日本7.3级地震RED-ACT评估结果与实际震害及日美评估结果对比 / 开普饭

致谢和声明：

感谢日本气象厅和K-NET为本研究提供数据支持。感谢日本埼玉大学党纪老师和东京大学苏迪老师为我们课题组提供了日本方面最新的震害调研数据。

一、地震情况简介

2021年2月13日22时08分在日本福岛县东部海域发生7.1级地震，震源深度60千米，后更正为7.3级，震源深度55千米。地震发生后，RED-ACT系统很快给出了破坏力评估报告（详见RED-ACT: 2月13日日本福岛县7.1级地震破坏力分析），如图1所示。

图1 地震后RED-ACT发布的破坏力分析报告

二、实际建筑震害情况

根据日本消防厅2月17日9:00（UTC+9）发布的第11次报告[1]（后文简称《调查报告》），本次地震共造成1945栋住宅发生“一部破损”，52栋住宅发生“半坏”或“全坏”。图2所示为当地建筑典型震害情况[2,3]。

图2 当地建筑典型震害情况[2,3]

地震后约1小时，RED-ACT系统给出的震害评估结果如图3所示，主要破坏状态为轻度破坏，部分台站达到中度破坏，个别台站出现极小比例的重度以上破坏。由于福岛地区曾在2011年经历过311东日本大地震，很多抗震性能不佳的建筑当时就已经遭到了破坏或进行了加固修复，所以本次地震发生中度和轻度破坏的建筑数量总体上少于RED-ACT系统基于日本全国平均水平的预测结果。因此，获取更为合理的建筑基础数据是准确震害预测的关键，也将是我们后面研究的重点。

图3 RED-ACT系统的震害预测结果

震后，日本防灾研究所和美国USGS也在短时间内发布了各自的震害预测结果。日本防灾研究所的NIED-CRS给出的建筑物破坏分布如图4所示[4]，认为大片区域（市、町、村）将出现50~500栋建筑物的毁坏（日语“全坏”），少数区域（市、町、村）将出现1000~5000栋建筑物的毁坏（日语“全坏”）。相比本文截稿为止的实际调查损坏情况，以烈度（日语为震度）为基本参数的NIED-CRS系统显著高估了本次地震造成的建筑破坏数量和程度。京都大学的境有纪教授指出，现在使用的烈度（日语为震度）是以较易被人体感知的周期(在0.1到1秒之间)的震动为基准的，而较易造成建筑物损伤的却是1到2秒周期的震动[5]。对于高频振动较为卓越的地震动，基于烈度指标的震害预测模型会偏于高估损伤规模。而RED-ACT采用城市抗震弹塑性分析方法，可以全面考虑地震动的振幅、频谱、持时以及建筑物的动力和强度特性，因此对建筑最大破坏程度的预测优于NIED-CRS系统的预测结果。

图4 日本防灾研究所给出的各行政区建筑破坏估算

美国USGS的PAGER系统给出的灾害预警如图5所示[6]，总体预警为橙色（全国范围的响应和影响）。其中，人员遇难预警为黄色，认为本次地震有49%的可能性造成1~100人遇难。《调查报告》给出的遇难人数为0，受伤人数为173，也显著小于PAGER的估计。

图5 美国PAGER系统给出的震害估计

三、地震滑坡情况比较

《调查报告》指出，地震在当地引发了两处滑坡，现场照片如图6所示[7,8]。

图6 实际滑坡情况

RED-ACT系统对重点区域的分析结果如图7所示，可见该区域附近存在发生滑坡的高风险区（坡度高于滑坡临界坡度处），其中红框内为滑坡实际发生地点（相马市常磐高速公路）。可见RED-ACT系统有助于判断滑坡高风险区。而PAGER分析结果表明该区域发生滑坡的概率非常低(图8)。

图7 RED-ACT系统的滑坡预测结果

图8 PAGER系统对本次日本地震滑坡的分析结果

日本福岛县7.1级地震RED-ACT完整分析报告链接：

https://mp.weixin.qq.com/s/Yi9ZrQh4Y-Z-Ot_th_rr5w

参考文献

[1] 消防庁災害対策本部. 福島県沖を震源とする地震による被害及び消防機関等の対応状況（第11報）

[2] 井上和真, 王欣. 2021年2月福島県沖の地震における被害調査の速報. 链接：

https://committees.jsce.or.jp/eec205/system/files/2021年福島県沖の地震調査報告_0.pdf

[3] 木村駿，日経クロステック／日経アーキテクチュア，链接：https://xtech.nikkei.com/atcl/nxt/column/18/01567/00009/?n_cid=nbpnxt_mled_km

[4] 防災科学技術研究所. 令和３年福島県沖を震源とする地震クライシスレスポンスサイト. 链接：

http://crs.bosai.go.jp/DynamicCRS/index.html?appid=e27a37203d3f42c4846c7d2122ed3725

[5] 境有紀HP: http://sakaiy.main.jp/200806.htm

[6] USGS. M 7.1 - 72 km ENE of Namie, Japan. 链接：

https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/at00qoh0l1/pager?source=us&code=us6000dher

[7] The New York Times. Powerful Quake Hits Japan, Evoking a Worrisome Memory. 链接：

https://www.nytimes.com/2021/02/13/world/asia/earthquake-japan-fukushima.html

[8] NHK. 地震福島二本松市のサーキット場で土砂崩れけが人なし. 链接：https://www3.nhk.or.jp/news/html/20210214/k10012866061000.html

本文作者

费一凡

陈星雨

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