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문제 정의
- 본 연구에서는 MMI Ⅳ 이하의 기존 자료와 경주 및 포항지진으로 확보된 MMI Ⅴ이상의 지진자료를 통합적으로 이용하여, 향후 국내에서 발생할 수 있는 중규모 이상의 지진 발생시에 계측진도 추정에 활용할 수 있는 진도 추정식을 개발하고자 하였다. 이러한 연구수행시 유념할 사항은 MMIⅤ이상의 진도구역을 상세하고도 신뢰성 있게 평가해야 한다는 것이다.
- 본 연구에서는 경주지진 및 포항지진 등의 중규모 지진에 적용할 수 있는 계측진도 추정식을 3가지 종류의 지진동 파라미터(PGA, PGV, BSPGA(Bracketed Summation of PGA per second for 30 seconds))에 대해 제시하였다. 이를 위해 먼저 해당 지진에 대한 MMI Ⅴ구역과 MMI Ⅵ구역에 해당되는 경계 진앙거리를 도출하기 위해, 기상청의 진앙지 인근 상세 진도추정 결과와 USGS의 DYFI(Did You Feel It?) 진도를 동시에 이용하여 진앙거리별 진도 평균값을 얻었다.
- 본 연구에서는 선행연구[4]에서 검토 하였던 다양한 지진동 파라미터 중 PGA, PGV 등의 PGM(Peak Ground Motion) 및 BSPGA에 대해서만 중규모 지진파형자료를 이용한 계측진도 추정식을 재평가하였다. BSPGA는관련 연구[4]에서 진도추정과 관련된 오차 및 선형 상관성이 가장 높은 지진동 파라미터로 평가되었으며, PGM은 미국 USGS의 Shakemap[15] 및 세계적으로 여러국가에서 계측진도 평가에 가장 많이 사용되는 지진동 파라미터이다.
가설 설정
- 이러한 계측진도 상호간에 거리별로 차이를 나타내는 현상을 설명하기 위해 Fig. 9와 같이 개념적인 지진파 전달 경로 모델을 가정하였으며, 제시된 모델의 주요 특징은1) 모호면 상부 지각에 또 다른 강한 반사면인 Conrad 면[17]의 존재 및2) 깊이 증가에 따른 Q(Quality factor) 값의 증가모델[18]을 가정하는 것이다. Fig.
- )가 관찰되었으며, 계측진도의 차이가 발생하는 진앙거리 범위가 두 개의 지진에 대해 서로 다르게 나타났다. 포항지진의 경우, 경주지진 보다 근거리에서 계측진도의 차이를 나타내는 이유를 설명할 수 있는 개념적인 지진파 전달 경로 모델을 가정하여 보았다. 이 가정에 따르면 낮은 심도에서 발생한 포항지진의 경우 지각 천부(17 km)에 존재하는 Conrad 면이 주요 반사면으로 작용한 반면, 깊은 심도에서 발생한 경주지진의 경우는 보다 심부의 모호면(32 km)이 주요 반사면으로 작용하였기 때문으로 추정된다.
제안 방법
- 2017년 포항지진 및 2016년 경주지진에 대해 신뢰성 있는 거리별 진도분포를 계산하기 위해, 기상청의 상세 진도평가 결과와 USGS의 광역 진도평가 결과를 통합한 후 로그 거리별로 진도의 평균을 계산하였다(이하 거리별 ‘비교기준 진도(Reference MMI)’).
- 도출된 거리-진도 감쇠 경향은 경주지진과 포항지진이 매우 상이하였다. MMI Ⅴ및 Ⅵ구역에 위치한 지진관측자료를 이용하여 3개의 지진동 파라미터를 도출하였으며, 이 결과와 기존 연구[4]의 MMI Ⅰ~Ⅳ 범위의 지진동 파라미터 평균값을 동시에 이용하여 선형 적합식을 제시하였다. 제시된 선형식을 이용하여 경주 및 포항지진에 대한 진도를 재평가한 결과, 경주지진의 경우 진도 감쇠 형상을 잘 나타내었으나, 포항지진의 경우에는 100 km 이상에서 기상청의 보고된 거리-진도 값(Fig.
- 계측진도 평가 결과 간의 보다 세부적인 비교를 위해 Fig. 8처럼 Fig. 7의 BSPGA, PGA, PGV에 대한 계측진도와 Fig. 1의 비교기준 진도값의 평균값(Ref. MMI) 차이를 거리별로 도시하였다.
- 본 연구에서 제시한 중규모 지진에 대한 계측진도 추정식이 대규모 지진 발생시에도 적용이 가능한 지에 대한 검토를 위해 국외에서 제시된 PGM(PGA 혹은 PGV) 관계식과의 비교검토를 수행하였다(Fig. 10 참조). 비교 대상 PGM 관계식으로는 다양한 지진활동성 특성을 갖는 미국 서부, 중부, 동부 관계식 등이 활용되었다.
- 본 연구에서는 ‘2.1’에서 논의된 경주 및 포항지진에 대한 거리별 진도평가 결과로부터 도출된 MMI Ⅴ와 MMI Ⅵ의 진도구역에 속한 지진관측자료와, 기존 연구에서 활용하였던 MMI Ⅳ 이하의 진도구역에 대한 지진관측자료를 통합적으로 활용하여(Fig. 3 참조) 이전 연구[1, 2, 4]에서 검토하였던 다양한 지진동 파라미터를 이용한 진도추정식을 재평가하였다.
- 본 연구에서는 Fig. 1에서 도출된 거리별 진도감쇠형태를 기반으로 MMI Ⅴ에 대해서는 MMI=4.5~5.5의 범위에 대한 거리 경계기준을 설정하고, MMI Ⅵ에 대해서는 MMI=5.5 이상이 거리를 경계기준으로 설정한 후 해당 거리범위에 속하는 지진관측자료를 이용하여 파형의 지진동 파라미터를 도출하고 기존에 평가된 MMI Ⅳ 이하의 진도별 지진동 파라미터 자료[4]를 동시에 이용하여 지진동 파라미터별 진도추정식을 개발하였다. 지진동 파라미터는 원자료(지반가속도파형)에 대해 부지보정필터를 적용한 후 얻어진 파형자료를 이용하여 계산하였다.
- 해당 관측자료는 이전 연구와 동일하게 부지특성이 보정되었으며[4], 보정된 관측 파형으로부터 지진동 파라미터를 도출하고, 이전 연구로부터 축적된 지진동 파라미터-진도 자료를 함께 이용하여 특정 지진동 파라미터에 대한 진도 추정식을 재평가하였다. 아울러 재평가된 추정식을 이용하여 경주 및 포항지진에 대한 계측진도의 특징을 검토 및 해석해 보았으며, 해당 식이 강진에 따른 피해 진도평가시에도 활용될 수 있는 지도 살펴보았다.
- 또한 관련된 후속 연구[4]에서는 선행 연구 이후의 2011~2015년 기간 중 발간된 기상청 지진연보[5] 및 지진관측자료를 기반으로 대부분 MMI Ⅳ(4)이하인 등진도구역별 지진관측자료를 추가로 수집(15개 지진, 569개 기록)하고 기존 연구와 동일한 분석을 수행하였다. 이 연구에서는 기존 진도자료와 신규 진도자료를 통합한 후 기존과 동일하게 8가지의 지진동 파라미터에 대한 진도추정의 오차 분석 및 관련된 선형식을 제시하였다. 이 후속연구에 따르면, 선행 연구에서 진도 추정시 최적의 지진동 파라미터로 평가된 BSPGA는 지진자료를 새로이 추가하더라도 가장 낮은 RMS(Root Mean Square) 진도추정 오차(RMS=0.
- MKL_class4는 경주지진 발생시 인접한 지질자원연구원 관측소의 자료를 Class D 부지특성[3] 자료로 변환한 파형 자료에 대한 지진동 파라미터 값이다. 이러한 관측값 들은 PGV-MMI 추정식은 단일식, PGA-MMI 추정식은 이중 기울기 식이 보다 적합함을 정성적으로 뒷받침할 수 있는 근거 자료를 제시한다.
- 경주 및 포항지진에 대한 지진관측자료를 진도평가에 활용하기 위해서는 선행 연구와 동일하게 관측자료의 부지특성을 사전에 보정해 주어야 한다. 이를 위해 관련 연구[4]에서 개발된 관측소별 부지보정필터를 관측된 파형에 적용하여 동일한 부지특성에 대한 관측 파형으로 변환시켰다. Fig.
- 본 연구에서는 경주지진 및 포항지진 등의 중규모 지진에 적용할 수 있는 계측진도 추정식을 3가지 종류의 지진동 파라미터(PGA, PGV, BSPGA(Bracketed Summation of PGA per second for 30 seconds))에 대해 제시하였다. 이를 위해 먼저 해당 지진에 대한 MMI Ⅴ구역과 MMI Ⅵ구역에 해당되는 경계 진앙거리를 도출하기 위해, 기상청의 진앙지 인근 상세 진도추정 결과와 USGS의 DYFI(Did You Feel It?) 진도를 동시에 이용하여 진앙거리별 진도 평균값을 얻었다. 도출된 거리-진도 감쇠 경향은 경주지진과 포항지진이 매우 상이하였다.
- 5 이상이 거리를 경계기준으로 설정한 후 해당 거리범위에 속하는 지진관측자료를 이용하여 파형의 지진동 파라미터를 도출하고 기존에 평가된 MMI Ⅳ 이하의 진도별 지진동 파라미터 자료[4]를 동시에 이용하여 지진동 파라미터별 진도추정식을 개발하였다. 지진동 파라미터는 원자료(지반가속도파형)에 대해 부지보정필터를 적용한 후 얻어진 파형자료를 이용하여 계산하였다. 부지보정필터는 다양한 관측환경에서 계측된 지진자료를 동일한 가상의 기반암([3]의 Class D)으로 변환하기 위해 사용되었다.
- 본 연구에서는 경주 및 포항지진에 대한 진앙거리별 진도를 평가한 후 MMI Ⅴ와 MMI Ⅵ 이상에 해당되는 진앙거리를 도출한 후, 이를 기준으로 해당 진도의 거리범위를 갖는 관측자료를 수집하였다. 해당 관측자료는 이전 연구와 동일하게 부지특성이 보정되었으며[4], 보정된 관측 파형으로부터 지진동 파라미터를 도출하고, 이전 연구로부터 축적된 지진동 파라미터-진도 자료를 함께 이용하여 특정 지진동 파라미터에 대한 진도 추정식을 재평가하였다. 아울러 재평가된 추정식을 이용하여 경주 및 포항지진에 대한 계측진도의 특징을 검토 및 해석해 보았으며, 해당 식이 강진에 따른 피해 진도평가시에도 활용될 수 있는 지도 살펴보았다.
- 관련된 선행 연구[1, 2]에서는 기상청 지진연보를 기반으로 1999~2010년 기간 중 관측된 자료(65개 지진, 645개 기록)를 이용하여 계측진도 추정에 활용될 수 있는 여러 종류의 지진동 파라미터로부터 계측진도를 추정하고, 이를 기상청 지진연보에서 보고된 지진진도와 비교한 바 있다. 해당 연구에서는 관측된 자료를 동일한 부지특성을 갖는 자료로 변환하기 위해, Class D 관측소[3]의 부지증폭특성을 갖도록 스펙트럼 크기를 보정하였으며, 관측자료의 파형위상정보는 동일하게 사용하였다. 이때 계측 진도 추정을 위해 검토한 지진동 파라미터로는 Arias Intensity (gal·sec), PGA(gal), JMA(Japanese Meteorological Agency)의 A0(gal), Housner SI(Spectral Intensity, cm), FASMMI(Fourier Amplitude Spectra MMI), PGV(kine), BSPGA(Bracketed Summation of PGA per second, gal․ sec), CAV(Cumulative Absolute Velocity, gal·sec)의 8종류가 사용되었다.
대상 데이터
- 2017 포항지진 및 2016 경주지진에 대한 지진진도 자료로는 Table 1과 같이 기상청[6, 7], USGS의 진도자료[8, 9]를 활용하였다. 기상청은 현장 조사를 통해 2016년 경주지진 인근 지역에 대해 5,157개, 2017년 포항지진에 대해서는 20,074개의 인근 지점에 대한 진도자료를 확보하였다.
- 본 연구에서는 경주 및 포항지진에 대한 진앙거리별 진도를 평가한 후 MMI Ⅴ와 MMI Ⅵ 이상에 해당되는 진앙거리를 도출한 후, 이를 기준으로 해당 진도의 거리범위를 갖는 관측자료를 수집하였다. 해당 관측자료는 이전 연구와 동일하게 부지특성이 보정되었으며[4], 보정된 관측 파형으로부터 지진동 파라미터를 도출하고, 이전 연구로부터 축적된 지진동 파라미터-진도 자료를 함께 이용하여 특정 지진동 파라미터에 대한 진도 추정식을 재평가하였다.
- Table 2에는 기존 자료 및 이번 연구에서 추가된 진도구역별 지진자료의 개수를 정리하였다. 연구에 사용된 자료는 82개 지진에 대한 1,277개가 활용되었으며, 기존 자료에 추가된 MMI Ⅴ와 MMI Ⅵ의 진도구역별 지진관측자료의 개수는 각각 57개, 6개이었다.
- 이때 계측 진도 추정을 위해 검토한 지진동 파라미터로는 Arias Intensity (gal·sec), PGA(gal), JMA(Japanese Meteorological Agency)의 A0(gal), Housner SI(Spectral Intensity, cm), FASMMI(Fourier Amplitude Spectra MMI), PGV(kine), BSPGA(Bracketed Summation of PGA per second, gal․ sec), CAV(Cumulative Absolute Velocity, gal·sec)의 8종류가 사용되었다.
이론/모형
- 10 참조). 비교 대상 PGM 관계식으로는 다양한 지진활동성 특성을 갖는 미국 서부, 중부, 동부 관계식 등이 활용되었다. Fig.
성능/효과
- 1) 포항지진의 경우 근거리 영역에서 경주지진 보다 급격한 감쇠를 나타내었고,2) ‘BSPGA 진도 > PGM(PGA/V) 진도’인 진앙거리 구간은 포항지진과 경주지진의 경우 차이가 있었으며, 해당 진앙거리 구간은 포항지진 보다 경주지진의 경우에는 보다 먼 거리에 위치하였다.
- )의 경우에는 다소 낮은 값을 나타내고 있다. 200 km 이상의 원거리의 경우에는 PGA 진도가 대체로 낮은 진도값(-1.0 MMI)을 나타내었으나, PGV 진도는 원거리 범위에서도 양호한 계측진도 추정결과를 나타내었다. 또한 원거리 지역에서는 경주 및 포항지진 모두BSPGA 계측진도와 PGV 계측진도는 상호 유사한 진도 값을 나타내었다.
- 3가지 종류의 계측진도 추정 결과 간의 비교에서 있어서는 전 거리구간에서 상호 유사한 감쇠경향을 나타내었으며, BSPGA를 이용할 경우, 유사 범위의 진앙거리에 대해 계측진도의 편차가 제일 낮았으며(0.29 ± 0.10MMI), PGA와 PGV를 이용한 계측진도의 거리별 편차(0.37 ± 0.12 MMI for PGA, 0.39 ± 0.10 MMI for PGV)는 다소 높았다(Fig. 7의 계측진도에 대한 거리별 error bar 참조).
- BSPGA 진도추정식은 물리적인 단위가 가속도의 누적값인 속도 단위로서, 최대 진도 MMI Ⅷ 이상의 대규모 지진에 대한 진도추정시 PGV와 유사한 BSPGA-MMI 단일 추정식으로 활용이 가능하다고는 추정되나, BSPGA 계산시 PGA 관측자료를 사용함으로 PGA-MMI의 이중 기울기식의 경향을 완전히 배제할 수 없으며, BSPGA 추정식의 최대 제한값은 MMI Ⅶ~Ⅷ로 판단된다.
- Fig.10의 (a)에서 알 수 있는 바와 같이, 본 연구에서 개발된 PGV-MMI 추정식은 미국의 동부(2004 KnA) 및 서부(2006 Wald)식의 중간 정도의 영역에 분포하며, 보다 세부적으로는 미국 동부(2004 KnA) 및 중부 지역 관계식(2007 AnK)의 중간 영역에 대략적으로 분포함을 알 수 있다. 이러한 비교결과는 우리나라의 지진환경이 미국 중동부의 안정적인 지진 활동성 지역(Stable Continental Region)과 유사하다는 일반적인 주장과도 일치하는 결과이다.
- KMA Annual 진도와 3가지 지진동 파라미터에 대한 계측진도를 비교해 보면, 경주지진의 경우에는 전 거리범위에서 서로 잘 일치하는 경향을 나타내나, 포항지진의 경우에는 100 km 이상에서 지진동 파라미터의 종류에 관계 없이 KMA Annual 진도가 계측진도보다 -1.0 MMI 정도 낮게 평가되는 것으로 나타났으나, 경주지진의 계측진도 값과는 유사하였다.
- MMI Ⅳ와 Ⅴ의 경계거리 및 MMI Ⅴ와 Ⅵ의 경계거리는 포항지진의 경우는 각각 48.6 km, 16.6 km이었으며, 경주지진의 경우에는 각각 129.4km, 27.6 km로 계산되었다. 한편 진앙지 근접지점에서는 MMI ~Ⅷ까지도 보고되고 있음으로, MMI Ⅵ의 최소 거리범위로는 10 km를 일괄적으로 적용하였다.
- 2의 KMA Annual)보다 높게 나타났다. 경주지진의 경우에는 MMI Ⅴ의 감진 범위가 SCR(Stable Continental Region) 지역에서의 값과 유사한 것으로 확인되어, SCR지역의 대표적인 지진으로 구분되었으나, 포항지진의 경우에는 일반적인 SCR 지역의 MMI Ⅴ 범위보다 매우 좁은 특이한 지진으로 분류되는 것으로 평가되었다.
- 특별히 BSPGA를 활용한 진도와 PGM을 활용한 진도는 중거리 범위(50~150 km)에서 서로 다른 계측진도를 제시할 수 있는데, 이는 BSPGA 진도는 지진파형의 지속시간 및 중첩되는 파의 에너지도 고려할 수 있는 장점이 있으나, PGM 진도는 지진파형의 최대값 만으로 결정되기 때문이다. 또한 200 km 이상의 원거리 범위에서는 Fig. 8의 계측 진도와 비교기준 진도(Reference MMI)의 차이에서 알 수 있는 바와 같이, PGV 혹은 BSPGA를 활용할 경우 PGA 보다 저감된 진도 추정 오차를 가질 것으로 예상된다. 이 경우 BSPGA 보다는 주변 상시 진동 잡음에 민감하지 않는 PGV를 사용하여 진도를 추정하는 방법이 현실적으로 장점이 있다고 판단된다.
- 이 연구의 주요 연구결과로 부터 전세계 지역에서 일반적으로 활용되는 PGA와 PGV의 지진동 파라미터는 상대적으로 높은 진도추정오차와 추정식의 낮은 선형성을 갖는 것으로 나타났으며, 국내 유감지진자료의 진도별 푸리에스펙트럼 통계모델을 이용하는 FASMMI와, 일본에서 개발된 JMAA0 계측진도는 상대적으로 높은 진도추정 신뢰도를 나타내었다. 또한 디지털 입력자료 전체를 이용하고 푸리에 변환 과정을 필요로 하는 FASMMI와 JMA A0와는 다르게, 초당 지진가속도 최대값만을 이용하여 30초간 합산하는 지진동 파라미터인 BSPGA가 FASMMI와 JMA A0와 유사한 정도의 신뢰도로 진도를 추정하는 것으로 확인되었다.
- 또한 본 연구에서 제시된 BSPGA 및 PGA 계측진도 추정식은 MMI Ⅷ이하의 경우에만 활용이 가능하다고 판단되며, 중규모 이상의 지진에 의해 근거리에서 예상되는 MMI Ⅷ 이상의 진도 추정에는 PGV를 활용함이 타당할 것으로 판단된다. 특별히 BSPGA를 활용한 진도와 PGM을 활용한 진도는 중거리 범위(50~150 km)에서 서로 다른 계측진도를 제시할 수 있는데, 이는 BSPGA 진도는 지진파형의 지속시간 및 중첩되는 파의 에너지도 고려할 수 있는 장점이 있으나, PGM 진도는 지진파형의 최대값 만으로 결정되기 때문이다.
- 또한 본 연구에서 제시된 식을 다양한 지진환경을 갖는 미국 서부, 중부, 동부 지역에 대해 개발된 식과 비교한 결과, 본 연구에서의 PGV 진도 예측추정식은 미국 중부와 동부 지역의 진도 추정식 영역사이에 분포하였으며, MMI Ⅹ 정도까지도 동일 식으로 의미 있게 외삽할 수 있을 것으로 판단하였다. 반면 PGA 진도 예측식의 최대 가능 추정 진도는 MMI Ⅶ 정도로서, MMI Ⅵ 이상에서 진도 추정식의 기울기가 다른 예측식의 개발이 필요하다고 사료된다.
- 0 MMI)을 나타내었으나, PGV 진도는 원거리 범위에서도 양호한 계측진도 추정결과를 나타내었다. 또한 원거리 지역에서는 경주 및 포항지진 모두BSPGA 계측진도와 PGV 계측진도는 상호 유사한 진도 값을 나타내었다.
- 비교 결과 경주지진의 경우에는 전반적으로 본 연구의 거리별 ‘비교기준 진도’와 기상청 지진연보의 진도분포는 전반적으로 잘 일치하나(Fig. 1 우측 그림), 포항지진의 경우에는 100 km 이상의 진앙거리범위에서 MMI 0.5~1의 범위로 기상청 지진연보 진도(KMA Annual)가 낮은 것으로 평가되었다(Fig. 1 좌측 그림).
- 이때 계측 진도 추정을 위해 검토한 지진동 파라미터로는 Arias Intensity (gal·sec), PGA(gal), JMA(Japanese Meteorological Agency)의 A0(gal), Housner SI(Spectral Intensity, cm), FASMMI(Fourier Amplitude Spectra MMI), PGV(kine), BSPGA(Bracketed Summation of PGA per second, gal․ sec), CAV(Cumulative Absolute Velocity, gal·sec)의 8종류가 사용되었다. 이 연구의 주요 연구결과로 부터 전세계 지역에서 일반적으로 활용되는 PGA와 PGV의 지진동 파라미터는 상대적으로 높은 진도추정오차와 추정식의 낮은 선형성을 갖는 것으로 나타났으며, 국내 유감지진자료의 진도별 푸리에스펙트럼 통계모델을 이용하는 FASMMI와, 일본에서 개발된 JMAA0 계측진도는 상대적으로 높은 진도추정 신뢰도를 나타내었다. 또한 디지털 입력자료 전체를 이용하고 푸리에 변환 과정을 필요로 하는 FASMMI와 JMA A0와는 다르게, 초당 지진가속도 최대값만을 이용하여 30초간 합산하는 지진동 파라미터인 BSPGA가 FASMMI와 JMA A0와 유사한 정도의 신뢰도로 진도를 추정하는 것으로 확인되었다.
- 이 후속연구에 따르면, 선행 연구에서 진도 추정시 최적의 지진동 파라미터로 평가된 BSPGA는 지진자료를 새로이 추가하더라도 가장 낮은 RMS(Root Mean Square) 진도추정 오차(RMS=0.71) 및 가장 높은 선형 추세식의 선 형식 상관계수(ρ=0.94) 값을 나타내는 지진동 파라미터임을 확인 알 수 있었다.
- 이상을 요약하면 포항지진과 경주지진에 대해, 하향 지진파에 대한 반사파와 직접파의 중첩으로 인한 BSPGA 계측진도와 PGM 계측진도의 차이(MMIBSPGA > MMIPGM)가 관찰되었으며, 계측진도의 차이가 발생하는 진앙거리 범위가 두 개의 지진에 대해 서로 다르게 나타났다.
- 10(b)) 우리나라의 지진환경이 미국의 다양한 지진환경에 대한 진도추정식의 영역 내에 존재한다는 제약조건을 부여하다면, 본 연구에서 추정된 PGA 관계식을 이용한 대규모 지진에 대한 MMI Ⅷ 이상의 진도추정은 낮은 신뢰도를 가질 것으로 판단된다. 이상의 결과로부터 피해 진도범위에서의 PGA-MMI 추정 식은 국외에서의 진도추정식과 유사하게 MMI Ⅵ을 경계로 한 이중 기울기(bilinear) 식으로 표현될 것으로 예상된다.
- MMI Ⅴ및 Ⅵ구역에 위치한 지진관측자료를 이용하여 3개의 지진동 파라미터를 도출하였으며, 이 결과와 기존 연구[4]의 MMI Ⅰ~Ⅳ 범위의 지진동 파라미터 평균값을 동시에 이용하여 선형 적합식을 제시하였다. 제시된 선형식을 이용하여 경주 및 포항지진에 대한 진도를 재평가한 결과, 경주지진의 경우 진도 감쇠 형상을 잘 나타내었으나, 포항지진의 경우에는 100 km 이상에서 기상청의 보고된 거리-진도 값(Fig. 2의 KMA Annual)보다 높게 나타났다. 경주지진의 경우에는 MMI Ⅴ의 감진 범위가 SCR(Stable Continental Region) 지역에서의 값과 유사한 것으로 확인되어, SCR지역의 대표적인 지진으로 구분되었으나, 포항지진의 경우에는 일반적인 SCR 지역의 MMI Ⅴ 범위보다 매우 좁은 특이한 지진으로 분류되는 것으로 평가되었다.
후속연구
- 2의 포항지진 및 경주지진의 ‘비교기준 진도’ 감쇠특성과도 유사하다. Fig. 4의 우측에는 포항지진의 부지보정된 PGA 값에 대한 3차 다항 적합식도 같이 표시되어 있는데, 이 적합식은 깊이까지도 보정한 예상 감쇠패턴(KEPRIWSA (h=6 km))과도 크게 다름을 알 수 있으며, 향후 강지진동에 대한 거리-감쇠식 개발시 포항지진을 고려하기 위해서는 상호 차이에 대한 정량적인 해석이 필요하다고 판단된다. 이 밖에도 부지보정한 후의 포항지진에 대한 PGA 산포도는 100 km 이내에서 경주지진보다 상대적으로 크게 나타나는 특징이 있다.
- 그러나 이상의 토의에서 중요한 점은 지진의 발생 깊이는 국외의 사례처럼[10]진도감쇠 경향에 영향을 줄 수 있다는 관측 현상이다. 따라서 향후 국내에 적합한 진도예측식 개발시에는 지진의 깊이에 따른 진도감쇠 경향의 변화를 고려할 필요가 있다고 판단된다.
- 아울러 향후 강지진동 예측시 고려해야 할 포항지진 및 경주지진에 대한 거리별 지진파 감쇠 패턴의 차이에 대한 설명을 시도하기 위해, 관련 문헌들을 근거로 개념적인 지진파 전달 경로 모델(Fig. 9)을 설정하였으나, 향후 상세한 수치모델링 및 세부적인 지진파 분석을 통해 확인될 필요가 있다고 판단된다.
- 이상의 토의는 포항지진과 경주지진의 거리별 감쇠정도의 차이 및 계측 진도 간의 차이를 가설에 근거하여 설명한 내용으로, 향후 정량적인 수치모델링 및 정밀한 지진파 분석을 통해 검증되어야 할 것이다. 그러나 이상의 토의에서 중요한 점은 지진의 발생 깊이는 국외의 사례처럼[10]진도감쇠 경향에 영향을 줄 수 있다는 관측 현상이다.
- 특별히 계측진도 추정시 오차가 상대적으로 낮은 지진동 파라미터인 BSPGA는 현재 관련 법[28]에 따라 행정안전부로 취합되는 약600개소의 시설물 지진가속도 계측자료를 이용할 수 있기 때문에, 향후 MMI Ⅷ이상의 진도에 대한 계측진도 추정의 신뢰도가 추가로 확인된다면 지진발생시 신속하고 정확한 광역 진도추정에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
- 한편 본 연구에서 제시된 계측진도 추정 식들은(식 (1, 2, 3)) 관련 연구에서[4] 제시된 부지보정방법을 이용하여 기반암 정도로 추정되는 부지조건으로 변환된 지진파형 자료에 대해 적용할 경우, 관측지점 인근의 광역적인 진도를 추정하는 데 활용될 수 있으며, 부지특성이 보정되지 않은 관측자료에 그대로 적용할 경우에는 해당 부지조건에 대한 국부적인 진도추정에 활용될 수 있을 것으로 판단된다. 참고로 경주지진에 대해 부지증폭특성이 없는 시추공 지진관측소를 제외시킬 경우, 파형자료의 부지보정전․후의 PGA 차이는 최대 10배, 평균 2.
- 지진 진도를 신속하게 평가하기 위한 방법으로는 해당 지역에서 계측된 지진자료를 이용하여, 지진파형으로부터 특정한 지진동 파라미터를 도출하고 이를 이용하여 진도를 추정할 수 있다. 한편 지진파형의 파라미터를 이용하여 진도를 추정하기 위해서는, 동일한 진도를 갖는 등진도구역 설정 및 진도구역별로 수집된 지진파형에 대한 파라미터 도출 및 진도와의 상관성 분석이 필요하다. 관련된 선행 연구[1, 2]에서는 기상청 지진연보를 기반으로 1999~2010년 기간 중 관측된 자료(65개 지진, 645개 기록)를 이용하여 계측진도 추정에 활용될 수 있는 여러 종류의 지진동 파라미터로부터 계측진도를 추정하고, 이를 기상청 지진연보에서 보고된 지진진도와 비교한 바 있다.
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