Quelltext der Seite JMA-Magnituden-Skala

Die '''JMA-Magnituden-Skala''' ([[Japanische Schrift|jap.]] {{lang|ja|気象庁マグニチュード}}, ''Kishō-chō magunichūdo''), kurz M<sub>j</sub> oder M<sub>jma</sub> oder auch mit großgeschriebenem Index, ist die in Japan von der [[Japan Meteorological Agency]] (JMA, ''Kishō-chō'') verwendete Methode zur Messung von [[Erdbeben]]-[[Magnitude (Erdbeben)|Magnituden]].

Die Methode wurde zum 25. September 2003 geändert<ref>{{Internetquelle |url=https://www.jma.go.jp/jma/press/0309/17a/m.pdf |titel={{lang|ja|気象庁マグニチュード算出方法の改訂について}} |werk=jma.go.jp |hrsg=Japan Meteorological Agency |datum=2003-09-17 |sprache=ja |format=PDF; 233&nbsp;kB |abruf=2024-04-26}}</ref> und besteht aus 5 Metriken die in folgender Priorität verwendet werden: M<sub>jJ</sub>, M<sub>jD</sub>, M<sub>jV</sub>, M<sub>jd</sub> und M<sub>jv</sub>.<ref name="bosai" /> Sie kombiniert damit Bodenamplituden für große Erdbeben mit Boden-Geschwindigkeitsamplituden für kleine Erdbeben und ist geeignet für Erdbeben beliebiger Tiefe.

== Alte Methode bis 24. September 2003 ==
Die Berechnungsvorschrift wurde ursprünglich 1954 von [[Chūji Tsuboi]] als [[dimensionslose Kennzahl]] wie folgt definiert:
:<math>M_\mathrm{j} = \log_{10}\underbrace{\sqrt{A_N^2 + A_E^2}}_A \,+ 1{,}73 \log_{10}\left(\Delta\right) - 0{,}83</math>
wobei A die Bewegung der Oberfläche als maximale Bodenamplitude bezeichnet, gemessen mittels der horizontalen Nord-Süd- <math>A_N</math> bzw. Ost-West-Komponenten <math>A_E</math> in Mikrometern bei einer Periode von weniger als 5 Sekunden (in der Praxis etwa 3 Sekunden) und <math>\Delta</math> die Entfernung zum [[Epizentrum]] in Kilometer.<ref name="Noguchi" /><ref name="jma-net" />

Sie entspricht im Prinzip linear der [[Oberflächenwellen-Magnituden-Skala]] M<sub>S</sub> (die jedoch bei einer Periode von 20 Sekunden gemessen wird). So beträgt die Abweichung M<sub>j</sub> − M<sub>S</sub> bei Beben von M<sub>S</sub> > 6,5 lediglich −0,14. Für M<sub>S</sub> < 5,0 wächst dies jedoch auf +0,55 an und die JMA-Magnituden-Skala entspricht dann eher der [[Kurzperiodische Raumwellen-Magnituden-Skala|Kurzperiodischen Raumwellen-Magnituden-Skala]] m<sub>b</sub>.<ref name="Noguchi" />

Für kleinere Erdbeben (M ≤ 5,5) werden weiterhin die Geschwindigkeitsamplituden hinzugezogen und gemäß Kanbayashi und Ichikawa (1977) bzw. Takeuchi (1983) verwendet:
:<math>M_\mathrm{j} = \log_{10}\left(A_Z\right) + 1{,}64 \log_{10}\left(\Delta\right) + \alpha</math>
wobei <math>A_Z</math> die maximale Geschwindigkeitsamplitude in cm<sup>−3</sup>/s ist und <math>\alpha</math> ein [[Seismometer]]-spezifischer Korrekturwert.<ref name="jma-net" />

Beide Formeln werden nur für oberflächennahe Erdbeben, d.&nbsp;h. jene mit einer [[Herdtiefe]] <math>H</math> ≤ 60&nbsp;km, verwendet. Für größere Herdtiefen wird stattdessen folgende Formel nach Katsumata (1964) benutzt:
:<math>M_\mathrm{j} = \log_{10}\left(A\right) + K\left(\Delta, H\right)</math>
wobei der Koeffizient <math>K\left(\Delta, H\right)</math> aus einer Liste entnommen wird.<ref name="jma-net" />

Es wird versucht möglichst viele Messstationen heranzuziehen aus deren einzelnen Magnituden dann der Mittelwert berechnet wird.<ref name="jma-net" />

== Neue Methode ab 25. September 2003 ==
Die neue Methode verwendet die fünf Metriken <math>M_\mathrm{jJ}</math>, <math>M_\mathrm{jD}</math>, <math>M_\mathrm{jV}</math>, <math>M_\mathrm{jd}</math> und <math>M_\mathrm{jv}</math>, die in absteigender Priorität verwendet werden.

<math>M_\mathrm{jJ}</math> wird wie bei der alten Methode für große und oberflächennahe Erdbeben (<math>H</math> < 60&nbsp;km) verwendet und entspricht Tsubois Formel, basierend auf den Beschleunigungsdaten der lokalen [[Meteorologisches Observatorium|meteorologischen Observatorien]].<ref name="bosai" />

Sollte die JMA nicht die Unabhängigkeit eines Seismometer-spezifischen Korrekturwertes <math>C_D</math> (= 0,2 für D93-Seisometer) auf die Magnitude (üblicherweise <math>M_\mathrm{j} \ge 7</math>) bestätigen können, wird folgende Formel von Katsumata (2004) verwendet:
:<math>M_\mathrm{jD} = \frac{1}{2} \log_{10}\left(A_N^2 + A_E^2\right) + \beta_D\left(\Delta, H\right) + C_D</math>
wobei <math>\beta_D\left(\Delta, H\right)</math> die Abhängigkeit beider Parameter voneinander beschreibt.<ref name="bosai" />

Für die Messstation muss dabei <math>H</math> > 30&nbsp;km und <math>\Delta</math> < 700&nbsp;km gelten. Wenn weniger als drei Stationen diese Bedingung erfüllen werden weitere bis <math>\Delta</math> < 2000&nbsp;km hinzugezogen, wobei die Skala dann als <math>M_\mathrm{jd}</math> bezeichnet wird.<ref name="bosai" />

Für Stationen die <math>H</math> > 5&nbsp;km und <math>\Delta</math> < 400&nbsp;km erfüllen wird eine Skala basierend auf Geschwindigkeitsmagnitude nach Funasaki (2004) verwendet:
:<math>M_\mathrm{jV} = \alpha \log_{10}\left(A_Z\right) + \beta_V\left(\Delta, H\right) + C_V</math>
<math>\alpha</math> ist eine Konstante mit dem Wert 1/0,85, <math>A_Z</math> ist die maximale Geschwindigkeitsamplitude der vertikalen Komponenten eines EMT-, EMT76- oder E93-Seismometers in 10<sup>−5</sup>m/s und <math>\beta_D\left(\Delta, H\right)</math> und <math>C_V</math> analog wie bei <math>M_\mathrm{jD}</math>.
Wenn weniger als 4 Stationen diese Bedingung erfüllen werden weitere bis <math>\Delta</math> < 1000&nbsp;km hinzugezogen, wobei die Skala dann als <math>M_\mathrm{jv}</math> bezeichnet wird.<ref name="bosai" />

Alle diese Magnituden werden für die in Frage kommenden Messstationen einzeln berechnet und gemittelt, anschließend die jeweiligen Stationsmagnituden die um mehr als 0,5 vom jeweiligen Mittelwert abweichen entfernt, und erneut gemittelt. <math>M_\mathrm{jJ}</math>, <math>M_\mathrm{jD}</math>, <math>M_\mathrm{jV}</math>, <math>M_\mathrm{jd}</math> oder <math>M_\mathrm{jv}</math> mit einer [[Empirische Standardabweichung|Standardabweichung]] ≥ 0,35 bleiben unberücksichtigt.<ref name="bosai" />

== Siehe auch ==
* [[JMA-Skala]] zur Messung der Intensität

== Einzelnachweise ==
<references>
<ref name="jma-net">
{{Internetquelle |url=http://www.jma-net.go.jp/ishigaki/school/200305/jisin05.htm |titel={{lang|ja|マグニチュード(M)と震度について}} |werk=jma-net.go.jp |offline=1 |archiv-url=https://web.archive.org/web/20110823103248/http://www.jma-net.go.jp/ishigaki/school/200305/jisin05.htm |archiv-datum=2011-08-23 |sprache=ja |abruf=2024-04-26}}
</ref>

<ref name="bosai">
{{Internetquelle |url=http://www.fnet.bosai.go.jp/event/mj.php?LANG=en |titel=What is Mj? |werk=fnet.bosai.go.jp |hrsg=Broadband Seismic Network Laboratory, Earthquake and Volcano Data Center, National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention – NIED {{lang|ja|防災科研}} |sprache=en |offline=1 |archiv-url=https://web.archive.org/web/20210511143636/https://www.fnet.bosai.go.jp/event/mj.php?LANG=en |archiv-datum=2021-05-11 |abruf=2024-04-26}}
</ref>

<ref name="Noguchi">
{{Literatur
 |Autor=Shin’ichi Noguchi
 |Titel=On the Relation between Surface-Wave Magnitude and JMA magnitude
 |Sammelwerk=Journal of the Faculty of Science, Hokkaido University. Series 7, Geophysics
 |Sprache=en
 |Band=Volume 6
 |Nummer=1
 |Jahr=1979
 |Seiten=213–224
 |Online=https://eprints.lib.hokudai.ac.jp/dspace/handle/2115/8716}}
</ref>
</references>

{{Navigationsleiste Erdbebenskalen}}

[[Kategorie:Erdbebenskala]]
[[Kategorie:Wissenschaft und Forschung in Japan]]