2011年东北地方太平洋近海地震的强震动记录

功刀卓

（日本防灾科学技术研究所）

2011年东北地方太平洋近海地震的强震动记录

功刀卓

（日本防灾科学技术研究所）

引言

2011年3月11日14时46分发生的东北地方太平洋近海地震，是日本观测史上记录到的最大（震级为M9.0）的海沟型特大地震。地震时，宫城县栗原市观测到的烈度为7度，而烈度为6度强的区域包括宫城县、福岛县、茨城县、枥木县的4县37个市町村。在长达500 km的断层延伸运动中，因海啸、地震动、地基液化、滑坡等造成的灾害，使16 079人死亡，3 499人失踪，120 248栋房屋全毁，189 778栋半毁，616 055栋部分毁坏，10 971栋地板上浸水，13 677栋地板下浸水[16]。这是一次仅次于关东大地震（1923年），可与明治三陆地震（1897年）匹敌的特大地震。纵观全球，从1952年的堪察加地震（MW9.0）到这次地震约60年间，仅发生过5次超过9级的特大地震。这次地震是在近代观测史上，第一次获得详细强震记录的特大地震。本文将简要介绍主要由防灾科学技术研究所使用的强震观测网（KNET，KiK－net）观测到的强震动情况。

1 地震简况

2011年东北地方太平洋近海地震以牡鹿半岛东南东约130 km（38.1°N，142.9°E，深24 km，气象厅发布）的三陆近海为震源区（破裂起始点）。地震后气象厅立即发布的震级是M 7.9，但最终修订为M 9.0。地震机制为缓角逆断层，且多数余震都发生在向日本海沟俯冲的太平洋板块上面。所以，这次地震被称为在太平洋板块和北美板块边界发生的海沟型地震。通过对K－NET及KiK－net获得的强震记录进行震源过程反演，其解析结果表明，断层破裂涉及从岩手县至茨城县间400 km的广大区域，在150 s内断层面破裂。关于地震简况和震源过程的解析，可参见本研究报告的系列报告。

2 观测到的强震动特征

图1 强震动观测网（△K－NET，□KiK－net）观测到的地表峰值加速度（PGA）的分布

这次地震之后，防灾科学技术研究所公布了在全国布设的K－NET 698个和Ki K－net 525个总计1 223个观测点的强震记录（2011年12月4日）。这次公布的观测点数是K－NET及KiK－net自应用以来最多的。图1给出的是观测到强震记录的峰值加速度（PGA）的分布。观测到的最大加速度（三分量合成值）是在K－NET筑馆（MY004）观测到的29.33 m／s2。这次地震中观测到烈度7的宫城县栗原市筑馆的烈度观测点就是这个K－NET筑馆观测点。还有，KiK－net芳贺（TCEH16）虽然不是烈度观测点，但根据强震记录计算出的测震烈度相当于7度。距震源（破裂起始点）最近的观测点是K－NET牡鹿（MYG011），震中距约为121 km，其强震记录如图2所示。在这次地震中，从北海道至九州的大范围内获得了强震记录，在岩手县至千叶县之间的多达20个观测点，记录到了超过1g（9.8 m／s2）的加速度。记录到烈度6强的区域涉及宫城县、福岛县、茨城县、枥木县之间约300 km的范围。图3为大体与南北一致的强震记录的群表示。可以看出有多个波群传播的情况，表明这次地震的震源过程是复杂的。在关东平原，人们担心特大地震产生的长周期地震动，会给具有数秒左右固有周期的长大构筑物造成灾害。在这次地震中也伴有石油罐晃动等灾害[17]，但与超大地震规模相比，这次地震发生的长周期地震动是小的[18]。图4给出的是在KNET新宿（TKY007）观测到的长周期地震动（加速度记录变换为速度记录）。

图2 K－NET牡鹿（MYG011）的加速度记录

3 结束语

图3 强震记录的群表示（东西向）

图4 K－NET新宿（TKY007）观测到的长周期地震动（地动速度）

本报告中关于2011年东北地方太平洋近海地震的强震动情况，是根据K－NET及KiK－net观测到的强震记录进行概述的。由于大地震的发生是少见的，所以，作为进行强震动研究所必备的强震记录的收集原本也是很困难的。于是，我们接受日本阪神淡路大震灾（1995年）的教训，建设完善了全国范围的观测网K－NET及KiK－net，积累强震记录。自有地震仪器观测以来，即便是在全球范围内，发生的超大地震也只有几次。这次地震是地震观测史上，第一次通过现代观测网获得了详细的强震记录。在K－NET及KiK－net中，虽然多个观测设施和数据中心受灾，海啸使观测设施遭受破坏，导致部分数据丢失，但主震最终的数据回收率还是超过了99%。我们认为，在防灾研究所以外的其他观测网也是同样的情况。希望这些记录能在今后为加强地震及海啸防灾研究方面发挥巨大作用。

（本文原图均为彩图）

摘译自：日本地震学会ニュースレター.2011，23（5）：33－36

原题：研究報告：2011年東北地方太平洋沖地震 第4回 内陸への影響，強震動

（北京市地震局 彭岩 译；卢振恒 校）

（译者电子信箱，彭岩：pybj1201＠yahoo.com.cn）

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P315.3；

A；

10.3969／j.issn.0235－4975.2012.11.003