2025-06-07 16:59:39 JST
Online Calculation:気象庁強震観測データの分析
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加速度データグラフ
基本統計量
NS成分
最大加速度(北): -
発生時刻(北): - s
最大加速度(南): -
発生時刻(南): - s
平均加速度: -
RMS加速度: -
EW成分
最大加速度(東): -
発生時刻(東): - s
最大加速度(西): -
発生時刻(西): - s
平均加速度: -
RMS加速度: -
UD成分
最大加速度(上): -
発生時刻(上): - s
最大加速度(下): -
発生時刻(下): - s
平均加速度: -
RMS加速度: -
水平2成分合成 (NS + EW)
最大加速度 : -
発生時刻 : - s
フーリエスペクトル解析
NS 成分
振幅スペクトル
卓越周波数 (振幅): - Hz
卓越周期 (振幅): - s
パワースペクトル
卓越周波数 (パワー): - Hz
卓越周期 (パワー): - s
EW 成分
振幅スペクトル
卓越周波数 (振幅): - Hz
卓越周期 (振幅): - s
パワースペクトル
卓越周波数 (パワー): - Hz
卓越周期 (パワー): - s
UD 成分
振幅スペクトル
卓越周波数 (振幅): - Hz
卓越周期 (振幅): - s
パワースペクトル
卓越周波数 (パワー): - Hz
卓越周期 (パワー): - s
継続時間とエネルギー
NS成分
Arias Intensity: - cm/s
有意継続時間 (5-95%): - s
ブラケット継続時間:
閾値 5 gal: - s
閾値 10 gal: - s
閾値 50 gal: - s
EW成分
Arias Intensity: - cm/s
有意継続時間 (5-95%): - s
ブラケット継続時間:
閾値 5 gal: - s
閾値 10 gal: - s
閾値 50 gal: - s
UD成分
Arias Intensity: - cm/s
有意継続時間 (5-95%): - s
ブラケット継続時間:
閾値 5 gal: - s
閾値 10 gal: - s
閾値 50 gal: - s
分析方法について
1. 基本統計量の平均加速度
各成分(NS, EW, UD)の加速度データの全時刻歴データ点の算術平均を計算します。
数式: Mean = (1/N) * Σ a(i)
(ここで N はデータ点数、a(i) はi番目の加速度値)
通常、ベースライン補正が適切に行われていれば0に近い値になります。
2. 基本統計量のRMS加速度
各成分の加速度データの二乗平均平方根(Root Mean Square)を計算します。これは、揺れのエネルギーに関連する指標の一つです。
数式: RMS = sqrt((1/N) * Σ a(i)^2)
(ここで N はデータ点数、a(i) はi番目の加速度値)
3. 水平2成分合成の最大加速度
各時刻におけるNS成分とEW成分の加速度ベクトルを合成し、その絶対値の最大値を求めます。
数式: Horizontal PGA = max( sqrt(NS(t)^2 + EW(t)^2) )
(ここで t は各時刻)
これは、水平方向の揺れの最大の大きさを表します。
4. フーリエ変換の振幅スペクトル
加速度時刻歴データに対して高速フーリエ変換(FFT)を行い、各周波数成分の振幅を求めます。 FFTの結果は複素数で得られるため、各周波数における複素数の絶対値(マグニチュード)を計算します。 実数入力のFFT結果は対称性を持つため、0Hzからナイキスト周波数(サンプリング周波数の半分)までの片側スペクトルを表示します。 振幅は、FFTのポイント数(NFFT)で正規化されます。0Hz成分(DC成分)とナイキスト周波数成分はNFFTで割り、それ以外の周波数成分はNFFTで割った後に2倍します。
5. フーリエ変換のパワースペクトル
パワースペクトルは、振幅スペクトルの各値を2乗することで得られます。これは、各周波数成分が持つエネルギーの密度を表します。
数式: Power(f) = Amplitude(f)^2
6. 継続時間とエネルギーのArias Intensity
Arias Intensity (アリアス強度) は、地震動が持つ総エネルギーに関連する指標です。加速度の2乗を時刻歴全体で積分し、特定の係数を乗じて求めます。
単位がガル (cm/s/s) の場合、以下の式で計算されます(結果の単位は cm/s)。
数式: I_A = (π / (2 * g)) * ∫ a(t)^2 dt
(ここで g は重力加速度 約980.665 cm/s2、a(t) は加速度時刻歴)
積分は、離散データの場合、Σ (a(i)^2 * Δt)
で近似されます(Δtはサンプリング間隔)。
7. 継続時間とエネルギーの有意継続時間
有意継続時間は、地震動のエネルギーが主に放出された時間を示します。 ここでは、Arias Intensityの累積値(係数 π/(2g) を乗じる前の加速度2乗積分値)が、全体の5%に達した時刻から95%に達した時刻までの時間差として定義しています。
8. ブラケット継続時間
ブラケット継続時間は、加速度の絶対値が特定の閾値(ここでは5ガル, 10ガル, 50ガル)を超えている間の時間です。 このアプリケーションでは、加速度の絶対値が初めて閾値を超えた時刻から、最後に閾値を超えていた時刻までの時間差として算出しています。
- 気象庁が https://www.data.jma.go.jp/eqev/data/kyoshin/jishin/index.html にて公開しております、強震観測データ(csvファイル)を各種分析するオンラインツールです。
- 加速度データのフォーマットは https://www.data.jma.go.jp/eqev/data/kyoshin/jishin/format.html に従っている必要があります。
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