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| 혼합분포함수를 이용한 동해 지진자료의 확률론적 빈도해석 |
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신지예, 김태웅, 김석천, 윤성범 |
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| Statistical Frequency Analysis of Earthquake Data at East Sea Using Mixed Distribution Functions |
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Ji Yae Shin, Tae-Woong Kim, Seok Cheon Kim, Sung Bum Yoon |
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| Abstract |
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In Korea, the occurrence frequency of earthquakes has recently increased compared to the past. In neighboring countries such as Japan and China, damage from major earthquakes has also increased leading to high earthquake risk. This study quantitatively estimated the occurrence probability and frequency of huge earthquake using statistical frequency analysis on instrumental earthquake data at East sea in order to cope with earthquake damage. After adapting Various distribution functions such as Gumbel, Lognormal, Gamma, and Weibull for earthquake data, we applied mixed distributions to reflect the characteristics of the occurrence of earthquakes. The results show that the mixed models estimated earthquake magnitude larger than the Gutenberg-Richter (G-R) equation, and the mixed Gumbel distribution estimated most closed values with the G-R equation. It was found that the G-R equation is very limited to estimate a huge earthquake since there is no observed data over magnitude 8.0 and the frequency analysis is also limited to be applied in practice because the lack of data induces high uncertainty on the estimates of 1,000 year-earthquake. However, this study has an experiential significance in that the statistical frequency analysis was applied to instrumental earthquake data at East sea as an alternative. |
| Key Words:
Earthquake data; Gutenberg-Richter equation; Mixed distribution; Statistical frequency analysis |
| 요지 |
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최근 국내에서는 지진의 발생빈도가 과거와 비교하여 점차적으로 증가하고 있으며, 주변국가인 일본과 중국에서도 대규모의 지진으로 인한 피해가 빈번하게 발생하면서 지진에 대한 위험도가 증가하고 있다. 본 연구에서는 지진으로 발생되는 피해에 대비하기 위하여 동해 연안의 지진자료에 확률론적 빈도해석을 적용하여 지진의 발생확률 및 발생빈도를 정량적으로 산정하였다. 연도별 최대값을 활용하는 수문빈도해석과는 다르게 연도별 지진의 발생유무를 반영하기 위하여 혼합분포함수를 활용하였으며, 분포모형으로는 Gumbel, Lognormal, Gamma, Weibull 분포를 적용하였다. 적용결과, 국내의 지진-규모식보다 혼합분포모형이 재현기간에 대하여 지진규모를 작게 산정되는 것을 확인할 수 있었으며, 분포모형 중 500년 이하의 재현기간에 대해서는 혼합 Gumbel, Weibull 분포모형이, 500년 이상의 재현기간에서는 혼합 Lognormal, Gamma 분포모형이 지진-규모식과 가장 근접한 결과를 도출하였다. 본 연구의 비교 분석을 위하여 사용된 규모-빈도식에서는 $M_w$ 8.0 이상의 관측자료가 존재하지 않아 그 이상 규모의 지진에 대한 발생빈도의 정확도가 낮으며, 지진빈도해석 역시 31개의 적은 수의 지진 관측자료를 이용하여 1,000년 빈도의 지진규모를 추정하였으므로, 신뢰성이 낮은 한계가 존재한다. 하지만 본 연구는 국내의 관측자료를 활용하여 확률론적 지진빈도해석을 수행함으로써, 새로운 접근방법으로 지진의 발생빈도를 추정하였다는데 의의가 있다. |
| 핵심용어:
지진자료; 구텐베르그-리히터 관계식; 혼합분포함수; 확률론적 빈도해석 |
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