2016년 경주지진파의 특성 : 지진파예측모델들과의 비교

배성진(Bae Sung jin),김미래(Kim Mi rae),이혜진(Lee Hye jin),김병민(Kim Byung min) 한국방재학회 2018 한국방재학회논문집 Vol.18 No.1

2016년 9월 12일 경주 남남서쪽에서 발생한 규모 5.8의 경주지진은 계측을 시작한 이래 한국에서 발생한 최고 규모의 지진으로, 규모 5.1의 전진과 4.5의 여진을 비롯해 수많은 지진을 동반했다. 이 연구에서는 미국의 NGA-West2 등의 다양한 지진파예측모델을 이용해 경주지진파의 특성을 다각도로 비교 분석하였다. 또한 여진예측모델을 통해 본진과 전진 또는 본진과 여진과의 상관관계를 분석했다. 마지막으로 본 연구에서는 수직지진파와 수평지진파의 상관관계를 분석했다. 분석 결과, 경주지진은 주로 단주기에서 높은 가속도 값을 가지고, 0.1초 이후에는 예측모델들 보다 급격한 감쇄현상을 보인다. 전체적으로 활성단층지역으로 만들어진 NGA-West2 모델과 경주지진을 포함하지 않은 한국형 지진파예측모델을 비교했을 때 경주지진의 지진파와 큰 차이가 나타났다. 이는 한국형 지진파예측모델의 개발이 필요함을 시사한다. The local magnitude 5.8 earthquake occurred with a foreshock with magnitude 5.1 and aftershocks with magnitudes of 4.5 and smaller. The main shock was the largest earthquake in Korea since 1978 when the modern instrumental recording began. The ground motions measured during the mainshock, foreshock, aftershocks of the 2016 Gyeongju earthquake are compared with those estimated by the NGA-W2 ground motion prediction equations (GMPEs) for the active crustal regions and the GMPE developed for Korea. Furthermore, ratios between spectral accelerations of the mainshock and foreshock and aftershock events, as well as ratios of vertical to horizontal ground motions are compared with various prediction models. Through the detailed comparison study, it is found that the ground motions by the Gyeongju earthquake are incredibly larger than any other prediction models at short periods and smaller than the predictions at period longer than 0.1s. Therefore, we concluded that development of new Korea GMPEs is necessary to prepare against earthquake risks in Korea.

‘지진 예보’의 꿈과 현실 : 일본의 지진 예측 연구에 관한 역사적 고찰

김범성 서울대학교 일본연구소 2012 일본비평 Vol.- No.7

이 글에서는, 역사적인 관점에서 일본의 지진 예측 연구에 대해 살펴본다. 지진의 발생 을 예측하여 이로 인한 피해를 줄이고자 하는 것은 일본 지진학의 여명기부터 존재한 희망이었으나 이를 실현하는 것은 쉽지 않은 일이었고, 오히려 이로 인해 사회적인 문 제가 발생하기도 하였다. 한편 1923년의 관동대지진을 계기로 물리학자들을 중심으 로 지진 연구가 재편되는 과정에서 지진 예측보다는 기초 연구가 중시되게 되었다. 그 러나 지진 예측에 대한 열망이 사라진 것은 아니었고, 지진학자들이 1962년에 발행한 보고서를 바탕으로 1965년도부터는 지진 예측이 국가적인 사업으로 추진되기 시작하 였으며, 1978년에는 이와 관련한 법률도 제정되었다. 한편 일부 과학자들은 일찍부터 지진 예측에 대해 과학적인 근거가 박약하다고 비판을 거듭해 왔고, 결국 1995년의 고 베 지진이 계기가 되어 30년간 전개되어 온 사업에 대한 재검토가 이루어졌다. 그러나 현재에도 일본사회에는 지진의 발생을 조금이라도 빨리 포착하고자 하는 희망이 남아 있으며, 시민의 생활과 밀접한 관련을 지닌 지진 예측의 문제는 과학과 사회, 정치가 얽혀 있는 영역을 가로지르고 있다. This paper takes a historical approach in its review of the scientific quest for earthquake prediction in Japan, and the socio-political terrains where these investigations were deployed. When seismology was established in Japan in the late 19th century, the problem of earthquake prediction interested some forerunners of the newborn science. However, as seismicity is located underground, investigations proved difficult and predictions could sometimes cause social panic. In the aftermath of the Great Kanto Earthquake of 1923, a methodological turn to geophysics led Japanese scientists to make basic rather than practical investigations. It was in the 1960s that the desire for prediction was revisited, promoting a new national project crossing boundaries between scientific and socio-political realms. While criticisms of the “inability” to realize the goal have continued, Kobe’s tragedy of 1995 stimulated critics of this branch of science to emphasize basic research, similar to what their predecessors had argued seven decades ago. Thus, the history of earthquake prediction in Japan elucidates how scientific and socio-political cultures have interacted on the subject of natural disasters and their mitigation.

한국과 일본의 지진재해 및 우주이용 기술예측에 대한 최근의 변화 분석

안은영 대한자원환경지질학회 2022 자원환경지질 Vol.55 No.4

본 연구는 2022년 발표한 한국의 제6회 과학기술예측조사와 2019년 발표한 최신의 일본 과학기술예측조사 결과에 주목하여 최근 지질자원 분야에서 국가·사회적으로 높은 기대를 받고 있는 지진재해와 우주이용에 관한 미래기술을 분석하였다. 한국의 2022년 발표한 지진재해 관련 미래기술은 2017년 제시한 지진 예측 및 조기경보 기술 형태와 달리 지진·복합재난 정보기술과 공공데이터 플랫폼으로 제시되었고, 건물·도시의 재난대응 생활밀착 로봇에 적용하는 형태로 제시되었다. 일본 2019년 과학기술예측조사에서는 한국의 3배 수준의 많은 미래기술이 제시되었으며, 지진재해 기술 또한 대규모 지진 예측, 지층 주입에 따른 유발 지진 예측, 전국 액상화 위험 규명, 규모 광역 응력 측정, 사물인터넷(IoT) 혹은 인공지능 관측 영상 분석에 의한 지진 재해 감시·예측 등 상세 기술이 제시되었다. 최신 한국과 일본의 과학기술예측조사의 우주이용 기술은 물/얼음, 헬륨-3, 희토류 금속 등의 자원을 채굴하는 로봇 기술과 달·화성에서 현지자원을 활용한 유인기지 기술 형태로 더욱 구체화되었다. 일본의 기술적 실현시기를 비교해 보면 2019년에 예측한 실현시기가 2015년의 조사결과보다 4~10년 정도 지연되었다. 2019년 이후에도 코로나19 전염병 상황, 2020년 한국과 일본의 탄소중립 선언, 2022년 러시아-우크라이나 전쟁 등 환경변화에 따라 한국과 일본의 미래기술 실현시기의 예측 결과의 불확실성이 더 커질 수 있다. 하지만 앞으로 지질자원 분야에서 정보기술과 연계한 지진재해 및 우주이용 기술에 대한 더욱더 활발한 연구개발이 요구된다.

국내 지진 감시·예측을 위한 지하수관측망의 활용 방안

이현아,함세영,우남칠,Lee, Hyun A,Hamm, Se-Yeong,Woo, Nam C. 대한자원환경지질학회 2017 자원환경지질 Vol.50 No.5

To prevent the damages from earthquakes, various researches have been conducted around the world focusing on earthquake prediction and forecasting for several decades. Among various precursory phenomena, changes in groundwater level and quality are considered to be reliable for estimating the time of earthquake occurrence and its magnitude. In effects, some countries impacted by frequent earthquakes have established and operated the groundwater monitoring network for earthquake surveillance and prediction. In Korea, recently researches have begun for using groundwater monitoring techniques for earthquake prediction. In this paper, the groundwater monitoring networks of China, Japan, and the United States were reviewed focusing on the facilities and results of researches to deduce the tasks for earthquake prediction researches using groundwater monitoring techniques in Korea. In results, research needs are suggested in the implementation of groundwater monitoring networks for specifically earthquake surveillance with the real-time monitoring and the measures to quantify the degrees of abnormal changes in the relationship of distance from the earthquake epicenter. 지진에 의한 피해를 방지하기 위하여 지진 예측과 예보를 위한 다양한 연구가 전 세계적으로 시도되어 왔다. 지진예측지표 중, 지하수 수위 및 수질의 장기관측자료에서 지진 전에 나타나는 이상변동은 지질매체에 가해지는 압력의 변화와 매체 내 균열의 발달에 의한 것으로 지진의 발생 시기와 규모를 추측할 수 있는 것으로 평가되고 있다. 따라서 국외에서는 지하수 관측시스템을 지진감시 관측망의 보조관측망으로 활용하고 있으며, 실제 지진 예측에 활용되고 있다. 우리나라는 최근에서야 지하수를 활용한 지진예측연구가 시작되었으며, 그 가운데 발생한 2016년 9월의 경주지진 전후로 나타난 지하수의 변동은 많은 관심을 불러왔다. 이 연구는 지진감시 및 예측을 위해 적극적으로 지하수관측시설을 운용하고 있는 중국, 일본, 미국의 관측시설 현황 및 연구 사례를 분석, 검토하고 최근 우리나라에서 수행되기 시작한 지진예측 연구의 연구방향과 과제를 제시하고자 수행되었다. 그 결과, 앞으로 고품질의 자료를 생산할 수 있는 지진감시 전용의 단층대 지하수관측시설 구축과 주요 관측인자의 실시간 감시, 이상변동의 폭과 관측되는 거리에 대한 정밀한 평가 및 연구가 필요할 것으로 사료된다.

국내 지진 감시ㆍ예측을 위한 지하수관측망의 활용 방안

이현아,함세영,우남칠 대한자원환경지질학회 2017 자원환경지질 Vol. No.

To prevent the damages from earthquakes, various researches have been conducted around the world focusing on earthquake prediction and forecasting for several decades. Among various precursory phenomena, changes in groundwater level and quality are considered to be reliable for estimating the time of earthquake occurrence and its magnitude. In effects, some countries impacted by frequent earthquakes have established and operated the groundwater monitoring network for earthquake surveillance and prediction. In Korea, recently researches have begun for using groundwater monitoring techniques for earthquake prediction. In this paper, the groundwater monitoring networks of China, Japan, and the United States were reviewed focusing on the facilities and results of researches to deduce the tasks for earthquake prediction researches using groundwater monitoring techniques in Korea. In results, research needs are suggested in the implementation of groundwater monitoring networks for specifically earthquake surveillance with the real-time monitoring and the measures to quantify the degrees of abnormal changes in the relationship of distance from the earthquake epicenter. 지진에 의한 피해를 방지하기 위하여 지진 예측과 예보를 위한 다양한 연구가 전 세계적으로 시도되어 왔다. 지진예측지표 중, 지하수 수위 및 수질의 장기관측자료에서 지진 전에 나타나는 이상변동은 지질매체에 가해지는 압력의변화와 매체 내 균열의 발달에 의한 것으로 지진의 발생 시기와 규모를 추측할 수 있는 것으로 평가되고 있다. 따라서 국외에서는 지하수 관측시스템을 지진감시 관측망의 보조관측망으로 활용하고 있으며, 실제 지진 예측에 활용되고있다. 우리나라는 최근에서야 지하수를 활용한 지진예측연구가 시작되었으며, 그 가운데 발생한 2016년 9월의 경주지진 전후로 나타난 지하수의 변동은 많은 관심을 불러왔다. 이 연구는 지진감시 및 예측을 위해 적극적으로 지하수관측시설을 운용하고 있는 중국, 일본, 미국의 관측시설 현황 및 연구 사례를 분석, 검토하고 최근 우리나라에서 수행되기 시작한 지진예측 연구의 연구방향과 과제를 제시하고자 수행되었다. 그 결과, 앞으로 고품질의 자료를 생산할 수있는 지진감시 전용의 단층대 지하수관측시설 구축과 주요 관측인자의 실시간 감시, 이상변동의 폭과 관측되는 거리에 대한 정밀한 평가 및 연구가 필요할 것으로 사료된다.

백두산 화산 폭발시 화산성 지진에 의한 조적조 건축물의 피해예측: 백두산 인근지역부터 국내 서울지역까지

백은림,김정현,Xiuming Cui,오상훈,이상호 한국외국어대학교 국제지역연구센터 2014 국제지역연구 Vol.18 No.3

Recently, some researchers have raised the possibility of volcanic eruption for Mt. Baekdu and theresearches about the evaluation and prediction of volcanic damage have been conducted. Volcaniceruption of Mt. Baekdu can accompany the volcanic earthquake. In that case, many buildings couldbe damaged by the earthquake from nearby area of the mountain to Seoul area in South Korea. Especially, many low-rise masonry buildings have been settled on nearby area of it and that kind ofbuildings are very vulnerable for earthquake load. If the earthquake happens, it is predicted thatextensive losses related with human life and property would be caused as masonry buildings aredamaged. And it will affect northeast asia economy. So it is important to predict damage by thevolcanic earthquake. In this study, the volcanic earthquake was assumed and damage probability ofthe masonry buildings by the earthquake depending on distance from the epicenter was evaluated. For this, the seismic fragility curves at the regions(Kirin area in China and Seoul in Korea) werepresented. And the damage cost by the earthquake was estimated using the fragility curve. As theresult, it was estimated that if large earthquake more than M 8 happens, the great part of thebuildings on the nearby area of the mountain would be destroyed and the building in Seoul would bedamaged a little. 최근 백두산 화산 폭발의 가능성이 제기되고 있는 가운데, 화산 폭발시 예상되는 피해를최소화하기 위한 연구가 이루어지고 있다. 백두산 화산이 폭발할 경우, 그로 인한 화산성 지진이 발생하게 되고 이 지진에 의해 백두산 인근 지역 및 원거리에 위치한 국내의 서울·인천 지역까지도 피해가 발생할 것으로 예상되고 있다. 특히 백두산 인근지역은 중국 길림성 및 북한북부 근처로 지진에 취약한 구조형식인 조적조 건축물이 주로 건축되어져 있어 화산성 지진발생시 막대한 인명 및 재산피해가 발생할 것으로 예상된다. 이들 피해는 동북아 국제경제에도 큰 영향을 미칠 가능성이 있으므로, 화산성 지진으로 인한 조적조 건축물의 피해를 예측하는 것은 매우 중요하다 하겠다. 본 연구에서는 백두산 화산폭발 시나리오를 가정하여, 화산성지진의 거리감쇠에 따른 거리별 도달 지진 강도를 예상하고, 그에 따른 조적조 건축물의 피해정도를 예측하였다. 중국 및 국내 조적조 건축물의 지진취약도 함수를 제시하고, 그에 따라 손상정도에 따른 피해확률 및 피해금액을 예측하였다. 그 결과 규모 8 이상의 화산성 지진이 발생할 경우, 백두산 근교의 조적조 건축물은 대부분이 파괴될 것으로 예측되었다. 또한 백두산으로부터 약 500km 가량 떨어진 국내 서울지역에서도 조적조 건축물에 경미한 손상이 다수발생할 것으로 예측되었다.

지진피해로 인한 건축물의 경제적 피해 산정을 위한 지진재해대응시스템 적용방법론 연구

이석태,장미호,윤종구,권기봉,이원호 한국방재학회 2012 한국방재학회 학술발표대회논문집 Vol.11 No.-

한반도는 지리적으로 주변국보다는 지진재해의 빈도가 비교적 적은 지역으로 인식되어 있지만, 지진 발생 빈도수가 점차 증가함에 따라 지진재난으로부터 국민의 생명과 재산을 보호하기 위한 방재대책이 필요한 시대적인 요구에 직면해 있다. 이를 대비한 시스템으로 현재 소방방재청에서는 지진재해대응시스템을 구축·운영 중이다. 이번 연구에서는 기존 지진재해대응시스템에 추가적으로 적용할 수 있는 지진재해로 인한 사회 경제적 피해예측 모델 적용을 위한 지진재해대응시스템의 방법론과 관련된 연구를 진행하고자 하였다. 피해예측 모델을 적용하기 위해서는 먼저 지진피해평가기법을 완성하여야 하는데, 이를 위해 지진기록 뿐만 아니라 지진피해에 대한 다양한 현장조사 기록 및 기초 자료들이 필요하다. 하지만 국내에는 이와 같은 기초자료서 활용가능 기본 데이터베이스의 구축이 자료의 양은 적지 않으나, 오래된 자료가 많고 이번 연구에 적용가능의 활용도가 떨어지는 경우가 많다. 지진재해대응시스템에 응용하기 위해 기초자료로서 사용되는 지진가속도자료 또는 토양층 정보, 전단파 속도자료 데이터베이스 정보 등을 선별하여, 최대지반가속도 또는 스펙트럴 가속도 등을 구하는 경험식에 적용하고자 하였다. 또한, 현재 소방방재청에서 진행 중인 지진가속도계측자료통합관리시스템의 산출물인 가속도 정보를 향후에 지진재해대응시스템의 기초자료로서 사용할 수 있는 방안을 설계단계에서 고려하는 연구를 진행 중이다. 이를 통해 해당분야의 적용연구에 대한 선행연구로 이용될 수 있을 것이다.

화산성지진의 거리감쇠식 도출에 관한 해석적 연구

오상훈,신승훈 대한건축학회지회연합회 2013 대한건축학회연합논문집 Vol.15 No.6

화산재해에 대한 대응 관점에서 화산성지진에 의한 피해를 조기에 예측하기 위하여 국내 지반조건을 고려한 최대지반가속도 관련 거리감쇠관계식의 제안을 본 연구의 목표로 한다. 국내 지반종별에 적합한 최대지반가속도 관련 거리감쇠식을 도출하기 위하여 화산성지진을 지반에 따라 분류하고 지반, 지진규모, 등가진원거리 및 진원깊이와 같은 지진특성변수에 대하여 회귀분석을 실시하였다. 이를 기반으로 과거의 화산성지진기록과의 대응관계를 분석하고 피해예측수준을 검증하였다. 또한 선행연구에서 제안된 구조성지진의 거리감쇠식과 화산성지진기록과의 대응관계를 분석하였다.

Basic Study on the Variability Analysis between the Domestic Earthquake Tendency and Hydro-environmental Factors

Jae-Kyoung Lee,Tae-Hee Yoon 위기관리 이론과 실천 2021 Crisisonomy Vol.17 No.11

본 연구에서는 국내 발생한 지진을 분석하여 경향성을 살펴보고, 국내 수환경인자와 지진 간의 상관 성과 변동성을 분석하였다. 첫 번째로 1978년~2020년 발생한 국내 지진사례들을 대상으로 지역 및 시간, 내륙 및 해안지진으로 구분하여 분석하였다. 경주(2016.09)와 포항(2017.11) 지진에 의해 경북 지역(42.2 %)과 9월(12.9 %)에 지진발생 비율이 가장 높았다. 내륙 및 해안지진에서는 내륙지진(2개 월 후)과 해안지진의 상관성(R2 = 76.3 %)이 높게 나타냈다. 두 번째로 4개 지진사례를 대상으로 수환경인자들(라돈, EC, WL, WT)의 변동성을 분석하였다. 분석결과에서 지진발생 전에 수환경인자 들의 변동성이 매우 큰 것으로 관측되어, 지진과 라돈, WL, WT, EC와 상관관계가 있음을 확인하였 다. 마지막으로 지진에 따른 수환경인자의 변동성(패턴) 일치를 분석하였다. 분석결과, 지진이 발생 하는 시점에는 라돈, WL, EC 모두 변동성이 일치하는 매우 중요한 결과를 나타냈다. 이에 따라 수환경인자들의 변동성과 경향을 모니터링한다면 지진연구에 중요한 기초자료를 제공할 것으로 판 단된다. This study analyzed the trends of earthquakes, correlations and variability between hydro-environmental (HE) factors (radon, EC, WL, WT) and domestic earthquakes in the Korean Peninsula. First, the earthquake cases that occurred from 1978 to 2020 were analyzed separately by region & time, and inland & seaside. Gyeongbuk region (42.2 %) and September (12.9 %) had the highest ratio of earthquakes because of the earthquakes in Gyeongju (2016.09) and Pohang (2017.11). In the inland and seaside earthquakes, the correlation between the inland (2-lagged months) and the seaside earthquakes showed was high correlation (R2=76.3 %). Second, the variability of HE factors was analyzed for 4 earthquake cases. The variability of the HE factors before the earthquakes occurred was very large, and it was confirmed that the earthquakes were related to HE factors. Finally, the coincidence of the variability of HE factors according to the earthquakes was analyzed. As a result of the analysis, at the time of the earthquakes, all of HE factors showed very important results with the same variability. Accordingly, monitoring the variability and trends of HE factors is expected to provide important basic data for the earthquake researches.

지하수위 이상 변동에 나타난 2016 ML5.8 경주 지진의 전조 가능성

이현아(Hyun A Lee),함세영(Se-Yeong Ham),우남칠(Nam C. Woo) 대한자원환경지질학회 2018 자원환경지질 Vol.51 No.4

Despite some skeptical views on the possibility of earthquake prediction, observation and evaluation of precursory changes have been continued throughout the world. In Korea, the public concern on the earthquake prediction has been increased after 2016 ML5.8 and 2017 ML5.4 earthquakes occurred in Gyeongju and Pohang, the southeastern part in Korea, respectively. In this study, the abnormal increase of groundwater level was observed before the 2016 ML5.8 Gyeongju earthquake in a borehole located in 52 km away from the epicenter. The well was installed in the Yangsan fault zone, and equipped for the earthquake surveillance. The abnormal change in the well would seem to be a precursor, considering the hydrogeological condition and the observations from previous studies. It is necessary to set up a specialized council to support and evaluate the earthquake prediction and related researches for the preparation of future earthquake hazards. 2016년 9월 12일 발생한 ML5.8 경주 지진과 2017년 11월 15일 ML5.4 포항 지진은 국내에 지진 예측가능성에 대한 관심을 불러일으켰다. 지진 예측의 가능성에 대한 회의적인 의견이 있음에도 불구하고 세계적으로는 지진 발생 전 이상 변동을 보이는 인자들의 관측과 평가가 지속되고 있다. 본 연구에서는 양산단층대의 지하수위 정밀 관측을 위해 시범 운용 중인 양산 지하수 정밀관측공에서 2015년부터 관측된 지하수의 비정상적인 상승 사례를 보고하였다. 이 이상 변동은 다양한 수리지질학적 인자들을 고려하였을 때 지진 전조일 가능성이 높다고 판단된다. 그럼에도 불구 하고 단일 관정의 단일 요소에서 나타난 자료만으로 지진 전조를 섣불리 판단할 수 없다. 장기적으로는 전조 현상 연 구와 평가를 위한 전문기구의 설립이 필요하다.