지진위험도

3. 시간 의존과 시간 비의존

지진 발생에 관한 확률 분포는 푸아송 분포를 가정하고 푸아송 과정에 따라 산출하는 경우가 많다. 정적이고 무작위로 발생하는 지진(예: 무수한 단층을 가진 영역 내에서의 지진 발생 확률)을 다루는 경우, 확률은 정상 푸아송 과정과 구텐베르크-리히터 관계식에 의해 표시되며 시간이 지나도 변하지 않는다. 반면, 발생 확률이 시간에 따라 변화하는 지진(예: 하나의 단층이나 해구에서의 고유 지진 발생 확률)을 다루는 경우에는 시간 경과를 포함한 비정상 푸아송 과정에 의해 표시된다^[9]。 전자를 시간 비의존 모델, 후자를 시간 의존 모델이라고 한다.

시간 의존 모델에는 몇 가지 기법이 있다. WGCEP가 1995년에 발표한 평가에서는 일반적인 시간 예측 모델에 로그 정규 분포의 변동성을 더하는 기법이 사용되었다. 그러나 이 모델에서는 이전 지진으로부터의 경과 시간이 너무 길어지면 반대로 확률이 저하되는 문제가 있었다. 이를 방지하는 기법으로 Matthews(1999)는 BPT(Brownian Passage Time) 분포를 사용한 평가법을 고안했다. BPT란, 진원에서의 응력장의 교란이 지진이나 지각 변동 등의 브라운 운동에 의해 표현될 수 있다는 점에 착안하여, 그 교란의 축적으로 대지진의 발생에 이르는 과정을 모델화한 것이다^[19]。 지진 조사 연구 추진 본부는 2001년에 이를 사용한 기법을 개발하여, 이후의 평가에서 지속적으로 사용하고 있다.

4. 지점별 평가와 지진별 평가

지진 위험도 평가는 접근 방식에 따라 확률론적 지진해저드 평가와 시나리오형 지진동 평가로 나뉜다. 확률론적 지진해저드 평가는 특정 지점의 지진동을 평가하며, 여러 지진의 영향을 고려한다. 반면 시나리오형 지진동 평가는 특정 지진 발생 시 지진동을 평가한다.^[20]

두 평가는 비슷한 확률값을 사용하지만 혼동을 피해야 한다. 확률론적 지진해저드 평가에서는 일정 지진동(최대 가속도, 진도 등)을 기준으로 지진동 초과 확률을 사용한다. 시나리오형 지진동 평가에서는 특정 지진 발생 확률을 사용한다.^[21] 이러한 확률은 시간 의존 모델에서 해저드 커브라는 곡선 형태로 나타난다.

5. 지진 위험도 결정

지진 위험도 결정은 위험 완화 의사 결정의 기초이며, 위험 관리의 핵심 단계이다. 대기업 및 지방 정부와 같은 기관들은 자산 '포트폴리오'를 분석하여 건물 구조 강화 또는 비상 계획과 같은 위험 감소 조치를 위해 제한된 자금을 가장 효율적으로 할당하는 방법을 결정한다. 각 시설의 위험을 계산할 때 구조적 손상뿐만 아니라 장비, 내용물 및 비즈니스 중단으로 인해 발생할 수 있는 잠재적인 인명 및 경제적 손실을 고려한다. 공공 기관은 물, 도로 및 고속도로, 전력 시스템과 같은 인프라의 상호 연결도 고려한다. 보험 회사는 적절한 보험료를 결정하고, 좁은 지역의 과도한 정책 축적을 모니터링하며, 재보험을 구매하기 위해 지진 위험 추정치를 사용한다.^[4]

지진 위험도는 지진 위험 입력값을 사용하고 건물, 교량 등 구조물 및 시설의 알려진 취약성과 결합하는 지진 모델링 컴퓨터 프로그램을 사용하여 결정되는 경우가 많다. 그 결과는 경제적 손상이나 사상자의 확률을 제공하며, HAZUS 컴퓨터 프로그램이 그 예시이다.^[5] 개별 건물 또는 시설에 대한 특정 데이터를 수집하고 분석하는 것은 지진 위험 추정의 가장 어렵고 비용이 많이 드는 측면 중 하나이다.^[6]

5. 1. 상업용 부동산의 지진 손실 추정

6. 지진 위험 감소

지진 위험은 비상 대응을 개선하고 기본적인 인프라를 개선하는 적극적인 프로그램을 통해 줄일 수 있다. 지진 대비는 지진으로 인한 비상사태를 계획하는 데 도움이 될 수 있다. 건축 법규는 지진 위험을 관리하기 위한 것이며, 지진 지반 운동이 건물에 미치는 영향에 대해 더 많은 것을 배울 때마다 업데이트된다. 지진으로 인한 피해를 완화하는 이러한 유형의 적극적인 개선을 내진 보강이라고 한다.^[8] 그러나 일반적으로 변경 사항은 기존 건물이 수정 사항을 충족하도록 업그레이드해야 하는 경우가 거의 없으므로 지역 사회의 지진 위험을 즉시 개선하지는 않는다.

7. 주요 지진 위험도 평가

• 일본

• 미국

• * 연방 레벨

• * 캘리포니아주

• 세계

8. 지진 위험도 값의 의미와 활용 방법

지진 위험도 결정은 위험 완화 의사 결정의 기초이며, 위험 관리의 핵심 단계이다. 대기업 및 지방 정부와 같은 기관들은 자산 '포트폴리오'를 분석하여 건물 구조 강화 또는 비상 계획과 같은 위험 감소 조치를 위해 제한된 자금을 가장 잘 할당하는 방법을 결정한다. 이때 구조적 손상뿐만 아니라 장비, 내용물 및 비즈니스 중단으로 인해 발생할 수 있는 잠재적인 인명 안전 및 경제적 손실을 고려한다. 공공 기관은 인프라의 상호 연결도 고려하며, 보험 회사는 적절한 보험료를 결정하고 재보험을 구매하기 위해 지진 위험 추정치를 사용한다.^[4]

지진 위험은 지진 위험 입력값을 건물, 교량 등의 구조물 및 시설의 알려진 취약성과 결합하는 지진 모델링 컴퓨터 프로그램을 사용하여 결정되는 경우가 많다. 그 결과는 경제적 손상이나 사상자의 확률을 제공하며, HAZUS 컴퓨터 프로그램이 그 예시이다.^[5] 개별 건물에 대한 정확한 지진 위험은 구성 및 조건에 따라 달라질 수 있으며, 이를 분석하는 것은 지진 위험 추정의 가장 어렵고 비싼 측면 중 하나이다.^[6]

1999년, ASTM은 상업용 부동산에 대한 지진 손실 추정 보고에 대한 지침을 발표했으며, 이는 일반적으로 최대 예상 손실 검토로 알려져 있다.^[7]

지진조사연구본부는 내륙의 활단층 지진(내륙 지각 내 지진)에 대해 발생 후에 당시의 확률값을 역산하여 몇 가지를 소개하고 있다. 예를 들어, 지진 발생 직전 30년 발생 확률은 1995년의 고베 대지진(M7.3)에서는 0.02-8%였다.^[26]

지진동 예측 지도 공학 이용 검토 위원회의 2002년 보고에 따르면, 확률론적 지진 재해 평가는 건축 구조 설계, 리스크 관리, 수명 주기 비용 평가, 부동산 감정, 지진 보험, 지역 방재 계획 등 방재정책 분야에서 사용된다.^[20] 시나리오형 지진동 평가는 특히 원자력 시설 및 초고층 건축물 등의 중요한 구조물의 설계, 지진 피해 예상 등에서 활용된다.^[27]

9. 지진 위험도 평가의 문제점

지진 위험도 평가는 19세기 후반 이후의 계측 관측 기록만으로는 부족하며, 장기간의 데이터가 필요하다. 지진 기록의 누락이나 과대평가는 오차로 이어질 수 있어 데이터의 불완전성 문제가 존재한다.^[9] 또한, 확률이 낮다고 해서 지진이 발생하는 것은 아니다. 확률이나 예상되는 최대 진도가 낮더라도, 대지진 발생 시 막대한 피해가 발생할 수 있다.^[28]

확률적 장기 평가에 대한 부정적인 견해도 있다. "확률의 크고 작음이 지진 방재의 우선순위를 좌우한다"는 비판과 "확률이 높은 지역에서는 위기 의식이 높아지지만, 낮은 지역에서는 안심으로 이어질 수 있으며, 예상하지 못한 단층에서 대지진이 발생할 수도 있으므로 확률이 낮다고 안심할 수 없다"는 지적이 있다. 또한, 확률 대신 "언제 어디서 대지진이 일어나도 이상하지 않다"는 식으로 무작위성을 강조해야 한다는 주장도 있다.

2011년 발생한 도호쿠 지방 태평양 해역 지진(동일본 대지진)은 기존 평가에서 예상하지 못했던 지진으로, 지진 위험도 평가에 대한 의문을 제기했다. 이에 따라 지진 조사 연구 추진 본부는 전국 지진동 예측 지도의 갱신을 일시 중단하고, 평가 방법을 개선하여 2014년부터 재개했다. 개선된 평가 방법은 저빈도 거대 지진이나 복수의 활단층 연동을 고려하며, 1만 년이나 10만 년 주기의 초장기 예측 지도를 공표하기 시작했다. 또한, 진원 단층을 미리 특정하기 어려운 지진에 대한 평가를 진행하고, 해일퇴적물 조사 및 지각 변동 관측 결과를 적극적으로 활용하고 있다.^[29][30][31]

참조

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_[4] 문서 Simple Survey Procedures for Seismic Risk Assessment In Urban Building Stocks http://www.uni-kasse[...]
_[5] 웹사이트 Fema: Hazus https://web.archive.[...] 2022-01-17
_[6] 학술지 Fire Research Division http://fire.nist.gov[...] 2008-12-11
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_[8] 서적 Acceptable Risk Processes: Lifeline and Natural Hazards https://web.archive.[...] ASCE, TCLEE
_[9] 문서 地震の事典
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_[12] 문서 地震調査研究推進本部 地震調査委員会 長期評価部会・強震動評価部会、「[https://www.jishin.go.jp/evaluation/seismic_hazard_map/shm_report/shm_report_2004/ 確率論的地震動予測地図の試作版（地域限定－西日本）]」内「説明文」§1（31頁） 2004-03-25
_[13] 문서 地震動予測地図工学利用検討委員会、2002年
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_[15] 문서 力武、2001年
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_[17] 간행물 活断層を考慮した神戸における地震危険度評価 http://www.jsce.or.j[...] [[토목학회]] 1996
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_[22] 문서 暫定訳
_[23] 문서 地震動予測地図工学利用検討委員会、2002年
_[24] 문서 暫定訳
_[25] 문서 地震動予測地図工学利用検討委員会、2002年
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