PAGERモデルと被害想定

人道被害想定、GMPE減衰式、USGS PAGER

地震の影響を評価するための科学的枠組み:Esteva/ShakeMap GMPE震度減衰式、MMI V〜VIIIの揺れ半径、建物の構造脆弱性クラス、対数正規分布による死傷者推定。

1. 地表震動減衰式:Esteva & ShakeMap GMPE

地震の規模(マグニチュード)と震源深さから計装MMI震度を算出

地表最大加速度・震度減衰式 (GMPE):

ここで M はモーメントマグニチュード Mw、R は震央距離 (km)、h は震源深さ (km、最小3.0kmに制限)。修正メルカリ震度階級(MMI V, VI, VII, VIII)の物理的到達半径を算出します。

MMI V

MMI V — 中程度の揺れ

ほぼすべての人が感じる。眠っている人が目を覚ます。ぶら下がった物が揺れる。構造的被害はほぼ皆無。

PGA ~ 3.9–9.2 %g
MMI VI

MMI VI — 強い揺れ

すべての人が感じる。多くの人が恐怖を感じて屋外へ逃げ出す。壁の漆喰にひびが入り、家具が倒れる。

PGA ~ 9.2–18 %g
MMI VII

MMI VII — 非常に強い揺れ

耐震性の低い建物や無補強組積造で深刻な被害。耐震設計された良質な建物では軽微〜中程度の被害。

PGA ~ 18–34 %g
MMI VIII

MMI VIII — 壊滅的な揺れ

一般建築物で重大な破壊や部分崩壊。重い組積造壁、煙突、塔が倒壊する。

PGA ~ 34–65 %g

2. Uber H3 Res 4グリッドによる世界人口密度

居住人口の集計と耐震・非耐震建物の構造的脆弱性マッピング

低脆弱性(耐震構造)

現代の耐震鉄筋コンクリート造、鉄骨造、免震・制震構造(日本、チリ、米国西海岸、NZ現代建築)。

Resistant Modern Building Code

中程度の脆弱性

一般的な都市建築:組積造インフィル壁を備えたRCフレーム、中期のレンガ造集合住宅。

Semi-Reinforced Mixed Masonry

高脆弱性(非耐震構造)

梁補強のない無補強レンガ造、日干しレンガ(アドベ)、石造組積建築(倒壊リスク大)。

Unreinforced Adobe / Heavy Masonry

3. 対数正規累積死傷率関数の定式化

予想される負傷者および死者数を計算するPAGER経験的累積モデル

対数正規累積死亡率関数:

ここで Φ は標準正規分布の累積分布関数、θ は建築クラスごとの中央値震度(高脆弱性の9.4から耐震建築の14.5まで)、β = 0.15 は対数正規分散パラメータ。

4. USGS PAGER人道災害スケール

国際緊急支援組織や市民防衛組織のための4段階の標準カラー分類

グリーン警戒 (Green Alert)

人道被害は軽微。推定死者数:0名。国際的な緊急支援は不要。

Fatalities: 0

イエロー警戒 (Yellow Alert)

局所的な死傷者および建物損壊(死者1〜99名)。地域の防災機関による対応。

Fatalities: 1 – 99

オレンジ警戒 (Orange Alert)

多数の死傷者(死者100〜999名)および広範囲のインフラ損壊。国家規模の緊急災害対応。

Fatalities: 100 – 999

レッド警戒 (Red Alert)

壊滅的な死傷者と都市の広範囲な壊滅(死者1,000名以上)。国連および国際緊急援助隊の動員が必要。

Fatalities: 1,000+

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地震の影響を評価するための科学的枠組み:Esteva/ShakeMap GMPE震度減衰式、MMI V〜VIIIの揺れ半径、建物の構造脆弱性クラス、対数正規分布による死傷者推定。