국내외 판내부 지진기록을 사용한 계기진도와 수정 메르칼리 진도계급간의 상관관계 분석

Abstract

이 논문에서는 한국 및 한반도 지진환경과 유사한 해외 판 내부 지진기록을 이용하여 한반도 지역에 적합한 진도 예측 식을 제안하였다. 지진피해를 예측하는 대표적 계기진도들과 그에 대응하는 거시진도와의 상관관계를 구하여 실제 거시진도와 가장 높은 상관관계를 가진 계기진도를 구하고, 지진피해와 물리적 상관관계가 높은 규모 및 지진동 지속시간 항을 추가하여 회귀분석을 진행하였다. PGA와 Housner spectral intensity를 계산할 때 2축 수평방향 성분 모두를 고려할 수 있는 기하평균 응답스펙트럼(GMRotI50)을 사용하였으며, 지속시간의 경우도 수평지반운동의 직교 2축 방향 성분을 Vector summation 한 방향으로 지속시간을 정의하였다. 회귀분석을 진행할 때 Multiple linear regression을 하였다, 이때 구조적 피해가 발생하는 진도부터 기울기가 상당히 변화한다는 사실을 확인하였다. 그러므로 변화가 발생하는 진도부분에 가중치를 주고 Segmented multiple linear regression을 함으로써 낮은 진도와 높은 진도의 각 특성을 보완해주었다.

제안된 식들을 사용하여 한반도에서 발생한 규모 5.8의 경주지진(2016.09.12.)과 규모 5.4의 포항지진(2017.11.15.)의 진도를 계산한 후 기존의 개발된 한국식과 비교하여 성능을 검증하였다. 이때 거시진도평가가 상대적으로 관측자의 주관적 입장을 내포하고 있기 때문에 진도평가 오차범위가 큰 것을 고려하였을 떼 이 연구에서 제안한식이 기존식보다 오차범위 내에서 상당히 높은 확률로 예측한 것을 확인하였다.