マグニチュードと震度の違いは何ですか？

マグニチュード（M）は地震そのもののエネルギーの大きさを表す値で、震源から離れても変わりません。一方、震度は特定の場所での揺れの強さを表し、震源距離・深さ・地盤条件によって変わります。同じMでも震源の近くと遠くでは震度が大きく異なります。

気象庁震度スケールとMMIスケールはどう違いますか？

気象庁震度は0、1、2、3、4、5弱、5強、6弱、6強、7の10階級で、震度計の3成分の加速度記録にフィルターをかけて求める計測震度から決まります。MMI（改正メルカリ震度階）はI〜XIIの12段階で、被害や体感の記述が基準です。本計算機はPGA（最大地盤加速度）だけから両者の目安を示すため、正式な震度の代わりにはなりません。

地震モーメントM0とは何ですか？

地震モーメントM0（単位：N·m）は断層のずれ量・面積・岩石の剛性率から計算される物理量で、地震のエネルギー放出量を最も正確に表します。モーメントマグニチュードMwはM0から定義され（Mw = 2/3×(log₁₀M0 - 9.1)）、大地震の規模評価に広く使われます。

TNT換算とはどのような意味ですか？

地震のエネルギーをTNT火薬の爆発エネルギー（1kg TNT ≈ 4.18×10⁶ J）に換算した値です。例えばM9.0の東北地方太平洋沖地震は約4.8億トンのTNTに相当し、広島原爆（約15kiloton）の約3.2万発分のエネルギーに相当します。

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地球物理シミュレーター

地震マグニチュード・震度変換計算機

要点（クイックアンサー）
モーメントマグニチュードは Mw = (2/3)·(log₁₀M₀ − 9.1)。エネルギーは log₁₀E = 1.5·M + 4.8 で、M が 1 増えるとエネルギーは約 32 倍（10^1.5）。マグニチュード（地震の規模）と震度（各地の揺れの強さ）は別物です。

マグニチュード・震源深さ・震央距離を変えて、PGA（最大地盤加速度）・気象庁震度・MMIスケールをリアルタイム計算。地震波の伝播をビジュアルで確認。

パラメータ設定

マグニチュード M

震源深さ h (km)

震央距離 R (km)

有名地震プリセット

計算結果

気象庁震度（目安） —

MMI（目安） —

計算結果

—

地震モーメント M₀ (N·m)

—

Mw（モーメント）

—

放出エネルギー E (J)

—

TNT換算 (kt)

—

PGA 推定値 (gal = cm/s²)

地震波伝播シミュレーション

PGA 距離減衰曲線

理論・主要公式

$M_w = \frac{2}{3}(\log_{10}M_0 - 9.1)$
$\log_{10}E = 1.5M + 4.8$
$$\begin{aligned}&\log_{10}\text{PGA} = 0.41M + 1.30\\ &\quad - 0.0034R - \log_{10}(R + c)\\ &c = 0.032\cdot 10^{0.41M}\end{aligned}$$（Fukushima–Tanaka (1990)。Rは本来断層面までの最短距離。本ツールは震源距離 √(R²+h²) で代用）

地震マグニチュード・震度変換計算機とは

🙋

マグニチュードと震度って、どう違うんですか？ニュースで「M7.3、震度5強」って言ってたけど、同じ地震なのに場所によって震度が違うのはなぜ？

🎓

大まかに言うと、マグニチュード（M）は地震そのものの「エネルギーの大きさ」、震度はあなたが立っている場所の「揺れの強さ」だよ。例えばこのツールでM7・深さ20kmにすると、震央付近（1km）ではPGA約289 gal・震度5強の目安、100km離れると約53 gal・震度4の目安になる。このシミュレーターで、上の「震央距離 R」のスライダーを動かしてみると、震度がどう変わるか一目瞭然だ。

🙋

え、そうなんですか！じゃあ、震源が深いか浅いかでも変わるんですか？「震源深さ h」のパラメータも意味があるんですね。

🎓

その通り！実務では、震源が浅い直下型地震の方が、同じマグニチュードでも地表の揺れは強くなる傾向があるんだ。例えば、深さ10kmのM7と深さ100kmのM7では、震央での震度が1階級以上違うこともある。ツールで「震源深さ h」を変えながら「気象庁震度」の表示を確認してみて。距離による減衰はモデルに入っているけれど、その場所の地盤による増幅は入っていない点に注意してね。

🙋

「TNT換算」って何ですか？マグニチュード8のエネルギーが「xxメガトン」って出てきました。すごい大きい数字です。

🎓

地震のエネルギーを、みんながイメージしやすい爆薬の量に例えたものだ。例えば、M8.0は約15メガトン（TNT火薬換算）で、これは歴史上最大の水爆「ツァーリ・ボンバ」の約0.3倍のエネルギーに相当する。シミュレーターでマグニチュードをM6からM9に上げてみると、エネルギーが指数関数的に爆増するのがわかる。これが「マグニチュードが1増えるとエネルギーは約32倍」と言われる所以だね。

よくある質問

震央距離が非常に大きい場合、マグニチュードや深さの変化がPGAに与える影響が減衰式の誤差範囲に収まることがあります。また、震度は整数値で表示されるため、PGAの微小な変化が震度階級の変化として現れない場合があります。スライダーを細かく動かしてPGAの数値変化を確認してください。

MMI（修正メルカリ震度）は主に海外で使われる12段階の震度階級で、建物被害や人間の体感に基づきます。気象庁震度は日本独自の10段階（0〜7）で、計測震度計の波形から計算されます。本ツールではPGAから両者を推定していますが、地域ごとの地盤特性は考慮していないため参考値としてご利用ください。

本ツールは単一の減衰式（経験式）を用いた簡易推定です。実際の地震では地盤増幅、断層の破壊方向、地形効果などが影響するため、観測値と大きく異なることがあります。Fukushima–Tanaka式そのもののばらつきも常用対数の標準偏差で0.21あり、1σでも約0.6〜1.6倍の幅です。特に震央距離が短い場合や軟弱地盤では乖離が大きくなるため、あくまで傾向把握用としてお使いください。

震源から同心円状に広がる波面を模式的に表示しています。波面の色は揺れの強さを表していません。深さと震央距離は同じ縮尺で描き、点線で計算に使う震源距離を示します。実際の地震波はP波とS波で速度が異なり、地盤によって屈折しますが、本ビジュアルでは均質な地盤を仮定した単純化モデルです。

実世界での応用

防災・都市計画：特定の活断層で想定される最大マグニチュードの地震が起きた時、市内の各地区でどの程度の震度になるかをシミュレーションし、避難所の耐震強化優先順位や地域防災計画の策定に活用されます。

建築・土木設計：建築物の耐震設計では、建設地における想定震度が基本入力となります。本ツールのような簡易計算は、地盤条件を加味した詳細な解析を行う前の初期検討や、異なる立地条件の比較に用いられます。

地震速報・緊急地震速報システム：観測点で得られた初期微動（P波）のデータからマグニチュードと震源位置を即時推定し、主要動（S波）が到達する前に、各地の予想震度と到達時間を計算して発表する技術の基礎となります。

地震保険・リスク評価：保険会社が地震保険の料率を設定する際や、企業が事業継続計画（BCP）を策定する際に、特定の地点で一定期間内に特定の震度に見舞われる確率（地震ハザード）を評価するプロセスで、基本的な震度推定モデルとして利用されます。

よくある誤解と注意点

このツールを使う上で、特に実務を意識するなら押さえておきたいポイントがいくつかあります。まず、「計算結果はあくまで平均的な地盤での目安」だということ。ツールの式（Fukushima–Tanaka 1990）は平均的な地盤条件での回帰式で、特定の地点の地盤は反映しません。軟らかい堆積層の上では揺れが大きく、硬い岩盤では小さくなります。例えば、同じ震源から20kmの地点でも、硬い山地では震度5弱と計算されても、埋立地や谷底平野では震度5強以上になる可能性があります。次に、マグニチュードと震度の関係は単純比例ではない点。M7がM6の約32倍のエネルギー（log₁₀E = 1.5M + 4.8）だからといって、震度が1階級上がるわけではありません。震源から十分離れた地点では、Mが1上がっても震度はほとんど変わらないこともあります。最後に、「震央距離」と「震源距離」の違い。ツールの入力は「震央距離R」ですが、実際の揺れは震源からの直線距離「震源距離」で決まります。深さ50kmの地震で震央距離1km（入力の最小値）と入力すると、震源距離は50kmとして計算されます。震央から離れた地点の計算では、この差は無視できますが、震央近くで浅い地震を扱う際は意識が必要です。

使い方ガイド

マグニチュード欄にM3～M9.5の値を入力（計算ではモーメントマグニチュードMwとして扱います。気象庁マグニチュードMjとは大地震で値が異なります）
震源深さ欄に5～700 kmの値を入力（浅発地震0～70km、中発70～300km、深発300km以上）
震央距離欄に1～1000 kmの値を入力すると、PGA推定値・気象庁震度・MMIスケール値がリアルタイムで出力されます

具体的な計算例

2011年東北地方太平洋沖地震（Mw9.0、震源の深さ24km）の震央から仙台市役所までは約175kmです。M=9.0、h=24、R=175を入力すると震源距離は約177km、PGAは約73 gal、震度の目安は4になります。実際には仙台市内で震度5強〜6強（宮城野区で6強）が観測されました。差の主な理由は、長さ数百kmの断層面が仙台の沖合まで広がっていたのに、本ツールは震源を1点とみなして震源距離を使うことです。1995年兵庫県南部地震は気象庁マグニチュード7.3、モーメントマグニチュードは約6.9です。M=6.9、h=16、神戸市中央区までの震央距離R=17を入力するとPGAは約250 gal（震度の目安は5弱と5強の境目）ですが、気象庁の解説では神戸で818 galが記録されています。どちらも、単一の距離減衰式と点震源で求めた値が観測を大きく下回りうることを示す例です。

実務での注意点

気象庁マグニチュードMjとMwは大地震で差が出ます（例：兵庫県南部地震はMj7.3、Mw約6.9）。入力するMの種類を確認してください
PGA推定値は経験的距離減衰式（福島・田中 1990）に基づいており、地盤種別（岩盤・砂質土・粘性土）による補正係数は別途考慮が必要
大地震では断層面が広がるため、震源距離を使う本ツールは震源域に近い地点の揺れを過小評価しやすくなります（上の東北の例）
最大加速度が大きい地点ほど震度が大きいとは限りません。気象庁は、揺れの周期や継続時間によって震度と加速度の関係が変わると解説しています

準拠規格・前提条件

準拠/参考： モーメントマグニチュード Mw = (2/3)(log₁₀M₀ − 9.1)（Hanks & Kanamori 1979 / USGS）。放出エネルギー log₁₀E = 1.5M + 4.8（Gutenberg–Richter、E は J）。TNT 換算 1 kt = 4.184×10¹² J。PGA 距離減衰は Fukushima & Tanaka (1990)：log₁₀PGA = 0.41M − log₁₀(R + 0.032·10^(0.41M)) − 0.0034R + 1.30（gal）。

モデルの前提： スライダーの M をモーメントマグニチュード Mw とみなす。PGA には震源距離 $\sqrt{R^2+h^2}$（震央距離 R と深さ h から算出）を用いる。Fukushima–Tanaka式と同じ平均的な地盤条件を仮定する。MMIはWaldら（1999）のPGA区分（%g）をgalに換算した目安（震度VII超ではPGVの方が適するとされる）。気象庁震度は正式には3成分の波形から求める計測震度で決まりPGAだけでは決まらないため、表示は粗い目安である。

適用範囲・限界： 単一の経験的距離減衰式に基づく教育用推定。表層地盤の増幅、断層面の広がり、破壊方向・放射特性、地形効果は含まない。回帰式のばらつきは常用対数で0.21（1σで約0.6〜1.6倍）あり、断層面の広がりを無視するため大地震の震源域近くではさらに大きくずれる。耐震設計の確定値には用いないこと。