There are growing concerns that the recently implemented Earthquake Early Warning service is overestimating the rapidly provided earthquake magnitudes (M). As a result, the predicted damages unnecessarily activate earthquake protection systems for critical facilities and lifeline infrastructures that are far away. This study is conducted to improve the estimation accuracy of M by incorporating the observed S-wave seismograms in the near source region after removing the site effects of the seismograms in real time by filtering in the time domain. The ensemble of horizontal S-wave spectra from at least five seismograms without site effects is calculated and normalized to a hypocentric target distance (21.54 km) by using the distance attenuation model of Q(f)=348f0.52 and a cross-over distance of 50 km. The natural logarithmic mean of the S-wave ensemble spectra is then fitted to Brune’s source spectrum to obtain the best estimates for M and stress drop (SD) with the fitting weight of 1/standard deviation. The proposed methodology was tested on the 18 recent inland earthquakes in South Korea, and the condition of at least five records for the near-source region is sufficiently fulfilled at an epicentral distance of 30 km. The natural logarithmic standard deviation of the observed S-wave spectra of the ensemble was calculated to be 0.53 using records near the source for 1~10 Hz, compared to 0.42 using whole records. The result shows that the root-mean-square error of M and ln(SD) is approximately 0.17 and 0.6, respectively. This accuracy can provide a confidence interval of 0.4~2.3 of Peak Ground Acceleration values in the distant range.

In low to moderate seismic regions, there are limited earthquake ground motion data recorded from past earthquakes. In this regard, th e Gyeongju earthquake (M=5.8)occurred on September 12, 2016 produces valuable information on ground motions. Ground motions w ere recorded at various recording stations located widely in Korean peninsula. Without actual recoded ground motions, it is impossible t o make a ground motion prediction model. In this study, a point source model is constructed to accurately simulate ground motions rec orded at different stations located on different soil conditions during the Gyeongju earthquake. Using the model, ground motions are ge nerated at all grid locations of Korean peninsula. Each grid size has 0.1°(latitude)x0.1°(longitude). Then a contour hazard map is constr ucted using the peak ground acceleration of the simulated ground motions

1996년 12월 13일 강원도 영월군 지역에서 국지규모(M_L) 4.5의 지진이 발생하였다. 진앙은 37.2545^{\circ}N, 128.7277^{\circ}E이며, 지체구조구상 옥천습곡대에 해당한다. 지진자료의 필터링 대역에 따라 파형역산을 수행하였는데, 0.02\sim0.2 Hz 필터링 대역을 적용할 경우 진원 깊이는 6 km, 지진모멘트는 1.3\times10^{16} N\cdotm로 추정되었다. 이 지진모멘트는 모멘트규모(M_W) 4.7에 해당한다. 파형역산과 P파의 초동 극성 분석을 통한 영월 지진의 발진기구는 역단층 성분을 포함한 주향이동단층 특성을 보이며, 주응력 방향은 동북동-서남서 방향이다. 스펙트럼 분석을 통해 추정된 모멘트규모는 4.8이며, 이는 파형역산에 의해 추정된 모멘트규모와 비슷하다. 평균 응력강하는 14.3 MPa로 추정되었다.

2002년 12월 10일 발생한 철원지진에 의해 기록된 지진파의 파상(phase)분석을 하고, 진원위치, 발생시간, 지진규모 등의 진원요소를 연구하였다. 이 연구에서는 기상청과 한국지질자원연구원의 지진관측망에 의해 기록된 속도 및 가속도 자료를 사용하였다. 이 지진은 휴전선 이북에서 발생한 관계로 휴전선 이남에서 직접파인 Pg가 기록된 관측소는 5곳에 불과하다. 또 굴절파의 초동파인 Pn은 대부분의 관측소에서 구분하기 어렵다. 이러한 이유로 진원 결정에서 기존의 방법으로는 오차가 클 가능성이 있다. 기록된 각 파의 구분을 위하여 Kim et a1. 개발한 파상 분석법과 주시곡선을 사용하여 P 및 S파의 직접파, 반사파 및 굴절파를 구분하였다. 진원위치 및 발생시간을 결정하기 위하여 기존의 방법에서 사용되는 Pg, Pn, Sg, Sn 파 외에 PmP 및 SmS 파를 추가로 사용하여 정확도를 증가시켰다. 진앙거리 200km 미만의 11개 자료로 결정한 철원지진의 진앙은 북위 38.81도, 동경 127.22도, 그리고 진원 깊이는 12.0km이며, 발생시간은 7시 42분 51.4초(한국시간)이다. Richter의 지진규모 정의에 따라 계산된 각 관측소의 평균적 지진규모는 M_{L} 3.6이다. 이 규모는 기상청과 한국지질자원연구원에서 결정한 규모보다는 각각 0.2와 0.5만큼 작다

1994년 7월 25일 발생한 황해남부 지진(Mb=5.5)의 지진원 요소들을 결정하였다. 지진원 요소들을 결정하기 위하여 이 지진에 대하여 이전의 연구에서 얻어진 지진발생기구를 사용하였다. 지진발생기구에 의하면, 이 지진은 거의 동서방향의 압축응력장에 주향이동성분이 가미되어 발생한 것을 암시한다. 지진원 요소들은 단주기 및 장주기 P파에 대한 원지장 스펙트럼으로부터 계산되었다. 지진모멘트(M0), 코너주파수(f0), 지진원 반경(r) 및 응력강하량(\Delta\sigma)은 각각 M0 = 3.18\times1024 dyne-cm, f0=0.3 Hz, r=3.7km, \Delta\sigma=27bar로 구해졌다. 지진모멘트로부터 산정한 모멘트 규모는 5.6으로 나타났다.

The earthquake source parameters of Daegu and Incheon Earthquakes occurred on July, 1985 are redetermined and compared with those reported by Central Meteorological Office of Korea(CMO). Instead of the travel time table used in CMO, the seismic velocity structure calculated from the explosion seismic records of the southern part of Korea is adopted in determining source parameters, P-wave and S-P wave arrival times obtained from seismograms recorded in the networks of KIER and JMA including CMO are used. The discrepancies of determined epicenter and focal depth between CMO and the present work appear to be 6∼8 ㎞ and about 10 ㎞, respectively. In conclusion, the potential error included in epicenter of the Korean instrumental earthquake data is supposed to be about 10 km for the earthquakes(M$gt;3) occurred within the CMO network. However, the error will probably be more than 10 ㎞ for smaller earthquakes or earthquakes of the outside of the network.

The electric coupling between the lithosphere and the ionosphere is examined. The electric field is considered as a timevarying irregular vertical Coulomb field presumably produced on the Earth’s surface before an earthquake within its epicentral zone by some micro-processes in the lithosphere. It is shown that the Fourier component of this electric field with a frequency of 500 Hz and a horizontal scale-size of 100 km produces in the nighttime ionosphere of high and middle latitudes a transverse electric field with a magnitude of ~20 mV/m if the peak value of the amplitude of this Fourier component is just 30 V/m. The time-varying vertical Coulomb field with a frequency of 500 Hz penetrates from the ground into the ionosphere by a factor of ~7×105 more efficient than a time independent vertical electrostatic field of the same scale size. The transverse electric field with amplitude of 20 mV/m will cause perturbations in the nighttime F region electron density through heating the F region plasma resulting in a reduction of the downward plasma flux from the protonosphere and an excitation of acoustic gravity waves.