JP2004239901A - 地震の予知方法、地震の予知システム、地震の予知プログラム及び記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】
地震発生地帯に出現する地震現象から、尺度に依存した地震発生の現象を見つけ出し、その尺度で地震現象を観測し、短期地震予知を行う。
【課題を解決するための手段】
対象とする領域に発生した地震から所定の地震を抽出し、それら地震の震源情報と発震機構解の情報とから、地震情報をDｃｊとして数値化する地震要素信号化手段２と、地震の発生順序ｊに基づいて、Dｃ＝（Dｃ1、Dｃ2、Dｃ3、・・、Dｃｍ、・・）を得る地震要素の時系列化手段３と、一次差分値ΔDｃｍ,ｎとして求める一次微分出力手段４と、二次差分値Δ２Dｃｍ,ｎ,ｋとして求める二次微分出力手段５と、二次差分値Δ２Dｃｍ,ｎ,ｋの振幅と位相とを異なる要素間で比較検出し、各要素間の振幅関係と位相関係と地震要素の時系列を出力する振幅位相比較検出手段８とを備えた。
【選択図】 図１

Description

本発明は地震の予知方法、地震の予知システム及び地震の予知プログラムに係り、特に対象とする領域に発生した地震から所定の地震を抽出し、それら地震の震源情報と発震機構解の情報とから、将来の地震の発生時刻と震源と地震のマグニチュードを予知する地震の予知方法、地震の予知システム、地震の予知プログラム及び記録媒体に関する。

大陸プレートの境界付近の地殻や断層に長期間、蓄積されたストレスの開放が、大地震となると考えられていて、ストレスの蓄積とその開放の繰り返し時間は１００年余りからなる周期もあるが、そのような長い周期には変動が伴い、その変動は少なくても、２０‐３０年にもなる。従って、地震活動地域における日々の生活に必要不可欠な数年から数ヶ月の大地震発生の震源と発生時刻とマグニチュードの大きさの短期予知は、次の理由によって、現在の科学技術水準では不可能であり、信頼できる地震予知の方法や装置などは存在しないとされている。

前記短期地震予知が不可能とされる理由は以下の通りである。すなわち、余震や群発地震等を除く地震発生において、その発生場所、発生時刻、及びマグニチュードはランダムに変化し、その統計的な性質がポアソン過程に従うと広く知られているからである。このため、地震が発生する時刻を、確率的な予知を超えて予知することは、不可能だとされている。

また、そのランダムな性質が示す普遍法則には、発生した地震のマグニチュードがある大きさ以上を持つ地震の累積発生件数と、マグニチュードとの関係式において、片対数で線形関係を示すグーテン・ベルグの普遍統計法則がある。この普遍法則によると、マグニチュードが、発生した地震のエネルギー、モーメント、更に破壊面積の指数関数で表される事実から、マグニチュードの値がＭ以上で起きる地震の累積頻度数は、それらパラメータのべき乗でも表示されることになる。このようなべき乗で表される変動現象の統計的な性質は、固有な尺度（例えば、地震のエネルギーが特別な大きさを取るような事を測る尺度）が存在しない事を、理論的に保証しているので、地震予知そのものが、科学的に不可能であると断定する。

しかし、このような一見ランダムに見受けられる地震現象にも、次の２つの予知方法が提案されている。

第1番の予知法は最近の試みである。これはランダムな現象が先の統計法則のべき乗に従う現象の中には統計物理法則から導かれる臨界現象があるので、その臨界現象を地震現象に適用するものである。つまり、臨界現象において物質の相が変化する時点を大地震が発生する時点と仮定して、大地震を予知する方法である。この方法は、統計物理学分野の理論解の一つとして知られている時間的に変化する臨界現象において出現する臨界に達する時刻と、現時刻の時間間隔の対数に比例する周期振動を地震予知に利用しようとするものである。

例えば、御前崎の地盤沈下の振動現象について、横軸に時間を取り、相対的な沈下量を縦軸にして表示すると、その振動現象は、先の時間間隔の対数に略比例した周期で振動しながら臨界状態に接近しつつある様にも見受けられる。従って、統計物理学分野の理論解が、御前崎の相対地盤沈下量の振動現象を記述していると仮定する。１９９９年になされた予知結果では、臨界状態に達する時期が、２００４．７年±１．７年となり、その臨界日を東海地震の発生する時期などとする論文報告がある。しかし、そのような臨界振動現象を導く物理法則が、御前崎の地盤沈下の物理現象を記述しているとは言い難い。実際、その論文の予知結果では、2002年には、御前崎の沈降は既に停止から上昇に向かう状態にあるべきだが、2002年12月現在、いまだに沈降し続けているので、東海大地震が仮に２００４．７年±１．７年に発生したとしても、予知方法は正しくないと断定せざるを得ない。

前記予知方法に関しては、先に導かれた理論的臨界振動現象そのものが、地震の発生につながる普遍的に観測されてきた地震現象とは異なり、臨界振動現象を地震の発生現象に結びつけることは出来ないとの議論もされていて、地震の確かな予知方法とは言えない。

２番目の予知法は１５年程前の試みである。これは、比較的大きな地震の中には、地震発生の数日から、数時間前に、地震と地震との時間間隔のランダム性が崩れるような発生が観測されているので、その乱れを検出して予知に利用しようとしたものである。

実施例として、防災科学技術研究所で、関東甲信越地方の過去の比較的な大きな地震を用いて、その統計的な性質がランダムから変化する時点を検出し予知に利用しようとしたものがある。しかしこの論文報告によると予知が出来なかった例もあり、広く利用されていないようである。

一方、ランダムな地震現象には、固有な尺度は存在しないとする普遍統計法則自体の解釈が疑問視されている。例えば、グーテン・ベルグの普遍法則は、あるマグニチュードＭ以上の地震の積算数とＭの関係を与えるので、Ｍが持つ変動は平滑され、大部分が余震の影響を受け、本震のみ対象とする地震予知の可能性を完全に否定する統計法則を表している、とは言えないとする主張がある。例えば、本震だけをグーテン・ベルグの関係式で表すと、地震を予知する尺度の存在を示唆するマルチフラクタル性が存在するので、地震現象にはなにか固有な尺度が存在している事実あると論文報告から明らかになっている。

この様な、固有な尺度の中には、地球の岩石圏である地殻の硬い花崗岩石層（Brittle層）と柔らかい玄武岩石層（Ductile層）の境界（D-B層）付近で、大陸のプレート運動によるストレスが玄武岩石層側から、玄武岩石層・花崗岩積層の遷移層へ伝達されると、遷移層の硬い層側の付近で３から４の固有なマグニチュードを持った地震が起きることも論文報告がなされている。また、最近プレート境界に存在するアスぺリティに関連する地震発生には固有な周期性があることも報告されている。しかし、これら尺度の地震予知への適用を、多くの科学者が模索しているが、いまだに、それら尺度を利用した予知方法を見出せていない。従って、阪神・淡路大震災（神戸南部大地震）のような地震の震源及び発生時刻の短期予知は、現在の科学技術水準では不可能とされている。
特開２０００−１３１４４４特許第２８５８４２６号

しかし、地震現象を別の観点から観測すると、短期地震予知の可能性もある。それは、広範囲の領域に起きる地震現象はランダムであるが、地震が発生しそうな場所を限定すれば、局所の地殻変動に観測される異常が大地震につながるかもしれないと仮定し、異常地殻変動がもたらす電磁現象、地殻の地下水、化学物質の変化等を地震の予兆現象とし、その局所に発生する地震を発生直前に予知しようとする短期予知の可能性である。そのような短期予知の可能性を調査した研究には、阪神・淡路大震災の震央付近の地下水に出現した塩化物の含有量の明確な予兆的変化が、地震発生後判明した今までにない科学的資料に基づいた予兆現象の検証として報告されている。従って、そのような予兆現象を利用することが提案されるが、広範囲の地震発生地域のどこかで将来発生する大地震に対し、予兆の再現性、普遍性、予兆検出方法の運用性、及び信頼性に多くの解決しなければならない困難な問題点が存在する。従って、現状では阪神・淡路大震災を直前に予知できなかったように、普遍的な短期地震予知は科学的に困難であると見なされているのである。

現在、国土地理院により、日本中に網の目のように張り巡らされているGPSのネットワーク（GEONET）による地殻変動の観測は、各GPSサイトの日々の地殻変動変位情報を提供している。従って、将来の地震の震央付近に位置するGPSサイトに現れる異常地殻変動は、日本国特許第２７８７１４３号の運動変化検出装置を用いて検出できる。この場合、GPSサイトで観測される異常地殻変動が、その近傍で発生するかもしれない地震の予兆だと仮定できる場合は、その予兆検出が数週間前から検出できることが実証されているので、地震の短期もしくは直前予知が可能となる。しかし、異常地殻変動の検出からだけでは、地震のある程度のマグニチュード予知のみならず比較的大きな地震か大地震かの区別さえも、困難となることが多い。

本発明は、地震発生地帯の領域の広さにかかわらず、地震発生地帯に出現する一見ランダムに見受けられる地震現象から、尺度に依存した地震発生の現象を見つけ出し、その尺度で地震現象を観測し、短期地震予知（地震の発生時刻、震源、マグニチュードの程度の予知）の方法と装置の提供を目的とするものである。本発明は、日本国特許第２７８７１４３号の運動変化検出装置を用いた、地殻変動の異常変化検出を地震予兆の検出と見なすこともできるので、この運動変化検出装置を併用することにより、より正確な地震の短期予知装置を提供するものである。

請求項１の発明は、対象とする領域に発生した地震から所定の地震を抽出し、それら地震の震源情報と発震機構解の情報とから、それら地震情報の各要素を表すパラメータをｃとして、その選択領域の地震現象を、各要素ｃの時系列データで表して観測するために、抽出したｊ番目の地震の各要素ｃに関する地震情報をDｃｊとして数値化する地震要素信号化ステップと、前記地震要素信号化ステップにより抽出されたDｃｊを、地震の発生順序ｊ（ｊ＝１、２、３、・・、ｍ、・・）に基づいて、直接、もしくは、所定の選択処理または平滑化処理を施し、Dｃ＝（Dｃ1、Dｃ2、Dｃ3、・・、Dｃｍ、・・）を得る地震要素の時系列化ステップと、前記地震要素の時系列ステップで得られたDｃの任意な地震発生順序ｍにおける任意間隔ｎ（ｎ＝１，２，３、・・）の差、DｃmとDｃｍ−ｎとの差に比例する量を一次差分値ΔDｃｍ,ｎとして求める一次微分出力ステップと、前記一次微分出力ステップから出力された時系列値ΔDｃｍ,ｎの任意間隔ｋ（ｋ＝１、２、・・）での差、即ちΔDｃｍ,ｎとΔDｃｍ−ｋ,ｎとの差に比例する量を任意な地震発生順序ｍでの二次差分値Δ２Dｃｍ,ｎ,ｋとして求める二次微分出力ステップと、前記二次微分出力ステップで得られた二次差分値Δ２Dｃｍ,ｎ,ｋの振幅と位相とを異なる要素間で比較検出し、各要素間の振幅関係と位相関係と地震要素の時系列を出力する振幅位相比較検出ステップと、を備えた、地震の予知方法である。

請求項２の発明は、請求項１において、前記地震の各要素間の振幅位相比較検出ステップにより検出された、各要素間の振幅関係と位相関係と地震要素の時系列とから、地震の発生時刻と震源と地震のマグニチュードを予知するステップを備えてなる、地震の予知方法である。

請求項３の発明は、請求項１または請求項２において、任意な地震の発生個数をa（a＝１、２、・・）とし、前記地震要素信号化ステップと時系列化ステップにより抽出した地震と地震の一つずつ離れた時間間隔を任意な地震発生順序ｍまで、a個累積しCIｍ(a)とする時間間隔累積検出ステップを備えてなる、地震の予知方法である。

請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかにおいて、任意な地震の発生個数をa（a＝１、２、・・）とし、ｍ番目の地震とｍ−a番目の地震発生時刻の差をCIｍ(a)とする時間間隔累積検出ステップを備えてなる、地震の予知方法である。

請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれかにおいて、地震要素の時系列化ステップにより得られた地震要素の時系列を地震の各要素ｃ毎にバンドパスフィルターで濾過し任意な地震発生順序ｍでFｃｍを得て前記振幅位相比較検出ステップへ出力するフィルタ出力手段を備えてなる、地震の予知装置である。

請求項６の発明は、対象とする領域に発生した地震から所定の地震を抽出し、それら地震の震源情報と発震機構解の情報とから、それら地震情報の各要素を表すパラメータをｃとして、その選択領域の地震現象を、各要素ｃの時系列データで表して観測するために、抽出したｊ番目の地震の各要素ｃに関する地震情報をDｃｊとして数値化する地震要素信号化手段と、前記地震要素信号化手段により抽出されたDｃｊを、地震の発生順序ｊ（ｊ＝１、２、３、・・、ｍ、・・）に基づいて、直接、もしくは所定の選択化処理または平滑化処理を施し、Dｃ＝（Dｃ1、Dｃ2、Dｃ3、・・、Dｃｍ、・・）を得る地震要素の時系列化手段と、前記地震要素の時系列手段で得られたDｃの任意な地震発生順序ｍにおける任意間隔ｎ（ｎ＝１，２，３、・・）の差、DｃmとDｃｍ−ｎとの差に比例する量を一次差分値ΔDｃｍ,ｎとして求める一次微分出力手段と、前記一次微分出力手段から出力された時系列値ΔDｃｍ,ｎの任意間隔ｋ（ｋ＝１、２、・・）での差、即ちΔDｃｍ,ｎとΔDｃｍ−ｋ,ｎとの差に比例する量を任意な地震発生順序ｍでの二次差分値Δ２Dｃｍ,ｎ,ｋとして求める二次微分出力手段と、前記二次微分出力ステップで得られた二次差分値Δ２Dｃｍ,ｎ,ｋの振幅と位相とを異なる要素間で比較検出し、各要素間の振幅関係と位相関係と地震要素の時系列を出力する振幅位相比較検出手段とを備えた、地震の予知装置である。

請求項７の発明は、請求項６において、前記地震の各要素間の振幅位相比較検出手段により検出された、各要素間の振幅関係と位相関係と地震要素の時系列とから、地震の発生時刻と震源と地震のマグニチュードを予知する手段を備えてなる、地震の予知装置である。

請求項８の発明は、請求項６または請求項７において、任意な地震の発生個数をa（a＝１、２、・・）とし、前記地震要素信号化手段と時系列化手段により抽出した地震と地震の一つずつ離れた時間間隔を任意な地震発生順序ｍまで、a個累積しCIｍ(a)とする、地震の予知装置である。

請求項９の発明は、請求項６ないし請求項８のいずれかにおいて任意な地震の発生個数をa（a＝１、２、・・）とし、ｍ番目の地震とｍ−a番目の地震発生時刻の差をCIｍ(a)とする時間間隔累積検出手段を備えてなる、地震の予知装置である。

請求項１０の発明は、請求項６ないし請求項９のいずれかにおいて、前記地震要素の時系列化手段により得られた地震要素の時系列を地震の各要素ｃ毎にバンドパスフィルターで濾過し任意な地震発生順序ｍでFｃｍを得て前記振幅位相比較検出手段へ出力するフィルタ出力手段を備えてなる、地震の予知装置である。

請求項１１の発明は、対象とする領域に発生した地震から所定の地震を抽出し、それら地震の震源情報と発震機構解の情報とから、それら地震情報の各要素を表すパラメータをｃとして、その選択領域の地震現象を、各要素ｃの時系列データで表して観測するために、抽出したｊ番目の地震の各要素ｃに関する地震情報をDｃｊとして数値化する地震要素信号化ステップと、前記地震要素信号化ステップにより抽出されたDｃｊを、地震の発生順序ｊ（ｊ＝１、２、３、・・、ｍ、・・）に基づいて、直接、もしくは所定の選択処理または平滑処理を施し、Dｃ＝（Dｃ1、Dｃ2、Dｃ3、・・、Dｃｍ、・・）を得る地震要素の時系列化ステップと、前記地震要素の時系列ステップで得られたDｃの任意な地震発生順序ｍにおける任意間隔ｎ（ｎ＝１，２，３、・・）の差、DｃmとDｃｍ−ｎとの差に比例する量を一次差分値ΔDｃｍ,ｎとして求める一次微分出力ステップと、前記一次微分出力ステップから出力された時系列値ΔDｃｍ,ｎの任意間隔ｋ（ｋ＝１、２、・・）での差、即ちΔDｃｍ,ｎとΔDｃｍ−ｋ,ｎとの差に比例する量を任意な地震発生順序ｍでの二次差分値Δ２Dｃｍ,ｎ,ｋとして求める二次微分出力ステップと、前記二次微分出力ステップで得られた二次差分値Δ２Dｃｍ,ｎ,ｋの振幅と位相とを異なる要素間で比較検出し、各要素間の振幅関係と位相関係と地震要素の時系列を出力する振幅位相比較検出ステップとを備えた、地震の予知プログラムである。

請求項１２の発明は、請求項１１において、前記地震の各要素間の振幅位相比較検出ステップにより検出された、各要素間の振幅関係と位相関係と地震要素の時系列とから、地震の発生時刻と震源と地震のマグニチュードを予知するステップを備えてなる、地震の予知プログラムである。

請求項１３の発明は、請求項１１または請求項１２において、任意な地震の発生個数をa（a＝１、２、・・）とし、前記地震要素信号化ステップと時系列化ステップにより抽出した地震と地震の一つずつ離れた時間間隔を任意な地震発生順序ｍまで、a個累積しCIｍ(a)とする時間間隔累積検出ステップとを備えてなる、地震の予知プログラムである。

請求項１４の発明は、請求項１１ないし請求項１３のいずれかにおいて、任意な地震の発生個数をa（a＝１、２、・・）とし、ｍ番目の地震とｍ−a番目の地震発生時刻の差をCIｍ(a)とする時間間隔累積検出ステップとを備えてなる、地震の予知プログラムである。

請求項１５の発明は、地震要素の時系列化ステップにより得られた地震要素の時系列を地震の各要素ｃ毎にバンドパスフィルターで濾過し任意な地震発生順序ｍでFｃｍを得て前記振幅位相比較検出ステップへ出力するフィルタ出力手段を備えてなる、地震の予知プログラムである。

請求項１６の発明は、請求項１０ないし請求項１５のいずれかに記載の予知プログラムを記録した、記録媒体である。

請求項１、請求項６及び請求項１０の発明によれば、地震要素信号化ステップまたは地震要素信号化手段は、対象とする領域に発生した地震から所定の地震を抽出しそれら地震の震源情報と発震機構解情報とから、それら地震の各情報の要素を表すパラメータをｃとして、その選択領域の地震現象を、各要素ｃの時系列データで表し、観測するために、抽出したｊ番目の地震の各要素ｃに関する地震情報をDcｊとして数値化する。具体的には、発生した過去の地震の地理的空間、時間間隔、大きさの規模に関する要素を、緯度（LAT）、経度（LON）、深さ（DEP）、地震と地震の時間間隔（INT）、マグニチュード（MAG）として数値化し、更に、発震機構解の情報から得る地震の破壊メカニズムに関する要素を、節面１（N1）と節面２（N2）の走行（R）と傾斜角（DEC）、P軸（PA）とT（TA）軸の方位（DIR）と鉛直角（VER）として数値化する。

つまり、過去の地震の震源情報から、その要素ｃが次の5個のパラメータ、LAT、LON、DEP、INTとMAGで表される地震要素の数値データ、更に、メカニズム解から、その要素ｃが次の８個のN1-R、N1-DEC、N2−R2、N2−DEC、PA-DEC、PA-VER、TA-DIRとTA-VERで表される地震要素の数値データにするものである。

前記時系列化ステップまたは時系列化手段は、地震要素信号化ステップまたは地震要素信号化手段によって抽出されたDｃｊを、地震の発生順序ｊ（ｊ＝１、２、３、・・、ｍ、・・）に基づいて、Dｃ＝（Dｃ1、Dｃ2、Dｃ3、・・、Dｃｍ、・・）を得る地震要素の、直接もしくは後述する所定の選択か平滑処理を施し、Dｃ＝（Dｃ1、Dｃ2、Dｃ3、・・、Dｃｍ、・・）を得る。時系列化ステップ又は時系列化手段は選択された領域の過去から現在までの地震現象の変化を、地震システムが運動して生じる地震一つずつの各要素ｃの変位時系列と見なすことができる。

また請求項２，３、請求項７，８又は請求項１２，１３記載の発明によれば、所定の選択か平滑ステップを施した場合、例えば、ｗ個の地震について移動平均を取った場合は、地震発生のランダム性をｗ個で平均して、少しでもランダムな地震現象の観測を容易にすることができる。

特に、地震要素ｃが震源要素であるLAT、LON、DEPの場合は、これら時系列Dｃは、震源の現在までの時間的な推移を記述し、後述される尺度を用いると、将来の震源位置を推定できる。

前記一次微分出力ステップまたは一次微分出力手段は、地震要素の時系列化ステップで得られたDｃの任意な地震発生順序ｍにおける任意間隔ｎ（ｎ＝１，２，３、・・）の差、DｃmとDｃｍ−ｎとの差に比例する量を一次差分値ΔDｃｍ,ｎとして求めるは、その間隔ｎだけ離れたDｃmとDｃｍ−ｎとが常に略異符合となるような変動成分を、時系列データのランダム変動から大きな値として抽出する。

従って、一次微分出力ステップまたは一次微分出力手段は、一見ランダムに変動しているような時系列データのなかにｎ毎に異符号となる変動、つまり周期が略２ｎとなるような周期変動が存在すれば、その周期変動成分のみをランダム変動から大きく抽出すると共に、同時に、Dｃの一次の変化率である速度に比例した量を求める。

前記二次微分出力ステップ又は二次微分出力手段は、時系列ΔDｃｍ,ｎの任意間隔ｋ（ｋ＝１、２、・・）での差、すなわちΔDｃｊ,ｎとΔDｃｊ−ｋ,ｎとの差、に比例する量を、地震発生順序ｊでの二次差分値Δ^２Dｃｍ,ｎ,ｋとして求める。二次微分出力ステップ又は二次微分出力手段は、ΔDｃｍ,ｎとΔDｃｍ−ｋ,ｎとが常に略異符合となるような変動成分が存在すれば、地震要素の時系列データから前記一次微分出力ステップで、出力された周期が略２ｎの周期変動成分の中で更に周期が略２ｋの周期になるような変動成分のみ大きく抽出する。

二次微分出力ステップ又は二次微分出力手段は、同時に、Dｃｍの二次の変化率である加速度に比例した量を求める。従って、もし前記間隔ｎとｋとを、同じ値（ｋ＝ｎ）にすれば、地震要素時系列データDｃの変動成分のうち周期変動成分が略２ｋとなるものだけを大きく抽出することができる。

例えば、n＝ｋとした場合、一見ランダムで尺度が存在しないと思われていた地震現象から、略周期が２ｋの周期変動を尺度として抽出することになる。従って、一見ランダムな地震現象をこの尺度で観測すると、要素ｃ毎に表現された地震現象の周期的な振幅変化を予知計測できるのみならず、その周期を時間計測の基準クロックとしても使用できるので、過去の地震現象から未来の地震現象を予知することができる。

前記二次微分出力ステップまたは二次微分出力手段で得られた地震発生順序ｍの二次差分値Δ^２Dｃｍ,ｎ,ｋの振幅と位相とを異なる要素間で比較検出する振幅位相比較検出ステップは、前記要素時系列のうち、特別な変動周期成分を持っている要素時系列や加速度情報の各要素間での振幅と位相の相互比較の情報を抽出することができる。

従って、尺度が無く一見ランダムだと思われてきた地震現象に、前記記述の間隔ｋ（ｎ＝ｋ）で選択した周期振動が、周期現象（尺度）として出現することになる。周期性の尺度で地震現象を観測していくと、もし過去の大地震、例えば１９９５年１月１７日の阪神・淡路大震災等の様な地震の発生が接近すれば、これまで生じてきた地震の周期振動の相互相関情報に異常が現れる。この周期現象に現れる異常を検出すると、大地震が何時発生するかを、地震現象の周期性を利用し予知できるのみならず、地殻に蓄積される応力の大きさと応力の臨界状態を予知できる。

このように、広範囲の地震発生地帯に生じた過去の地震を、前記振幅位相比較検出ステップまたは振幅位相比較検出手段により検出された、各要素間の振幅、位相関係を用い、未来の地震の予兆現象を検出し、その予兆から発生時刻とマグニチュードの予知、地震要素LAT、LON、DEPの時系列Dcから震源の予知ステップを備えてなる地震の予知方法を構成することができる。

さらに、請求項２、３、請求項６、７、請求項１１、１２によれば、時間間隔累積検出ステップまたは時間間隔累積検出手段は、任意な地震の発生個数をa（a＝１、２、・・）とし地震要素信号化ステップと時系列化ステップにより抽出した時間間隔INTを任意な地震発生順序ｍまで、a個累積しCIｍ(a)とするか、ｍ番目の地震とｍ−a番目の地震発生時刻の差をCIｍ(a)とする。これは、一見ランダムに変化している地震と地震との時間間隔INTを、連続してa個、加算するので、要素INTの時系列Dcに存在するランダム性をいくらか取り除き、CIｍ(a)が大きくなれば、a個の地震発生に多くの時間を費やしたことになり、単位時間当たりの地震の数が減った事を意味するので、地震活動の静穏が大きくなった事を表現することができる。

この時、累積（加算）する個数aを、前述した、地震現象を観測する尺度の周期に相当したｋ個にすると、CIｍ(ｋ)は、大地震に進展する地震活動の静穏さを次の３つの段階に分類し、静穏の進行状況とその段階の大きさの程度を記述することができる。

まず1段階目は、地震の数年前から観測される静穏の始まりである。次の2段階目は、1年程から半年程前に観測される大地震が起きそうな震央付近で地殻に蓄積された応力状態が臨界状態に達したと思える臨界静穏状態である。そして、3段階目は、大地震発生数日、数時間前に静穏が終了する、大地震発生直前の静穏終了の段階である。従って、CIｍ(ｋ)の各段階が変化する推移とCIｍ(ｋ)プロファイルの振幅値と幅の大きさは、これから生じる地震の発生時刻とマグニチュードを予知するパラメータに結びつける作用を持つこととなる。

また、請求項５、請求項１０、請求項１５によれば、フィルタ出力ステップまたはフィルタ出力手段は、地震要素の時系列化ステップで得た地震要素の時系列を地震の各要素ｃ毎にバンドパスフィルターで濾過し、任意な地震発生順序ｍで地震現象観測の尺度となるFｃｍを、前記請求項１，２，３、請求項５，６，７、請求項９，１０，１１における振幅位相比較検出ステップに出力する。

任意に選択した広範囲な地震発生領域に発生した地震を選択し、地震要素信号化ステップで、それら地震の要素を数値化する。そして時系列化ステップで、数値化された地震要素を時系列にし、更に二次微分出力ステップもしくは請求項３のバンドパスフィルターで周期変動のみ抽出すると、抽出した各要素の周期変動を、一見ランダムに見受けられる選択地域の地震現象を観測する尺度とすることができる。観測する尺度は、周期的に変動するので、その振動の振幅と位相変化を振幅位相比較ステップで、モニターすると、地震要素INTとDEPの振動の間に生じる位相反転と、地震要素MAGの振動における相対的な振幅情報から、比較的大きな地震の予兆静穏を抽出することができる。更に予兆静穏を抽出後、振動の周期性が時計の時間ベースの機能をするので、静穏が終了する時刻、つまりその地震が発生する時刻を、予兆静穏検出から、これから発生するイベント数で正確に予知することができる。請求項２の時間間隔累積検出ステップで、変動周期に相当するイベント数だけ累積して得たCIｍ（ｋ）は、略周期に相当するイベント数で平滑（累積）した地震活動の静穏を観測することになり、地震の予兆静穏とマグニチュードの大きさの程度、応力歪が臨界状態に達する過程を明確に抽出できる。

地震発生時刻を予知すると同時に、地震要素LAT、LON、DEPの時系列情報から、発生時刻にあたる平均的な震源場所を選択された広い地震発生地帯から推定することができるので、将来発生すると予知されるその比較的大きな地震の震源を予知することができる。発生する地震が阪神・淡路大震災のように非常に大きいかどうかは、CIｍ（ｋ）に現れる3段階の予兆静穏を特徴付けるプロファイルの大きさで推定することができる。また、阪神・淡路大震災前数年に渡り出現した要素時系列のDEPとMAGの逆位相の周期変動は、地震が発生することにより応力歪が生じその歪が蓄積される場合は、やがて臨界状態に達する推移過程を表しているので、その逆位相の振動個数が将来の地震が大地震かどうかを判定する基準とすることもできる。又、群発地震が終了する頃、例えば、領域が中国地方の場合、群発地震１０aと１０gの終了する頃に出現するCIｍ（ｋ）上の特徴あるプロファイルは、群発地震終了後、略７０日後に沈降しているフィリピンプレート上に発生した1984年の日向灘地震（１０b）と2001年の安芸灘地震（１０h）の予兆となっているので、この様なフィリピンプレート上に発生する大地震を、群発地震の観測から予知することもできる。

更に、発生するであろう地震の震源を予知した後、国土地理院により日本国中網の目のように張り巡らされたGPSのネットワーク（GEONET）から得られる、予知される震央付近のGPSサイトを選び（もしサイトが無ければGPSを設置する）日々の地殻変動を、日本国特許第２７８７１４３号の運動変化検出装置を用いて時系列にすると、地殻運動変化に生じるかもしれない異常地殻変動を、2−3週から数週間前には検出できることが実証されているので、本発明の地震の予知方法、と併用すれば、確実に地震の予知をすることができる。

そして、請求項１６の発明によれば、請求項１１ないし請求項１５のいずれかのプログラムを所定の処理装置で実施できる。

従って、本発明によれば、地震発生地帯の如何なる領域においても、日々発生している地震の各要素情報と、地殻変動情報とにより地震の予兆を検出し、地震の発生時刻と震源とマグニチュードとリアルタイムで確実に予知することができる。

以下本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。図１は、地震の予知装置を示すブロック図である。本装置は、地震震源・発震機構情報源１と、地震要素信号化手段２と、地震要素の時系列化手段３と、一次微分出力手段４と、二次微分出力手段５と、フィルタ出力手段６と、時間間隔累積検出手段７と、振幅位相比較検出手段８と、予知手段９とからなる。本例において、地震予知装置は、地震震源・発震機構情報源１から得た情報をコンピュータにより地震予知プログラムを実行することにより実現している。

次に上述した地震の予知装置を適用した例を、過去の地震の中から、主に１９９５年１月１７日の阪神・淡路大震災を詳しく取り上げ、図１から図１１までを用いて説明する。

地震震源・発震機構情報源１は例えば、日本中に敷かれた地震計のネットワークからの震源情報や、発震機構情報をオンラインもしくはオフラインで抽出し、地震の地震要素信号化手段２〜予知手段９からなる地震予知装置に入力する。そして、装置の各手段が、それら地震情報を処理し、地震の発生時刻、震源、マグニチュードの予知を成す。

図２、図３、図４は、中国地方で生じた１９９５年阪神・淡路大震災の予知が出来たかどうかテストするために、中国地方（32度‐36度N、131.5度‐136度N）に、1983年1月から2001年9月までに生じた地震の内、マグニチュードが3.0以上、震源の深さが300ｋｍ以内の地震を気象庁全国震源カタログから抽出した中国地方の地震の震源分布である。図３は、図２に示された各震源の深さ方向の震源分布で、縦軸に緯度を使用し、横軸に震源の深さをｋｍの単位で片対数表示した経度方向の断面図である。図４は、図２に示された各震源の深さ方向の震源分布で、横軸に震源の経度、縦軸に深さをｋｍの単位で片対数表示した緯度方向の断面図である。

図５は、抽出された地震の震源要素情報を、地震要素信号化ステップと地震要素の時系列化ステップと第二次の微分出力ステップにより、時系列化した実施例である。

図６は、抽出された地震の震源要素情報から得た５つの地震要素の時系列に略共通な６０イベントの周期を持つ周期変動が、時系列のスペクトルに存在する事を示した実施例である。

図７は、フィルタ出力ステップを構成する１例として、第二次の微分出力ステップと等価な機能を持つフィルタ構成を図示した実施例である。

図８は、図７で示されたフィルタ出力ステップのバンドパスフィルター機能を、スペクトル表示した実施例である。

図９は、時間間隔累積検出ステップを用いて検出したCI(６０)とCI(２０)を用いて広い選択領域の中国地方出で阪神・淡路大震災等の大地震発生数年前から予兆静穏が観測される事を示した実施例である。

図１０は、振幅位相検出ステップにより、中国地方の過去の大地震と比較的大きな地震の予兆を検出した実施例である。

図１１は、図５と図１０におけるイベント数が４８０から８００までの範囲を取り出し、１９９５年阪神・淡路大震災の予兆を検出してから、発生時刻の予知（イベント数で表示する予知時刻）と、震源の予知の求め方を示した実施例である。

図１において、地震震源・発震機構情報源１は、上述した日本中に敷かれた地震計のネットワークから得られる震源や、発震機構情報源である。地震要素信号化手段２は、これら地震情報を、オンラインもしくはオフラインで受け取り、例えば、ｊ番目の地震の各要素ｃに関する情報をDｃｊとして数値化する。次に、時系列化手段３では、Dｃｊを、地震の発生順序ｊ（ｊ＝１、２、３、・・、ｍ、・・）に基づいて、直接もしくは所定の選択か平滑ステップを施し、地震の各要素ｃの時系列、Dｃ＝（Dｃ1、Dｃ2、Dｃ3、・・、Dｃｍ、・・）とする。

そして、一次微分出力手段４では、前記Dｃから地震発生順序ｍにおける、間隔ｎとｋに関する一次（ΔDｃｍ,ｎ）の差分量を、二次微分出力手段５では二次（Δ^２Dｃｍ,ｎ,ｋ）の差分量をそれぞれ得る。フィルタ出力手段６は、時系列化手段３で得られた地震要素の時系列Dcを地震の各要素ｃ毎にバンドパスフィルターで濾過し任意な地震発生順序ｍでFｃｍを得る。

時間間隔累積検出手段７は、時系列化手段３で得られた時系列Dｃの要素ｃのINTをｋ個累積し地震活動の３段階の静穏を表すCIｍ(ｋ)を得る。振幅位相比較検出手段８は、二次微分出力手段５で得た二次差分値Δ^２Dｃｍ,ｎ,ｋ、もしくはフィルタ出力手段６で得たDｃをバンドパスフィルターしたFcmの振幅と位相とを異なる要素間で比較検出する。これは、各要素のｃの中で、二次微分出力手段５もしくはフィルタ出力手段６により選択抽出した周期変動成分の振幅と位相の関係から、地震の予兆、つまり、大地震に発展しそうな地殻の応力歪の状況と応力臨界状態に達した兆候を検出するためのものである。

予知手段９では、振幅位相比較検出手段８で検出された地震の予兆を基に、時系列化手段３と時間間隔累積検出手段７から供給される情報から、地震の発生時刻と震源と地震のマグニチュードを予知する（例えば、図１、図２、図３に予知震源の地理的な場所表示と図９と図１１を用いた予知進行状況）を日々リアルタイムで解析しそれら情報を表示する。

次に、図示された各手段により、震源情報のみ用いて、1984年から2001年9月までに中国地方で生じた過去の大きな地震を対象とし予知が可能であったかを検証する。中でも、１９９５年阪神・淡路大震災の予知検証の実施例を、図に基づいて詳細する。この例では、地震予知を簡潔に説明するために地震情報源として不均質な断層構造の時空変化情報やプレート境界にあるアスペリティの時空分布情報を与える発震機構解は用いていない。

図２において、地図に表示された地震は、中国地方（32度‐36度N、131.5度‐136度N）に、1983年1月から2001年9月までに生じた地震の内、マグニチュードが3.0以上、震源の深さが300ｋｍ以内の地震で、それらは気象庁の全国震源カタログから集めたものである。図の横軸は、経度、縦軸は緯度を表している。点で示された各地震の震央は、マグニチュード（MAG）が3.0以上3.5未満で、丸印の震央は、MAGが3.5以上の地震である。1984年以降の大きな地震のうちMAGが6以上の６個の地震と２つの群発地震とに、１０aから１０hのラベルを、発生年代順につけた。１０aは、1984/05/30（年/月/日）の群発地震、１０bは、1984/08/07のMAGが7.1の地震、１０cは、1985/05/13のMAGが6.0の地震、１０dは、1995/01/17のMAGが7.2の阪神・淡路大震災、１０eは、1997/06/25のMAGが6.3の地震、１０fは、2000/10/06のMAGが７.3の鳥取地震、１０gは、2001/01/12の群発地震、１０hは、2001/03/24のMAGが6.7の安芸灘地震である。

図３において、緯度方向の断面図で示されているMAGが3.5以上の丸印の地震痕跡は、フィリッピン・プレートの北端がユーラシア・プレートの南端下に沈降している状況を表している。１１のラベルが付いた線形トレンドは、MAGが3.5以上の地震のうち、後述される略６０イベントの周期を持った周期変動(振動)の痕跡である。振動の座標原点は、阪神・淡路大震災の直前までの略７００個余りの震源の平均値 (34度N、133.75度E、30ｋｍ) に略等しい。従って、震央の平均値は、図２に示された中国地方の地理的な中心地で、振動の座標原点は固定されていると仮定する。

図４において、経度方向の断面図で示されているMAGが3.5以上の丸印の地震痕跡は、フィリッピン・プレートがユーラシア・プレートの下に片対数軸上で略円弧状に位置している状況を表している。

従って、図２と図３と図４において、実施例で用いた地震予知対象領域の中国地方は、フィリッピン・プレートの沈降ゾーン(図３では、右下の１０b、１０c、１０hが存在する震源分布で図４では震源が深い方の円弧状の震源分布)とユーラシア・プレートの南端(図３の左上の１０a、１０d、１０e、１０f、１０gとが存在する地震の痕跡分布で、図４では痕跡の浅い横帯状の分布)との、プレート境界上に位置している。

図５において、図１の２と３と５の各ステップによって得られた各地震要素の時系列Dcと二次差分情報を説明する。横軸に全て地震発生の順番（イベント数）を取り、集めた地震の全ての震源と、発生時刻、マグニチュード情報を、２、３の各ステップにより地震要素を５つの行（LAT、LON、DEP、INT、MAG）にわけ、直接得た各時系列Dｃをそれぞれ上からLAT行に１２a、LON行に１５a、DEP行に１８a、INT行に２１a、MAG行に２４aとして図示したものである。また、平滑化ステップの1例として、これら直接得た時系列Dｃを２０イベントずつ移動平均した時系列を、同様に、上からLAT行に１３a、LON行に１６a、DEP行に１９a、INT行に２２a、MAG行に２５aとして図示したものである。

これら時系列Dｃのグラフ表示のための基準値はLATが、１２bで示す緯度３４度で、LONが１５bの経度１３３度、DEPが１８bの３０ｋｍ、INTが２１bの２００時間、MAGが２４bの 5.0である。夫々のスケールはグラフの基準値からのオフセット値を示し、上からLATとLON、が200倍、DEPが１０倍、INTが2倍、MAGが400倍されている。上方向に負のオフセット値、下方向に正のオフセット値が取られる。従って、LATとLONの正負の６００は、夫々34度と１３３度から、３度に増減に相当する。つまり、-６００は緯度（LAT）の場合３１度となり、LONは130度となる。又、DEPは、−300の目盛りが０ｋｍ、INTは、−400が０時間に、MAGは、−600が3.5、＋600が6.5となる。

更に、LAT行の左下の１２ｃで示されている緯度35.48度は、モニター中、最新の震源緯度を表示するので、右端の最終イベントの緯度を表示している。同様に、経度（LON）の場合、１５cがモニター中の最新経度、震源の深さ（DEP）の場合、１８cがモニター中の最新DEP数値、INTの場合、２１cがモニター中の最新数値、MAGの場合、２４cが最新のMAG数値を表示している。

更にMAGのDｃを表している２４aが６以上になると、太い線で記されていて、その隣には、それら群発地震を除いた６以上の地震に対応するDcにそれらラベルが、１０ｂから１０hまで記されている。例えば、予知の実施例として詳細する、阪神・淡路大震災は、１０dに対応する。

中国地方に集められた地震要素の時系列の変動、１２a、１５a、１８a、２１a、２４aは、各イベントが、見かけ上、全てランダムに出現している様子を示している。時系列の非常に小さな変動は（MAGの場合を除いて）これらのイベントが群発地震もしくは大きな地震の余震である事を表している。非常に短いINTを伴う、LAT、LON、DEPの局所化はこれら連続して生じているイベントの場所（震源）を現している。地震要素ｃがINTの時系列２１aは、静穏（長いINT）がランダムに出現する事を示している。

従って、大地震発生後、その地震発生領域の地震活動を振り返ってみれば、静穏が存在したとされるその予兆的な静穏は認識されない。しかし、１３a、１６a、１９a、２２a、２５aのグラフに見られるように、要素時系列のランダム性は、２０イベントの移動平均を取ることによりある程度取り除くことが出来る。この時、要素INTの時系列２２aの最大ピークは、阪神・淡路大震災の直前では、280時間程になり、時系列で最も長いその最大ピークは、時系列全体を見直して始めて阪神・淡路大震災の予兆的な異常静穏と認識できる。この静穏は、更に、時間間隔累積検出ステップ７で、後述の図９における説明で、INTを６０個累積し地震活動の静穏を３段階に分類するCIｍ(６０)を用いると、阪神・淡路大震災が発生する前に地震の明確な予兆静穏だと認識できることになる。

更に、図５においては、各要素の時系列を２０イベントで移動平均したDｃを用い、４と５のステップでn＝ｋ＝３０と設定し、図１の二次微分出力ステップ５で得た二次差分値Δ^２Dｃｍ,ｎ,ｋ（ｎ＝ｋ＝３０イベント）を、夫々、１４b、１７b、２０b、２３b、２６bを基準に、１４a、１７a、２０a、２３a、２６aとして、地震要素ｃが上から順番にLAT、LON、DEP、INT、MAGとなるよう相対表示している。そして、これら、二次差分値の時系列は、図１の５でn＝ｋ＝３０としているので、地震要素時系列Dｃの変動成分のうち周期が、そのｋの2倍のイベント数にあたる略６０イベントとなる周期変動成分のみを抽出している。この変動成分の周期性が、地震現象を観測する尺度(観測窓)となる。そして、図１の位相振幅相対変化検出ステップ８が、具体的な観測ステップを与えることになる。後述する図１０において詳細するが、その観測ステップを用いて、地震の予兆を検出し、その地震の震源とイベント数で表示する発生時刻を予知する。

図６において、このような周期変動成分が３のステップで、直接もしくは平滑化の後に得た時系列Dｃに存在している事実を、地震要素の時系列のスペクトルで示す。実施例として、３のステップで直接得た時系列Dcを、イベント４個ずつで移動平均した時系列のスペクトラルを表示している。スペクトラルを得るために使用した地震は阪神・淡路大震災直前までの７００イベントである。縦軸は、相対振幅値を表示し、横軸は、周波数（１／イベント数）を表示している。２７はLAT、２８はLON、２９はDEP、３０はINT、３１はMAGのスペクトルを表示している。これらスペクトルは、各地震要素の時系列Dcが略ランダムに変動している事を示している。つまり、地震現象は一見ランダムに発生しているような印象を与えるが、各地震要素に略共通な周期変動の略６０イベントの周期性も存在する。この各要素に共通な略６０イベントの周期を、縦矢印３２で示してある。この時の周波数は、周期６０イベントの逆数で、略0.017（1／イベント）となる。周波数が0.1（1／イベント）以下では、4イベントでDｃを移動平均してもしなくとも、Dｃは同じスペクトル構造を持つ。又、２０個ずつの移動平均した要素時系列、１３a、１６a、１９a、２２a、２５a、からも直接、略６０イベントの周期性が観測される。この周期性は、本震、余震の繰り返しから生じた周期性とは少し異なるようである。従って、この周期変動（振動）を地震現象の観測尺度として使用する。なお、横矢印３３は、次の図７において説明するように、二次微分出力ステップ５における二次差分が、バンドパスフィルターの役割を暗に含んでいるので、そのバンドパス範囲を示してある。その領域は、周期で１２０イベントから４０イベントの範囲に相当する。

図７において、３５、３６、３７は、二次微分出力ステップ５に含まれていた特定な周期変動を抽出する機能を説明するためと、その機能と等価なバンドパスフィルターを構成するための矩形波およびその組み合わせの構成図例である。これらの図は、日本国特許第２７８７１４３号と第3044228号、米国特許第5626141号に基づいて構成してある。図中、縦軸は、地震の要素時系列の大きさ、横軸はイベント数である。３４は地震のある要素時系列を平滑していない直接得られた時系列を表している。簡単のため、イベント数は１から１５までとしてある。従って、３４a、３４b、３４c、は夫々イベント数が５、１０、１５に相当する地震の要素時系列の値を示している。次に、図１の５のステップに含まれる抽出（フィルタ）の詳細機能を説明する。

３の地震要素時系列化の直前に行われる選択か平滑ステップの一例は、時系列３４の移動平均である。この移動平均は、任意の観測イベントｍが1イベントずつ増加する毎に、図示されている矩形波３５を、１イベントずつ右側に移動させ、３５内にある３つの矢印が指している時系列３４の3イベント（個）の値を読み取り、読み取り値を全て加算し、読み取り個数の３で除算し（平均操作し）、その平均値を３５内の右端の矢印が指すイベントの値とすることである。この平均操作は、予め各矢印の長さを1/３にし、各読み取り値にその矢印の長さを掛けても良い。この時、矢印が上向きの場合は正の倍率で、下向きの場合は負の倍率となる。また、読み取り個数に相当する3個のイベントは、３５の幅３５a（＝３イベント）で表示されている。従って、図５の要素時系列１３a、１６a、１９a、２２a、２５aは、矩形波３５の幅３５aを２０イベントとして平滑していない要素時系列、１２a、１５a、１８a、２１a、２４aを移動平均して平滑した要素時系列である。

この移動する矩形波を、２段目の３６の様に上下方向に２つ、３段目の３７の様に、上方に２個、下側に１個（３７a）配置すると、それら矩形波３６と３７で囲まれた時系列３４の連続的な読み取り値を得て、時系列３４の、夫々一次、二次差分値を見つけることができる。この時、間隔３６aで図示されている任意間隔ｎ＝ｋは、５イベントの例である。これら一次差分、二次差分量は、それぞれ数１と数２の次式で与えられる。

（数１）

［（Dｃ15＋Dｃ14＋Dｃ13）−（Dｃ10＋Dｃ9＋Dｃ8）］／3
（数２）

［（Dｃ15＋Dｃ14＋Dｃ13）−2・（Dｃ10＋Dｃ9＋Dｃ8）＋（Dｃ5＋Dｃ4＋Dｃ3）］／３

従って、矩形波３７aの下向き矢印の長さは他の矢印の2倍で2/3となる。このように矩形波形と一致した時系列３４の変動成分のみ抽出するそのような読み取り操作は、要素時系列Ｄcと矩形波形との相互相関を得る操作となる。この時、相互相関を得るために行うDｃの読み取り値の加算、差分操作は、それぞれ、ローパス、ハイパスの各フィルタ操作をＤcに施す事である。従って、矩形波の形がそれらフィルタ機能を定めるので、その機能は、全ての矩形波形のイベント数ｍに関するフーリエ積分変換式（スペクトラル）で与えられる。その変換式は省略し、計算結果のみ図８に表示する。

図８において、縦軸は、矩形波形のスペクトルの相対振幅値で、横軸にはその周波数（単位は、イベント数ｍの逆数でｍ⁻¹）を使用し、２０イベントの周期に対応する高周波が0.05となる領域まで表示してある。移動平均個数を２０イベント、n＝ｋ＝３０とした場合の矩形波形３７が持つバンドパスフィルター機能を３８にグラフ表示した。３８の場合は、ハイパスとローパスフィルターのカットオフ周波数が、それぞれ（４ｘ３０）⁻¹と（２ｘ２０）⁻¹とで与えられるバンドパスフィルターの機能を図示している。それらカットオフ周波数は３８の最高強度が半分になる箇所で定義されている。又、その最高強度は略（２ｘ３０）⁻¹付近にある。更に、前記の図６では、各要素時系列Dｃのスペクトラル上にこのバンドパスフィルターを通過する時系列Dcの変動周波数成分の範囲が、水平な矢印３３で図示されている。比較のために、矩形波構成例３７において、移動平均個数２０と差分を取るための任意間隔n＝ｋ＝２０とが全て等しい場合のバンドパスフィルター機能を、３８aに図示した。この事から、３８が３８aのバンドパスフィルター機能がはるかに優れている事を示している。３５の矩形波形で移動平均個数が２０の場合のローパスフィルター機能も、３９に図示した。次に、地震現象を周期変動成分が略６０イベントの周期振動となる尺度で観測するにあたり、各地震要素ｃの間で略共通な変動周期のうち、６０イベントの選択の重要性を、図９に基づいて説明する。

図９において、まず、図のスケールに関しては、横軸が、イベント数ｍを表す。左側の縦軸は日数で、それらは、グラフ４０と４１のスケールとなり、最大値は、８００日である。４０と４１は、７の時間間隔累積検出ステップにより得た累積INTの CIｍ(a)を表示していて、４０が６０個、４１が２０個のINTを連続してa個累積（加算）した時系列で、それぞれ４０がCIｍ(６０) と４１がCIｍ(２０)である。もしそれらを、累積個数の６０、２０で除算すると、INTの時系列Dｃの移動平均となる。従って、４１は、増加方向が逆となるが、図５の２２aと同じ時系列でもある。周期変動の周期に相当する６０イベントを累積した４０は、６０個の連続した地震を発生するのに費やした日数を表し、４１は、２０個の連続した地震を発生するのに費やした日数を表している。従って、日数が多くなれば、MAGが3.5以上の地震活動が静穏になった事を意味する。この時、地震活動の静穏は、実施例で選択した中国地方という広範囲な領域にわたって観測されている。

従って、図９の予兆静穏の検出からは、何処に大地震が発生するのか判らないので、その震源予知は、図１１において説明する。また、図９には、これから説明する静穏が地震の予兆となっている状況を明確にするために、MAGとLONとの要素時系列を、横軸に４０と４１の表示に使用した同一のイベント数を使用し表示している。右側の縦軸は、地震要素がMAGの時系列２４a用のスケールで、5以上のMAGだけが表示されている。LONの時系列は、１５aで表示されていて、そのスケールは右側の縦軸を使用した相対表示である。LONとMAGの要素時系列は、図５の１５aと２４aとまったく同一の時系列であるが、それらの値の増加方向は、図５とは逆で、上向きが増加方向である。２つの群発地震１０aと１０gは、LONの時系列上に示され、MAGが６以上の地震に関しては、１０bから１０hまでのラベルが２４aに付けられている。又、４０には、図１０において説明する選択領域の中国地方内に発生した地震の予兆を検出した箇所に４０aから４０hまで８個のラベルを付けている。

CIｍ(６０)である４０には、明確な予兆的静穏が、イベント数ｍが783の時、発生した阪神・淡路大震災１０dの前に出現し、その静穏には、３つの段階が存在する事を示している。その３つの段階は、ｍ＝625から780のイベント間に現れる。第一段階では、そのCIｍ(６０)は、ｍ＝625の300日から、ｍ＝700の600日へと定常的な上昇で始まる。この様に、静穏はこれからやってくる地震の数年前から徐々に顕著になる。

このような第１段階の静穏は、地震の前では、地震活動度の静穏として普遍的に観測されている。第２段階では、更に突然50日から100日の急増を第１段階に追加する。阪神・淡路大震災直前の第３段階では、第２段階の直後に100日余り急減する。第３段階で、静穏は、地震の数日から数時間前に終了する。この第３段階の静穏が終了する状況は、関東地方における過去のMAGが５以上の地震で観測されているとの論文報告もある。第２段階にある第２番目のCIｍ(６０)のピーク４０dが阪神・淡路大震災の最終的な予兆になっていて、応力蓄積の臨界状態を表していると思われる。そのピークは、４０dの真下にあるCIｍ(20)のピークとも一致する。

このような、４０c、４０e、４０fからなる第２段階の急な静穏は主な地震もしくは地震の略2〜3ヶ月前に先立って生じている。この状況は、他地域の地震の予兆的静穏にも現れている。又、実際の地震予知を実施する場合、これから、選択領域に起きるであろうと予知される地震のMAGの程度（例えば阪神・淡路大震災の場合のようにMAGが7以上の地震である）を、過去の大地震に基づいてCIｍ(６０)波形のプロファイルや大きさを表すパラメータ（例えば、静穏がピークに達した最高値と、波形の幅の大きさや、或いは、波形で囲まれる面積等）を用いて、推定することができる。従って、略６０イベントの周期で平滑（累積）した地震活動の静穏をCIｍ（６０）で観測すると、地震の予兆静穏とマグニチュードの大きさの程度、応力歪が臨界状態に達する過程を明確に抽出できる。

又、浅いユーラシア・プレート内（図２の北東方面の兵庫県）で発生した２つの群発地震１０aと１０gの終了直後から、７０日と６９日後にそれぞれ沈降しているフィリッピン・プレート上の比較的深い箇所で発生した日向灘地震１０bと安芸灘地震１０hに関して、CIｍ（ｋ）のプロファイルから、それら群発地震はその直後７０日程後に発生した地震の予兆であると見なせる。その予兆箇所が４０aと４０hで示されている。それら小さな山の形状は、マグニチュード4以上の地震を集めてCIｍ（１０）を図示すると、群発地震直後、矩形波のようなステップで５０日余り急上昇する同じような予兆静穏が観測されるが、それら予兆静穏の痕跡である。更に、群発地震が予兆であるといえることに関しては、国土地理院のGEONETから、地震１０gと１０hの震央付近のGPSサイトで得た地殻運動の変化を日本国特許第２７８７１４３号の運動変化検出装置を用いて時系列解析し、その結果を位相平面に地殻変動の運動軌跡として描くと、その２つの地震がお互いに関係しあい、群発地震がその６９日後の安芸灘地震を誘発している様子が判明している。

図１０において、５により抽出した二次差分の要素時系列周期変動を、８を用いて、上から１４aと１７a、１７aと２０a、２０aと１４a、２３aと２０a、２６aと２０aの振幅と位相比較の実施例を表示している。各行の配列は、図５のLAT、LON、DEP、INT、MAG行と同一にしている。ただし、１４a、１７a、２０a、２３aと２６aの表示に関して、それら各振幅の最大絶対値が１となるように規格化している。各行の縦軸は、相対振幅値のスケールで最大は＋１、最小は−１である。各行の＋−記号は、それぞれ正負の振幅領域を表示している。各横軸にはイベント数を表示している。阪神・淡路大震災と記した長い矢印が、その地震の発生したイベント箇所（ｍ＝783）を示している。更に、振幅位相比較検出ステップ８で検出した地震の静穏的な予兆を、上から4番目のINT行に、４０b、４０c、４０d、４０e、４０f、４０gと記している。これら予兆静穏は、地震要素がDEPの２０aとINTの２３a間における位相の反転と、同時に、MAGの２６aがMAG ＝3.5の大きさの地震活動が多くなる事を示す負の振幅状態を示している。この様な、予兆静穏の後には、図９の２４aに示されるように大きな地震が必ず発生している。ただし予兆４０fの後の地震は、MAGが4.9の地震である。次に１４aと１７a、１７aと２０a、２０aと１４aの振幅と位相関係から判明する地震現象の予兆静穏も含め異なる予兆について、その予兆の発生要因について概略する。

本例で選択した中国地方はユーラシア・プレートとフィリッピン・プレートの境界上に位置する。国土地理院のGPS観測網（GEONET）によれば、この境界では、図２における地震１０eの震央付近を基準点として固定すると、フィリッピンの沈降プレートが略3cm/year程の速度で南東から北西方向に向かって相対移動している。このプレートの相対運動が、図２、図３、図４に見られるように、プレート境界の地殻の柔らかい層から固い層への遷移領域（D-B層）付近に地震発生地帯を作り出している。この地震発生地帯に観測している様に、全ての地震要素に略共通な長い周期（略６０イベント）の振動１４a、１７a、２０a、２３aと２６aを生じさせる何かが、地震発生地帯に存在しているに違いない。地殻の硬い層と固い層から柔らかい層への遷移領域が弾性体と見なせるなら、それら周期で発生している地震が、地殻の歪の増減に伴い生ずるストレス蓄積の増減を繰り返していると考えられる。
従って、もし、大地震が発生しそうであれば、それら繰り返し振動に、なにか異常（予兆）が、地震の前に表れると考えられる。

まず、地震要素のLAT、LON、DEPの振動１４a、１７a、２０aを、図２、図３、図４で示される地理的空間の地震の痕跡と対応付け、予兆が出現する事を示す。地震要素がLAT、LONとDEPの振動のゼロ基準は、(34度N、133,75度E、30ｋｍ)に固定されてあると仮定する。大部分の１４aと１７aは略同位相、そして、それらは共に２０a略逆位相である。従って、中国地方で発生した多くの地震の痕跡は、図２の対角線上の南西から北東方向と、図３、図４の線形なトレンド線１１に沿って振動している。従って、もし、１４aと１７aの振幅値が共に正で２０aが負の場合、地震の痕跡は、浅い北東領域にあることになる。しかし、それら振動には、２つの例外が、地震１０eと１０fに関連して観測される。２つとも、地震の痕跡が南東から北西方向に変えた箇所である。１番目は、１４aと１７aの逆位相、１７aと２０aの同位相、２０aと１４aも同位相への変化で、それらは地震１０eの、略1年前に生じているから、予兆変化である。２番目は、１４aと１７aの逆位相への変化に関しては、地震１０fの発生後に起きているが、１７aと２０a、そして２０aと１４aの同位相への変化で、これらは、地震１０fの発生3ヶ月前に生じているので予兆変化と見なせる。

次に、予兆静穏が、その様な繰り返し振動に現れる異常である事を示す。２３a、２０a振動は、予兆的静穏を除くと略同位相である。この同位相の振動は、２０aの振幅値が大きくなれば（DEPが深くなれば）２３aも大きくなる（INTが長くなる）事を意味する。従って、これら同位相の振動は、震源の深い地震のINTは長くなり、逆に震源の浅い地震のINTは、短くなる傾向にある通常の地震活動を表している。しかし、大地震を起こすような作用が地震発生地帯に働くと、位相が逆転して予兆的静穏、４０b、４０c、４０d、４０e、４０f、４０gが観測される。

更に、振動２６aと２０aも、余震と阪神・淡路大震災数年前のイベント数が500〜700の区間を除けば、略同位相である。この同位相振動は、DEPが深くなれば、MAGも大きくなる方向に向かう通常の地震活動状況を反映している。しかし、図11にも拡大表示されているように、イベント数が５１２（1989年12月）頃始まり、７１９（1993年8月）頃終了した逆位相は、DEPが30kmより浅くなればMAGが3.9より大きくなる。１４aと１７aのおける振動情報より、それら逆位相の振動は、北東領域における地殻の柔らかい層から硬い層への遷移領域（D-B層）に大きなストレスが徐々に蓄積され、臨界状態に到達する過程である事を示唆している。従って、それら振動は、阪神・淡路大震災の予兆である。継続した逆位相の振動数は、ストレス蓄積の量に比例すると見なせるので、その振動数は、MAGを推測する指標にすることができる。

図１１において、選択した中国地方という広い領域内に発生した阪神・淡路大震災を取り上げ、予兆静穏を観測後、如何にして阪神・淡路大震災の発生時刻、震源、MAGの大きさを予知するかを説明する。図１１は、図５と図１０において、イベント数、ｍ、が４８０から８００（1989/06/26から1995/01/17）までの範囲を取り出し重ね合わせて図示したものである。ただし、最下段のMAG行には、予兆静穏を明確に表示するために、振動２６a、２０a、に加え振動２３aを重ね合わせてある。まず、予兆静穏を如何にして検出し、その後地震の発生時刻をイベント数で予知する手法について説明する。

この期間の中国地方の地震現象から、振幅位相比較検出手段８によって予兆静穏を検出すると次のようになる。INT行もしくはMAG行に表示されている２３aが負のピーク付近で（ｍ＝700、1993/03/29）、静穏の原因であるかもしれない作用が地震発生地帯に働き、INTを遅延させ始めている。２３aがゆっくりとその負のピークから基準箇所の２３b（ゼロ）に戻りはじめ、それまで同位相状態にあった２３aと２０aの周期振動の位相が変化する。これが、イベント数（ｍ）が783の時に発生した阪神・淡路大震災から2年ほど遡った中国地方の地震活動に出現した予兆静穏で、その出現箇所は、CIｍ(６０)である４０の第２段階の静穏中にある最初の急な鋭いピークの始まりの箇所（ｍ＝７１０）に相当する。

位相遅れが明確になるのは、1993年10月頃（m = 725 〜 730）である。更に２３aと２０aの位相反転（２３aの谷と２０aの山がm = 745 〜 749にある）が観察されるのは、1994/06/06から1994/09/03（m = 743 〜 757）である。更に、その直後のm = 759 (1994/10/14)が４０のプロファイルに示される第２段階の２番目の鋭い増加４０dに対応している。この位相反転時、要素MAGの振動２６aは、少し変動しているが略負の振幅値を持ち、DEPの２０aと略同位相となっている。ステップ８によって、これら振幅、位相関係を検出し、観測された阪神・淡路大震災の予兆的静穏は、地震のINTが長くなる事を示す正の振幅値の２３aと、地震のDEPは浅くなる事を示す負の振幅値の２０aと、地震活動は静穏状態であるが、略MAG＝3.5の大きさを持った地震の地震活動が活発になる事を示す負の振幅値の２６aである。そして、この予兆静穏は、図９における４０プロファイルの第２段階の予兆静穏を確実に抽出している。このようにして抽出した阪神・淡路大震災の予兆的静穏の推移は、阪神・淡路大震災前に出現した地下水の化学物質の含有量（塩化物の含有量）の予兆変化の推移と非常によく一致する。阪神・淡路大震災直後、在庫ペットボトルのミネラルウォータ中の塩化物含有量を製造年月日順序に解析した論文報告によると、ペットボトルの塩化物の含有量は、1993年9月まで変化が無く安定していた。しかし、約3ヶ月を周期とする振動が1993年11月に始まった。（ステップ８で、最初に明らかな予兆的位相変化の兆候を観測したのは、1993年10月である。）1994年8月の始め、その振動はその周期を変え5ヶ月前に到達した高さのレベルに到達した。それから、そのレベルは新たなピークに到達し、そしてまだ振動し続けた。定常的な塩化物の含有量の上昇が、最終的に確立したのは、1994年の10月か11月である。

予兆静穏を抽出後、予知される阪神・淡路大震災の発生時刻は、CIｍ（６０）プロファイル４０の第３段階で予兆静穏が終了する時点で、それは、振動２３aが略30イベント後に反転する負の振動２３aのピーク付近である。負の振動２３aのピークは、INTが短くなった事を示す。従って、予兆的静穏を確立した正の振動２３aピークがｍ＝７４５にあるので、３０イベントを加え、阪神・淡路大震災の発生時刻(ｍ＝７８８)をイベント数m＝775付近であると予知できる。実際には、２３aの振動周期は、静穏により、ｍ＝７４５に観測される正の振動２３aピーク時とその直前の負のピークから読み取った半周期が、４３イベントと長くなっているので、遅くとも、ｍ＝788に、阪神・淡路大震災が発生すると予知できる。このような予知が出来る時期は、この予兆的静穏を確認できる時点、つまり静穏ピーク検出から少しばかり後のm=756（1994/08/22）で、それは、地震発生の略5ヶ月前である。イベント数を用いた地震発生時刻の予知は、２３aの振動周期が時計の時間ベースの機能を果たすので正確である。

次に、その震源の予知方法について説明する。図１１における、１４aと１７aとが、イベント数ｍ＝４８０−８００の範囲で略同位相、１７aと２０a、２０aと１４aとが共に逆位相であるであることは、大部分の地震の痕跡が、略、図２上で、南西から北東の方向に、そして、２つの大陸プレート間を、図３と図４の線形ライン１１に沿って、地理的な基準点 (34度N、133.75度E、30ｋｍ)の周りを振動している事を示している。しかしながら、予兆静穏の期間（ｍ＝725-760）になると、１４aと１７aの符合は正を保ち、２０aは略負を保つ。このことは、大部分の地震の震源が、地理的な原点から、北東方向の浅い領域(神戸地方)に向かっている。

また、その振動の原点は、ステップ３で20個の移動平均して得られた地震要素時系列変動、１３a、１６a、１９a、の線形成分と共に、神戸方向にゆっくりと移動している。阪神・淡路大震災の発生が予知されるイベント数のｍ＝775から788付近まで、加速度に相当する各二次差分である１４a、１７a、２０aの周期振動において、その振動符号が変化しないので、その１３a、１６a、１９aの移動傾向は変化せず、線形性を保つと仮定し、図１１における各矢印４２a、４２b、４２cを、予知された地震発生の時刻の中間値m＝782まで延長すると、矢印が示すLAT、LON、DEPの読取り値が予知震源の中間値となる。その読み取り値は、北緯34.5度、東経135度、震源の深さが１６ｋｍとなり、阪神・淡路大震災の実際の震源、北緯34.70度、東経135.08度、深さ16.08ｋｍときわめて近い。図１１において、その実際の震源と予知値との誤差は、１２a、１５a、１８aが、阪神・淡路大震災の一つ前の地震から太い線に変わるように表示されているので、太い線の終端と、各矢印４２a、４２b、４２cの先端との差となる。従って、予知震源と実際の震源の誤差が殆ど無いことがわかる。

この地震予知方法を、地震のマグニチュードがCIｍ（ｋ）のプロファイルの大きさや、２０aと２６aの間で阪神・淡路大震災数年前から観測されている位相反転振動の回数にかかわらず、抽出した６つの予兆静穏（４０bから４０gまで）に適用した予知実施例の震源と時刻を全て（LAT、LON、DEP、ｍ）の書式で表示した結果を次にまとめる。なお、予兆静穏４０fと４０g後の地震の震源予知が少し悪いが、おおむね良い。発生時刻に関しては、全て良い。予兆静穏４０g後マグニチュード７.3の地震１０fの震源予知でLAT予知が1.6度南方に、又DEPが30ｋｍとなる理由は、この地震が、水に関連した低周波地震の発生に関連していることが論文報告されている。その様な低周波地震の震源分布は、緯度（LAT）が南下した箇所で深さ３０ｋｍ付近にある事から、震源予知は必ずしも悪いと言えない。

マグニチュード6.0で1985/05/13の地震１０c（33.00度、132.59度、38.08ｋｍ、230）に対し、予兆静穏４０b（ｍ＝１９６に抽出）で予知震源と時刻は(33.6度、133.6度、34km、226−229)。

マグニチュード5.1で1988/07/29の地震（33.68度、132.51度、53.01ｋｍ、428）に対し、予兆静穏４０c（ｍ＝3９６に抽出）で予知震源と時刻は(33.7度、132.7度、46.4ｋｍ、423−426)。

マグニチュード7.2で1995/01/17の阪神・淡路大震災１０d（34.70度、135.08度、16.06ｋｍ、783）に対し、予兆静穏４０d（ｍ＝745に抽出）で予知震源と時刻は(34.5度、135度、16ｋｍ、775−788)。

マグニチュード6.3で1997/06/25の地震１０e（34.48度、131.69度、8.29ｋｍ、1089）に対し、予兆静穏４０c（ｍ＝1066に抽出）で予知震源と時刻は(34度、132.5度、30ｋｍ、1088−1096)。

マグニチュード4.9で1999/03/16の地震（35.31度、135.96度、12.08ｋｍ、1227）に対し、予兆静穏４０c（ｍ＝1204に抽出）で予知震源と時刻は(34.3度、１３３度、35.5km、1226−1234)。

マグニチュード７.3で2000/10/06の地震１０f（35.35度、133.50度、11.26ｋｍ、1350）に対し、予兆静穏４０g（ｍ＝1324に抽出）で予知震源と時刻は(33.7度、133.5度、30ｋｍ、1350−1354)。

本発明に係る地震の予知方法及び装置を示すブロック図である。 中国地方生じたマグニチュードが3.0以上、震源の深さが300ｋｍ以下(浅い)の震央分布を示す図である。 中国地方の震源の緯度−深さ分布を示す図である。 中国地方の震源の経度−深さ分布を示す図である。 地震の震源要素情報から各時系列化ステップにより得た各地震要素の時系列を示す図である。 各地震要素の時系列のスペクトルを示す図である。 二次微分出力ステップの機能と等価なバンドパスフィルターの構成例を示す図である。 バンドパスフィルターの機能を示す図である。 ３段階の予兆静穏と予兆とを示す図である。 相対振幅と位相反転で表現した予兆静穏と予兆とを示す図である。 阪神・淡路大震災の予兆静穏と発生時刻と震源の予知とマグニチュードの推定を示す図である。

符号の説明

１ 地震震源・発震機構情報源
２ 地震要素信号化手段
３ 地震要素の時系列化手段
４ 一次微分出力手段
５ 二次微分出力手段
６ フィルタ出力手段
７ 時間間隔累積検出手段
８ 振幅位相比較検出手段
９ 予知手段

Claims (16)

1. 対象とする領域に発生した地震から所定の地震を抽出し、それら地震の震源情報と発震機構解の情報とから、それら地震情報の各要素を表すパラメータをｃとして、その選択領域の地震現象を、各要素ｃの時系列データで表して観測するために、抽出したｊ番目の地震の各要素ｃに関する地震情報をDｃｊとして数値化する地震要素信号化ステップと、
   前記地震要素信号化ステップにより抽出されたDｃｊを、地震の発生順序ｊ（ｊ＝１、２、３、・・、ｍ、・・）に基づいて、直接、もしくは、所定の選択処理または平滑化処理を施し、Dｃ＝（Dｃ1、Dｃ2、Dｃ3、・・、Dｃｍ、・・）を得る地震要素の時系列化ステップと、
   前記地震要素の時系列ステップで得られたDｃの任意な地震発生順序ｍにおける任意間隔ｎ（ｎ＝１，２，３、・・）の差、DｃmとDｃｍ−ｎとの差に比例する量を一次差分値ΔDｃｍ,ｎとして求める一次微分出力ステップと、
   前記一次微分出力ステップから出力された時系列値ΔDｃｍ,ｎの任意間隔ｋ（ｋ＝１、２、・・）での差、即ちΔDｃｍ,ｎとΔDｃｍ−ｋ,ｎとの差に比例する量を任意な地震発生順序ｍでの二次差分値Δ^２Dｃｍ,ｎ,ｋとして求める二次微分出力ステップと、
   前記二次微分出力ステップで得られた二次差分値Δ^２Dｃｍ,ｎ,ｋの振幅と位相とを異なる要素間で比較検出し、各要素間の振幅関係と位相関係と地震要素の時系列を出力する振幅位相比較検出ステップと、
   を備えた地震の予知方法。
2. 請求項１に記載の地震の予知方法において、
   前記地震の各要素間の振幅位相比較検出ステップにより検出された、各要素間の振幅関係と位相関係と地震要素の時系列とから、地震の発生時刻と震源と地震のマグニチュードを予知するステップを備えてなる地震の予知方法。
3. 請求項１または請求項２に記載の地震の予知方法において、任意な地震の発生個数をa（a＝１、２、・・）とし、前記地震要素信号化ステップと時系列化ステップにより抽出した地震と地震の一つずつ離れた時間間隔を任意な地震発生順序ｍまで、a個累積しCIｍ(a)とする時間間隔累積検出ステップを備えてなる地震の予知方法。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の地震の予知方法において、任意な地震の発生個数をa（a＝１、２、・・）とし、ｍ番目の地震とｍ−a番目の地震発生時刻の差をCIｍ(a)とする時間間隔累積検出ステップを備えてなる地震の予知方法
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかの地震の予知方法において、
   地震要素の時系列化ステップにより得られた地震要素の時系列を地震の各要素ｃ毎にバンドパスフィルターで濾過し任意な地震発生順序ｍでFｃｍを得て前記振幅位相比較検出ステップへ出力するフィルタ出力手段を備えてなる地震の予知装置。
6. 対象とする領域に発生した地震から所定の地震を抽出し、それら地震の震源情報と発震機構解の情報とから、それら地震情報の各要素を表すパラメータをｃとして、その選択領域の地震現象を、各要素ｃの時系列データで表して観測するために、抽出したｊ番目の地震の各要素ｃに関する地震情報をDｃｊとして数値化する地震要素信号化手段と、
   前記地震要素信号化手段により抽出されたDｃｊを、地震の発生順序ｊ（ｊ＝１、２、３、・・、ｍ、・・）に基づいて、直接、もしくは所定の選択化処理または平滑化処理を施し、Dｃ＝（Dｃ1、Dｃ2、Dｃ3、・・、Dｃｍ、・・）を得る地震要素の時系列化手段と、
   前記地震要素の時系列手段で得られたDｃの任意な地震発生順序ｍにおける任意間隔ｎ（ｎ＝１，２，３、・・）の差、DｃmとDｃｍ−ｎとの差に比例する量を一次差分値ΔDｃｍ,ｎとして求める一次微分出力手段と、
   前記一次微分出力手段から出力された時系列値ΔDｃｍ,ｎの任意間隔ｋ（ｋ＝１、２、・・）での差、即ちΔDｃｍ,ｎとΔDｃｍ−ｋ,ｎとの差に比例する量を任意な地震発生順序ｍでの二次差分値Δ^２Dｃｍ,ｎ,ｋとして求める二次微分出力手段と、
   前記二次微分出力ステップで得られた二次差分値Δ^２Dｃｍ,ｎ,ｋの振幅と位相とを異なる要素間で比較検出し、各要素間の振幅関係と位相関係と地震要素の時系列を出力する振幅位相比較検出手段とを備えた地震の予知装置。
7. 請求項６の地震の予知方法において、前記地震の各要素間の振幅位相比較検出手段により検出された、各要素間の振幅関係と位相関係と地震要素の時系列とから、地震の発生時刻と震源と地震のマグニチュードを予知する手段を備えてなる地震の予知装置。
8. 請求項６または請求項７の地震の予知装置において、任意な地震の発生個数をa（a＝１、２、・・）とし、前記地震要素信号化手段と時系列化手段により抽出した地震と地震の一つずつ離れた時間間隔を任意な地震発生順序ｍまで、a個累積しCIｍ(a)とする地震の予知装置。
9. 請求項６ないし請求項８のいずれかの地震の予知装置において、任意な地震の発生個数をa（a＝１、２、・・）とし、ｍ番目の地震とｍ−a番目の地震発生時刻の差をCIｍ(a)とする時間間隔累積検出手段を備えてなる地震の予知装置。
10. 請求項６ないし請求項９のいずれかの地震の予知装置において、
    前記地震要素の時系列化手段により得られた地震要素の時系列を地震の各要素ｃ毎にバンドパスフィルターで濾過し任意な地震発生順序ｍでFｃｍを得て前記請求項１の振幅位相比較検出手段へ出力するフィルタ出力手段を備えてなる地震の予知装置。
11. 対象とする領域に発生した地震から所定の地震を抽出し、それら地震の震源情報と発震機構解の情報とから、それら地震情報の各要素を表すパラメータをｃとして、その選択領域の地震現象を、各要素ｃの時系列データで表して観測するために、抽出したｊ番目の地震の各要素ｃに関する地震情報をDｃｊとして数値化する地震要素信号化ステップと、
    前記地震要素信号化ステップにより抽出されたDｃｊを、地震の発生順序ｊ（ｊ＝１、２、３、・・、ｍ、・・）に基づいて、直接、もしくは所定の選択処理または平滑処理を施し、Dｃ＝（Dｃ1、Dｃ2、Dｃ3、・・、Dｃｍ、・・）を得る地震要素の時系列化ステップと、
    前記地震要素の時系列ステップで得られたDｃの任意な地震発生順序ｍにおける任意間隔ｎ（ｎ＝１，２，３、・・）の差、DｃmとDｃｍ−ｎとの差に比例する量を一次差分値ΔDｃｍ,ｎとして求める一次微分出力ステップと、
    前記一次微分出力ステップから出力された時系列値ΔDｃｍ,ｎの任意間隔ｋ（ｋ＝１、２、・・）での差、即ちΔDｃｍ,ｎとΔDｃｍ−ｋ,ｎとの差に比例する量を任意な地震発生順序ｍでの二次差分値Δ^２Dｃｍ,ｎ,ｋとして求める二次微分出力ステップと、
    前記二次微分出力ステップで得られた二次差分値Δ^２Dｃｍ,ｎ,ｋの振幅と位相とを異なる要素間で比較検出し、各要素間の振幅関係と位相関係と地震要素の時系列を出力する振幅位相比較検出ステップとを備えた地震の予知プログラム。
12. 請求項１１の地震の予知プログラムにおいて、
    前記地震の各要素間の振幅位相比較検出ステップにより検出された、各要素間の振幅関係と位相関係と地震要素の時系列とから、地震の発生時刻と震源と地震のマグニチュードを予知するステップを備えてなる地震の予知プログラム。
13. 請求項１１または請求項１２に記載の地震の予知プログラムにおいて、任意な地震の発生個数をa（a＝１、２、・・）とし、前記地震要素信号化ステップと時系列化ステップにより抽出した地震と地震の一つずつ離れた時間間隔を任意な地震発生順序ｍまで、a個累積しCIｍ(a)とする時間間隔累積検出ステップと
    を備えてなる地震の予知プログラム。
14. 請求項１１ないし請求項１３のいずれかに記載の地震の予知プログラムにおいて、任意な地震の発生個数をa（a＝１、２、・・）とし、ｍ番目の地震とｍ−a番目の地震発生時刻の差をCIｍ(a)とする時間間隔累積検出ステップと
    を備えてなる地震の予知プログラム。
15. 請求項１１又は請求項１４の地震の予知プログラムにおいて、
    地震要素の時系列化ステップにより得られた地震要素の時系列を地震の各要素ｃ毎にバンドパスフィルターで濾過し任意な地震発生順序ｍでFｃｍを得て前記振幅位相比較検出ステップへ出力するフィルタ出力手段を備えてなる地震の予知プログラム。
16. 請求項１１ないし請求項１５に記載の地震の予知プログラムを記録した記録媒体。

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