최대 지반 속도

1. 개요

최대 지반 속도(PGV)는 지진 발생 시 지반의 최대 속도를 나타내는 지진학적 측정값이다. 대한민국 기상청은 최대 지반 가속도(PGA)와 함께 PGV를 수정 메르칼리 진도 계급을 결정하는 데 사용하며, PGV와 진도 사이의 관계식을 통해 지진의 강도를 평가한다. PGV는 지진의 규모, 진원 깊이, 지반 조건에 따라 달라지며, 주요 지진의 PGV 사례를 통해 지진의 강도를 가늠할 수 있다.

2. 최대 지반 속도 (PGV)

최대 지반 속도(PGV, Peak Ground Velocity)는 지진 발생 시 지면이 움직이는 최대 속도를 의미하며, cm/s 단위로 측정된다. PGV는 지진의 강도를 나타내는 중요한 지표 중 하나로, 지진으로 인한 피해 규모를 예측하는 데 활용된다.

다음은 역대 주요 지진의 최대 지반 속도(PGV)를 정리한 표이다.

2.1. 수정 메르칼리 진도와의 관계

수정 메르칼리 진도 계급(MMI)은 지진으로 인한 흔들림의 정도를 사람이 느끼는 감각, 구조물의 피해 정도 등을 기준으로 등급을 매긴 척도이다. 대한민국 기상청은 최대 지반 속도(PGV)와 수정 메르칼리 진도 사이의 관계식을 이용하여 진도를 산출한다.

2.1.1. 대한민국 기상청의 진도 산출

대한민국 기상청의 수정 메르칼리 진도 계급은 지진계에서 산출되는 정량적인 값인 최대 지반 가속도(PGA)와 최대 지반 속도(PGV)를 이용하는 것이 특징인데, PGV와 수정 메르칼리 진도 계급 사이 관계식은 아래와 같다.

* MMI = 2.1939 log(PGV) + 5.0918 (진도 V 이하)
* MMI = 2.4686 log(PGV) + 5.0996 (진도 V 이상)

위 공식에 따른 관계 분포는 아래와 같다.

2.1.2. 일본 기상청의 진도 측정

일본 기상청에서 사용하는 일본 기상청 진도 계급은 원칙적으로 '계측진도'를 가지고 측정하지만, 이를 비교할 때 PGV와의 관계가 더 높다는 연구도 존재한다. 예를 들어 지진조사연구추진본부 지진조사위원회의 보고서인 "전국 개관 지진동 예측 지도"에서는 미도리카와(翠川, 1999) 등이 최대 지반 속도에서 진도의 환산식을 표층지반증폭률의 분포 등과 종합하여 추정 진도를 계산하였다.

3. 주요 지진의 PGV 사례

4. 한국의 지진과 PGV

한국은 유라시아 판 내부에 위치하여 판 경계에 위치한 국가에 비해 지진 발생 빈도가 낮고 강진 발생 가능성도 상대적으로 낮다. 하지만, 2016년 2016년 경주 지진(규모 5.8), 2017년 2017년 포항 지진(규모 5.4) 등 최근 한반도에서도 규모 5 이상의 지진이 발생하면서 지진 안전에 대한 경각심이 높아지고 있다. 특히, 포항 지진은 액상화 현상으로 인해 PGV 값이 높게 측정되어 지반 조건에 따른 지진 피해 증폭 가능성을 보여주었다.