,940万ドル、年間保守・運用に2,860万ドル（それぞれ2023年には4,710万ドルと3,420万ドルに相当）に増加した。[20]
2014年12月、USGSのShakeAlert開発予算に500万ドルが追加されました[22]（2023年には1000万ドルに相当）。[20]これにより、USGSは100万ドルの地震計測機器を購入し、プロジェクトパートナーに400万ドルの資金を提供して、実証システムをより堅牢にすることができました。[23] [24] [25] [26] 2015年には、30人以上の議員が共同書簡に署名し、大統領に連邦予算要求にこのシステムの全額資金を追加するよう求めました。[27]ゴードン・アンド・ベティ・ムーア財団は、このシステムの開発に600万ドル以上を投資しました。[28]
近隣のシステム
2024年8月、カナダ天然資源省（NRCan）はカナダ地震早期警報システムを立ち上げました。このシステムはUSGSと共同で開発され、ShakeAlertと同じソフトウェアに基づいています。[29] [30] 2つのシステムは異なりますが、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ます。[31] [32]
検出方法
西海岸のシステムにShakeAlertを完全に導入するには、カリフォルニア州に1,115か所、オレゴン州とワシントン州に560か所、合計1,675か所の地震観測所が必要になる。 [2]これらの観測所には、USGSの先進的国家地震システムの一部である地震計などのセンサーが含まれる。[2]地震が発生すると、観測所は監視センターの処理インフラにデータを送信し、そこではさまざまなアルゴリズムを使用して必要な情報を計算し、必要に応じて警報を発することができる。
当初、ShakeAlert 処理センターは、3 つの特定のアルゴリズムにより、早期に地震を検知することができました。最初のアルゴリズムは ElarmS でした。[33]地震警報システムとしても知られるこれらの信号は、地震中に放出される P 波エネルギーを検出します。このエネルギーはかなり早い段階で放出されますが、通常は被害を引き起こしません。地震の地理的位置と規模を大まかに推定するのも ElarmS でした。これらの Elarms に続いて、経験的な減衰関係により、地震の特定の地域で地面がどれだけ揺れるかを推定しました。2 番目のアルゴリズムはOnSite アルゴリズムでした。[ 34]変位振幅と揺れの最初の兆候の周期を使用することで、OnSite アルゴリズムは ElarmS よりも正確に地震の強度と規模を予測しました。[33]これらのアルゴリズムを使用して可能な限り早期に検知することのトレードオフは、地域警報アルゴリズムよりも信頼性の低いアプローチになることを意味しましたが、準備に追加される数秒が信頼性よりも重要であると主張する人もいました。最後に、VS法として知られる仮想地震学者は、人間の科学者の分析を能力の面で模倣しましたが、より速い速度でそれを行いました。加速度、速度、変位の入力を伴うベイズフレームワークが使用されました。[33]これらすべてのアルゴリズムに必要な最後のステップは、決定モジュールにまとめることです。この決定モジュールは、地震の確率、規模、その他の特性をブロードキャストします。
2018年現在、これら3つのアルゴリズムはすべて、地震点源統合コード（EPIC）と有限断層検出器（FinDer）という2つの新しいアルゴリズムに置き換えられています。[2]
2024年には、大規模地震の特徴づけを支援するために、全球測位衛星システム（GNSS）のデータがShakeAlertに追加されました。[35]アルゴリズムGFAST（サイズとタイミングの測地第一近似）は、常設GPSステーションで記録された最大地盤変位を使用してマグニチュードを決定します。[36] GFASTは、ワシントン大学の太平洋北西地震ネットワークの研究者によって開発されました。GFASTは、EPICまたはFinDerから初期地震源情報（発生時刻と震源）を受け取ります。ソリューションの堅牢性を確保するために、3つのShakeAlertアルゴリズムすべてからのマグニチュード推定値を組み合わせるためのかなりのロジックがShakeAlertに追加されました[37]。
アラート配信
ShakeAlert の警告は、携帯電話、テレビ、ラジオ経由のメッセージなど、さまざまな配信方法を通じて、機関ユーザーと一般市民の両方に送信されます。これらの警告により、人々は「しゃがむ、覆う、つかまる」などの保護措置を講じる時間を確保でき、落下する破片による負傷を防止できます。さまざまな自動システムが警告を聞き取り、公共交通機関を停止したり、車が橋やトンネルに進入するのを防いだり、産業システムやガス管を自動的にシャットダウンしたり、病院やその他の敏感な作業環境で特定のプロトコルをトリガーしたりできます。
機関ユーザー
ベイエリア高速鉄道（BART）はShakeAlertの初期のユーザーであり、2012年に初めてこのシステムに接続しました（当時はまだ開発中でした）。BARTは、サンフランシスコベイエリアで揺れが予想される場合に列車を自動的にブレーキをかけるためにこのシステムを使用しています。[38]
2015年までにベータテストユーザープログラムに登録した組織には、CalOES警告センター、LA郡消防、LA市OEM、アムジェン、LADWP、メトロリンク、CalTrans、ディズニーランドが含まれていました。[39 ] ShakeAlertバージョン2.0が2018年9月末に公開された後、追加の機関ユーザーがシステムからアラートにアクセスできるようになりました。[40]
携帯電話のアラート
モバイルアプリ
2023年現在、ShakeAlertと連携するライセンスを取得しているモバイルアプリは2つあります。カリフォルニア大学バークレー校が開発したMyShakeと、サンディエゴ郡が開発したSD Emergencyです。[41]
マイシェイク
MyShakeは2016年2月にリリースされました。当初、このアプリは警報を発しませんでしたが、代わりに携帯電話の加速度計を使用して地震の揺れを記録し、そのデータを分析のためにカリフォルニア大学バークレー校に送信することで、クラウドソーシングによる世界的な地震ネットワークを構築しました。[42] 2019年10月17日、アプリの新しいバージョンが発表されました。このバージョンでは、カリフォルニア州のユーザーにもShakeAlertからの警報が提供され、州外のユーザーもクラウドソーシングによる世界的なネットワークに参加し続けることができます。 [ 43]このアプリは、2021年3月11日にオレゴン州で地震警報の提供を開始し[44]、2022年1月26日にワシントン州で地震警報の提供を開始しました。[45]
MyShakeは、 Mw4.5を超え、揺れの強さが3を超える地震に対してのみ警報を発します。 [43]
SD緊急
2021年8月26日、サンディエゴ郡とUSGSの当局者は、郡のSD緊急アプリに「ShakeReadySD」機能が追加され、カリフォルニア州全体でShakeAlert警報が提供されると発表した。[46] [47]
以前のアプリ
クエイクアラートUSA
QuakeAlertUSAは、 Early Warning Labs, LLCによって数年間開発（ベータ版ユーザーに公開）され、[48] 2020年1月21日に一般公開されました（この時点ではカリフォルニア州の地震警報のみを提供していました）。 [49]このアプリは、2021年3月11日にオレゴン州で地震警報の提供を開始しました。 [50] QuakeAlertUSAアプリは、同社が商用地震対応サービスに集中できるように、2023年11月6日に廃止されました。[51]
QuakeAlertUSAは、 Mw4.5を超える地震と、揺れの強さが3を超える地震に対して警報を発しました。（設定を変更して、ユーザーに警報を発する前に、より強い地震を要求することもできます。）[52]
シェイクアラートLA
ShakeAlertLAは、ロサンゼルス市とAT&Tによって開発された。ロサンゼルス郡地域の揺れのみを警告するこのアプリは、2018年末に一般公開されたが[10] 、 2020年12月31日以降は廃止された。[53] [54]
ワイヤレス緊急警報
米国では、ワイヤレス緊急警報（WEA）システムが、事前に定義されたエリア内の互換性のあるモバイルデバイスに緊急警報（ AMBER警報など）を配信するために使用されています。ShakeAlertは、統合公共警報警報システム（連邦緊急事態管理庁が運営）に警報を送信することができ、その後、WEAシステムを通じて電話サービスプロバイダーにメッセージが配信され、最終的に電話サービスプロバイダーが顧客のデバイスに警報を配信します。[55]
WEAアラートは単純なテキストメッセージです。[55]一部のモバイルアプリから送信されるアラートとは異なります（一部のアプリでは、推定される揺れの強さと到達時間を示すグラフィックが含まれています）。WEAアラートは、アプリからのアラートよりも遅く到着することもあります。[52]ダウンロードが必要なアプリとは異なりますが、デバイスの設定で緊急アラートがオンになっている限り、携帯電話はWEAアラートを自動的に受信できます。[56]
ShakeAlertメッセージは、カリフォルニア州では2019年10月17日からWEA経由で配信されており、[57]オレゴン州では2021年3月11日から、[14]ワシントン州では2021年5月4日から[15]配信されている。
WEA警報はM W 5.0以上の地震が発生した場合にのみ発せられる。 [55]
プッシュ通知
2020年8月11日、グーグルはUSGSと提携し、Androidオペレーティングシステムでカリフォルニア州向けのShakeAlertsを配信できるようにしたと発表した。アラートはオペレーティングシステムに組み込まれた通知機能を使用して表示され、アプリやWEAシステムからのメッセージは不要である。[58] [59]この機能は2021年3月11日にオレゴン州でも展開され、[14] 2021年5月4日以降にワシントン州でも展開された。[15]
2021年現在、AppleのiOSにはShakeAlertと同様の通知システムは組み込まれていない。USGSとAppleの間で話し合いが行われたが、解決には至っていない。[60]ただし、これらのデバイスはWEAメッセージングを通じて、または州によってはアプリを通じて地震警報を受信することができる。
過去の実績
システム開発中のイベント
2014年カリフォルニア地震
このシステムは、2014年にエンシノで発生したM W 4.4 、ウェストウッドで発生したM W 4.2 、ラハブラで発生したM W 5.1の地震を含む、南カリフォルニアで発生したいくつかの重大な地震について警報を発令した。[61]
また、 2014年8月24日にナパ地域を襲ったマグニチュード6.0の南ナパ地震の発生から5.4秒後に警報を発令した。 [62]当初、このシステムはS波がバークレーに到達する10秒前に警報を発令したと報告されていたが、[63] [64]その後の情報によると、これは誤りであり、警報はバークレーのS波の5秒前に到着していたことが判明した。[62]つまり、警報が発令されたときには、S波はすでにナパとヴァレーオに到達していたことになる。サンフランシスコには8秒前に警報が発令された。[61]
2019年リッジクレスト地震
ShakeAlert は、7 月 5 日のリッジクレスト地震 M W 6.4 と 7 月 5 日のリッジクレスト地震M W 7.1の両方について警告を発しました。
まだ一般公開されていないが、QuakeAlertモバイルアプリのベータ版ユーザーは携帯電話で警告を受け取った。[65]平均して、アプリのベータ版ユーザーは両方の地震で45秒前に警告を受け取った。[66]当時唯一一般公開されていたアプリであるShakeAlertLAは地震発生時に警告を発しなかった。[67]ロサンゼルス市によると、ロサンゼルス地域の推定揺れが起動閾値を下回っていたため、システムは警告を発しなかったという。[66]
一般公開後のイベント
2019年チョラメ地震
2019年12月17日、当時リリースされたばかりのMyShakeアプリが、チョラメ渓谷で発生したMw4.3の地震に関する最初の警報を発信した。（地震のマグニチュードはMw4.5の閾値を下回っていたが、予備的な計測ではマグニチュードが4.8と測定されていたため、アプリを通じて警報が発信された。）[68]地震のマグニチュードが5.0の閾値を下回っていたため、無線緊急警報は発信されなかった。
2021年アンテロープバレー地震
2021年のアンテロープバレー地震は、カリフォルニア州とネバダ州の境界付近の農村地帯で発生した。その地域は遠隔地であったため、地震の近くにはセンサーステーションがほとんどなく、この結果、M W 6.0の地震が誤ってシステムによって「幻の地震」に分割され、リー・バイニング付近のM W 4.8 、ストックトン付近のM W 4.8 、マンモス・レイクス付近のM W 4.3となった。さらに、システムが地震を宣言して警報を発令するまでに25秒かかった。[69] [70]モバイルアプリは警報を受信したが、警告はストックトン付近でM W 4.8と特定された地震（マグニチュードと場所が不正確）に対するものだった。当初、システムはマグニチュードが必要なM W 5.0の閾値を下回ると推定したため、ワイヤレス緊急警報は送信されなかった（最終的な報告書では、地震は実際にはWEA警報の閾値を超えていたことが示された）。[71]
2022年ファーンデール地震
2022年12月に発生したマグニチュード6.4のファーンデール地震では、約27万台の携帯電話に警報が鳴った。[72]
参照
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外部リンク
- 公式サイト
- 地震警報 カリフォルニア
- マイシェイク
- SD緊急
- ShakeAlert - 地震早期警報。その仕組みとは? – IRIS コンソーシアム