전 세계와 지역별 섭입대 지진동 예측 모델 비교

초록

본 연구는 일본, 대만, 중남미, 그리스 등 네 개의 섭입대 지역에서 M6 이상 지진 데이터를 이용해 글로벌 및 로컬 지진동예측모델(GMPE)의 적합성을 평가한다. BCHydro 글로벌 모델이 전 지역에서 상위 성능을 보였으며, Zhao et al. (2006) 모델이 그 뒤를 이었다. 대만과 그리스에서는 지역 모델인 Lin·Lee (2008)이 특히 좋은 결과를 나타냈다. 적합도 평가는 Scherbaum 등(2009)의 로그우도(LLH) 방법을 사용했으며, 이벤트별·관측별 변동성 분석이 모델의 평균 예측과 변동 범위 내에 있는지를 확인하는 데 필수적임을 강조한다.

상세 분석

이 논문은 섭입대 지진에 대한 확률론적 지진위험평가(PSHA) 시 GMPE 선택이 결과에 미치는 영향을 정량적으로 검증한다. 데이터베이스는 Abrahamson 외(제출 예정)에서 개발한 새로운 BCHydro 서브덕션 글로벌 GMPE 구축을 위해 수집된 M6 이상 사건 1,200여 건을 포함한다. 분석 대상은 인터페이스와 인트라슬래브 두 유형을 모두 포괄하며, 각 사건에 대해 진원거리, 진원 깊이, 지반조건( Vs30) 등을 정규화하였다. 모델 비교는 Scherbaum et al. (2009)의 로그우도(LLH) 지표를 기본으로 하여, LLH 값이 낮을수록 관측과 예측의 차이가 작음을 의미한다. 또한, 모델별 평균 잔차와 표준편차를 통해 between‑event(τ)와 within‑event(ϕ) 변동성을 별도 추정하였다. 결과는 BCHydro 모델이 전 세계 모든 지역에서 평균 LLH가 가장 낮아 전반적인 적합도가 우수함을 보여준다. Zhao et al. (2006) 모델은 특히 일본과 중앙·남미에서 비슷한 수준의 성능을 보였으며, 이는 해당 모델이 광범위한 데이터셋(전 세계 30개 이상 섭입대)으로 보정되었기 때문이다. 반면, Lin·Lee (2008) 모델은 대만과 그리스에서 현지 지진특성(예: 얕은 인터페이스 단층, 높은 Vs30)과 잘 맞아 LLH가 두드러지게 낮았다. Scherbaum 방법은 단일 숫자로 전체 적합도를 제공하지만, τ와 ϕ가 모델이 제시한 변동성 한계 내에 있는지를 검증하지 않으면 과대/과소평가 위험이 있다. 따라서 논문은 LLH와 더불어 변동성 분석을 병행할 것을 권고한다.