去=JM - 気象庁

験震時報第5
1巻
(
19
8
7
)1
5-2
0頁
帯広における地震の最大動振幅特性について*
小林政樹林
~
1
. はじめに
2
.
2 調査の対象とした地震
帯広における 5
9型地震計 (VI
)
と5
2型強震計 (8)の
帯広の地盤は,主に砂磯と火山灰からなる沖積層
によって構成され軟弱な地盤に属している.乙のた
N
1
0
0
aM=ー0
.
3
9
C
J=0
.
2
4
め,帯広で観測される地震動の振幅は,標準的な地
(α)
盤上で観測された振幅(標準振幅)より著しく増幅
されている.
乙の増幅された振幅を補正するための係数(振幅
係数)が勝又 (
1
9
5
4
),矢久保・大西(1
9
8
4
) らによ
って求められ 0
.4なる数値が得られている.
しかし地震計に記録される最大振幅はいろいろ
50
な要素によって影響を受けているので,その値は地
震の震源位置によっても違ってくるはずである. し
たがって,振幅係数を単一な値とするのには多少疑
問がある.これまでの調査では,地震の発生地域を
分割していないか,分割していても大ざっぱである
ため,ここでは震央分布の地域を細分化し,震央距
離,震源の深さ,地震計の種類および成分の相違な
どを考慮して帯広における振幅との関係について調
査した
~
(b)
40
aM=
ー0
.
4
7
C
J=0
.
2
5
(c)
40
aM=
ー0
.
3
0
d= 0
.
2
8
2
. 調査方法および調査の対象とした地震
2
.1 調査方法
気象庁で決定したマグニチュードを Mj,帯広で観
測された水平動の最大振幅から求めたマグニチュー
ドを Mo,振幅係数を Kとすると,乙れらの聞には次
式が得られている.
去=JM
日 -
l
o
gK=l
o
g
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.(
1
)
aM
JM=MjーMo,Aj,A。はそれぞれ Mj,
MoI
C対応する振幅を表わす.また, M。は深さ 7
0
k
m
以浅の地震を坪井(19
5
4
), 7
0k
m以深の地震を勝又
ただし,
)
.
4)
.
2
)・0-0
80
.60
.40
.
2 0 0
.
2(
)
.
40
6
第 1図
ムMの頻度分布
6M=Mj- Mo, Mj:気象庁のマグニチュー
ド Mo 帯広の観測値から求めたマグニチュ
(
19
6
4
)から算出した.
したがって,
JMがわかれば振幅係数が求められ
ード
る. ここでは,振幅係数の代りに JMを用い,各要
(
a
) 59型地震計 CVI) H<70km
素と JMの関係について検討した
(
b
) 5
2型強震計
(
c
) VIと8
cS)
H<70km
H孟 7
0
k
m
o
b
a
y
a
s
h
i MaximumA
m
p
l
i
t
u
d
eC
h
a
r
a
c
t
e
r
sr
e
c
o
r
d
e
da
tO
b
i
h
i
r
oC
R
e
c
e
i
v
e
dJ
u
l
y3
,1
9
8
7
)
*M部 品dK
*
*
劃1路地方気象台
4EA
-hd
験震時報第 5
1巻 第 1-2号
16
地震記象を対象とした.なお,期間は次のとおりで
以上言及しない. しかし, (
c
)では乙の不連続はみら
ある.
れない. (
c
)におけるム>9
00kmでは,震源が深い短
VI:1
9
7
6年 4月
,
.
.
.
.
, 1984年 1
0月
周期の卓越する地震が含まれていることが影響して
S :1
9
6
5年 1月
,
.
.
.
.
,1
9
8
4年 1
0月
いるものと思われる.
調査対象としたのは, VIで全振幅孟 3
m
mの地震で‘
t
.
M
04
あるが, VIが振り切れたものは Sの記象によった.
•
1
α
)
(
)
-ーーー」ーー
~ 3
. 各要素とL1Mの関係
: 主 宰 ぷ 三 ・ 二 ・
・・_.・三百吾首唱......~-..・・・
ー
.
.
.
・
咽
・ ・
・
.
.
.
.
・
・
.
.
.
,
.
・
・
・
『
ー
・
干
高
官
官
.
.
.
.
・
ー
・
・
.
,
.
.
・
・
・
・
・
・
・
・
・ ・ー.-,.-.・・・噌句・・・・・・
・
,
.
.
..
..
-041
3
.
1 ~M の頻度分布
制
ω
示すと第 1図のようになった.
H<70km!C発生する地震のム Mの平均値は, VIで
-1).
3
9, Sではー 0
.
4
7となる. 乙れは,
(0)
斗叶羽ザ
帯広で観測された地震を深さ (H)70kmを境界とし
て
, H<70km, H孟7
0
k
m
l
(分けて 6 Mの頻度分布を
Sで観測さ
比べて 2割程度大きく記録されて
れる振幅は, VII(
1
α
J
O
-L-
いる乙とを示している.一方,乙れらの 6 Mの標準
偏差は VIで 0
.
2
4, Sでは 0
.
2
5の値を有する.つま
t
.
M
り,ム Mは平均値の周囲にかなりの幅をもって分布
している乙とを示している.
また,
・-K神 間
∞ 4∞
2
0
0
-w-~,.-・ー-'------<
H孟70切に発生する地震の L
1Mの平均値は
-凶苓3Z4日~
.
∞ 買'
J
O
∞
ー
・6
3
.2
ご圃で一一よ一一一一・
第 2図 6 Mと震央距離は)との関係
図中の曲線は計算値による重回帰曲線
(
a
),(
b
),(
c
)は第 1図と同じ
61乙対する 6 Mの分布を第 2図 l
乙示す. 自のこで
と対する 6 Mの値のばらつきは大きく,
ムl
3
.
3
両者を直線関係で結びつける乙とは無理である. し
かし
6の増大に伴い右下り,すなわち Mj<Mol乙
注目すべきことは,
震央の分布と ~M の関係
震央地域と 6 Mとの関係を検討するために,細分
した地域区分を第 3図に示す.。乙れは,気象庁で用
なる傾向は認められる
61(対応する 6 Mの分布は,
ム <500kmで非常にばらつきが大きく (a図
)
,
いている震央区域名を参考に
6が
0
)
,MjとMoの相関係数 (
r
)
平均値 (6M),標準偏差(
を計算したものを第 1表に示す. 乙の表 l
とは更に現
6が減少するほど 6 Mが震源の深さ,発震
機構による地震波の進入経路など,種々の影響が大
きくなっていることを示している.つまり,
便宜上 1
3の区域に分
割したものである. 乙の細分した地域ごとに 6 Mの
増大するほどぱらつきが小さい乙とである (b図)
乙れは
.
.
・・・.
(c)
ー
1
.
2
震央距離 (L1) と ~M の分布
みると,
∞
αJO 1
1
一
一」
t
.
:km
・
.二
:
の増幅度は小さい.乙の乙とは,震源の深さによっ
ても振幅係数が異なることを示している.
・切
・.・
..一一ー一ー--'-ヱ
-e ・:~:.
-0.30となり, H<70切に発生する地震に比べ振幅
ま氾
業作業の利便を考慮し
水平 2成分の振幅のうち,
いずれか大きい方を用いて算出した値をム Mm とし
6 Mは
て記した.
地震の発生地域によっても大きく影響を受けている
第 1表によると
乙とを意味している.
なお,第 2図(
b
)でははっきりしないが, (
a
)におい
1)全地域のム M は
, KI乙換算すると勝又,矢久保
て 6=
主9
00kmで 6 Mの分布に不連続がみられる. 乙
らが求めた調査結果と一致する?
れは,震源が遠距離となるために,周期の長い表面
2) 6 Mは,地域によってかなりの相違がある.
波の影響を受けていると思われるが,乙乙では乙れ
3) 1区(内陸で L
1
<100km) における 6 Mは
事勝文と矢久保らの K値は,調査方法が多少異なるため,閉じ 0
.4の値でも内容的には若干の相違がある。乙の
<
:,矢久保らのは 6Mm (
S
)
1乙対応する.
場合, H<70km において勝文のはど~M(V I) 1
H
4EA
F0
帯広における地震の最大動振幅特性について
<70kmの場合,他の地域と大きく異なっている.
4) 4,5区では, H<70kmとHミ7
0
k
mとではム M
きな違いがみられる
などが自につく.
乙こでは,第 4図i
乙H孟 7
0
k
mの地震の 3区と 4,
5区におけるム Mの分布を示す. 乙の図から,両地
K大差がみられる.
5) 3区と 4,5区の H孟 7
0
k
mの地震の場合, 同じ
太平洋側に位置しながら C
L1も同程度),ム MIC
:
大
ふ
〆
r~
1
7
域における違いが明瞭である.
と,地域ごとに求められたム M と,そ乙に存在
次l
〆
。ーム M)から個々の地
する地震の M。との差 CMc=M
震についての補正を試みた
8
その補正値 McとM
j
との差(ム Mc=Mj-M
)を求め,その頻度分布を第
c
0
5図に示した.乙れは
第 1図と同じ意味をもっ図
であるが,両図を比較すると帯広の M。がかなり改
善されている乙とがわかる
4﹁トトト
d
内
'E
E
・nunυ
1
1
,
4+5
5
9
0
.
80
.
60
.
40
.
2 0
.
0 0
.
2 0
.
4aM
SOOkm
第 4図
3区と 4・5区との H孟 7
0
k
mの地震におけ
るム Mの比較
第 3図 地 域 区 分
第 1表 地 域 区 分 に よ る 各 要 素 の 値
N:地震数, .
6M:地域の.6Mの平均, σ: .
6Mの標準偏差, r:M
jとM。の相関係数,
.
6Mm :水平成分のいずれか大きい方の振幅から求めたム Mの平均
r
-
凪 型
空E
1 12 13TOTAL
2 3 4 5 6 7 8 9 101
28
1
1
4 37 54 84 5 1
1
1 83 21 28 11 8 585
0
.
6
4ー0.39
4
6-0
.
5
5-0
.
3
0ー0
.
2
5ー0
.
3
4ト
0
.
6
0-0.
.
80
.350
.430
.30f
o
.386M喝 09ー0
σ 22
.
1
7 26 0
.
2
70
.
2
30
.
1
9 0
.
24
.
1
80
.
2
20
0
.
1
90
.29 22 0
.06 0
r
79
.
8
5 97 0
0
.
9
1 0
.
9
00
.
7
50
.
9
30
.
9
3
.84 0
.
8
80
.
9
00
.
66 0
(H<
7
0
)
0
.7 ト
品 n0
0
.
4
7ト
0
.
5
3-0.28
.
4
5ー0
.
2
0f
0
.
1
4.
2
7ト
0
.32叫49.03 自
0
.38ー0
0
.24ト
0
.
20 0
5 9
45 9
3 4 234
N 16 6 52 21 41 23
0
.
3
90
.
5
70
.
3
0-0.47
9
5ー0
.
4
2ト0
.
4
7f
.
4
8
o
.46ト0
f
0
.
5
7ー0
.
6
30
.
2
1 -0.
0
.
346Mσ
1
4 08 0
22 09 0
.
25
.
2
00
.
1
90
.
0
5 0.
07 0
.29 0
.19
.
08 0
.27 0
S
r 0
.
9
9
.
8
40
0
.
9
50
.
9
70
.
9
90
.
9
7 99 0
.
9
4
.
94 0
.
9
00
0
.
9
0
0
.
9
9
く7
0
)
(
H
必命引 .
2
0-0.39
0
.
4
7ー0
.
3
8-040
.
2
3ー0
.
2
8Q
.
85ト
0
.
3
1-039ー0
f
0
.
4
70
.52ー0
0
.1
1ト
N 38 o 74 1
1 9 30 13 ゐ
9 1
1 34 14 21 268
0
.
3
20
・
0
.
2
1 ー0
6Mー0
.
0
5ー0
.
3
5ト
.
3
1 -0.30
0
.
5
6-046ー0
061.
05 03ト
0
.48.
1
4
σ 0
.
1
8
.
1
70
.
2
4 0
.
1
7 0
0
.
2
00
.1
4 24 0
.
28
.
1
80
.
1
90
.
3
00
.
1
6 0♀4 0
S r 0.97
90 0
0
.
9
1
0
.
9
6
0
.
9
6
0
.
7
8
0
.
9
7
.
9
5
0
.
9
0
0
.
9
0
0
.
9
3
0
.
9
6
(H~70)
2ト
0
.
1
1 0
0
.
5
1ー
.
2
40
.
4
0ト
0
.
45ト
.
20
ー0
.
2
9 14 1
.
04 0
凪 n崎03
0
.38 引 ー0
N
V
I
。
。
。。
。
VI
申
。 。
。
。
。。
。。
。。
。
r
o
4Ei
可
-
1
8
験震時報第 5
1巻 第 1- 2号
N
(α)
~M=ー 0.004
σ=0
.
2
2
1
0
0
6
.Mの震央分布 (VI,H
<
7
0
k
r
n
)
左上図 .:ム M孟 0
.
0
0:0
.
5壬ム M<O.O
第 6図
5
口:6.M豆 0
.
6
右 下 図 ・ : ム M孟 0
.
0
0:ム M<O.O
3
.
4 震源の深さ及び震央距離と6.M
第 1表から 4, 5区の6.Mは震源の深さによって
,
大きな差のあることがわかった.乙乙ではまず, 4
(b)
50
5区において H<
7
0
k
r
nの地震についても深さによっ
てム M に違いがあるのかどうかを検討する
0
.
0
1
d =0
.
2
2
~M=
第 6図は,
4, 5区を対象 !(H<
7
0
k
r
nの地震にお
ける個々のム M の分布を示したものである. これに
よると,数個の例外はあるが,震央が陸地ζ
l近い地
震はム M>OI
となり
陸地から遠い地震は6.M<O
l
となる傾向がみられる.一般に, 乙の地域の地震は,
海溝から陸地側に近づくにしたがい震源が深くなる
乙とが知られている. したがって,第 6図の6.Mの
(c)
分布は,震源の深さの違いによっても影響を受けて
50
いると言ってよい.
aM=ー0
.
0
8
d =0
.
2
2
前述の乙とを確かめるため
4・5区を震源とす
る全ての地震についてム M と震源の深さ (H),震央
距離は)の関係を調べた.その結果を第 7図に示す.
a
)
乙の図から, 6
.M は震源が深くなるほどプラス側 (
に, L
1が大きくなるほど、マイナス側(叫に傾く乙とが
0
.
6
0
.
4
0
.
2 00
.
20
.
40
.
6
AMc
ー
瞭である.
と,第 6図での6.Mの分布をもとに
次l
4, 5区
l分割する乙とを試みた(第 6図参照).
を A, B区ζ
第 5図 補 正 後 の ム Mcの頻度分布
H<70krnの地震について
それぞれの6.Mの平均値
を求めると,第 2表のような値が得られた乙切結
。
。
βMc=Mj-Mc
,Mc=M。ーム M,
E扇:地域ごとに求められたム Mの平均値
(
a
),(
b
),(
c
)は第 1図と同じ
認められる.すなわち, 6
.MとH, L
1との対応は明
0
)は
, A, B区に分
果
, 乙の区域における標準偏差(
BA
噌
19
帯広における地震の最大動振幅特性について
H
o
o
6
金
色
6
企
4
0
‘~今o
60
6
0
-4ト
│
o f
f
'
ふ Q
o
l
~鉛伊ゐ\、
。
覇2I卜
・
0
-41
Q
"
tO 0
o
ゅ
∞
。
C
:
eO
~æ80
Q
0
0
m
鵠
出 、 呼
¥
o
4
品
0、
¥
o
¥o
α
o
コ00
ト
ー0
.
8
I
J
.
ー
6 Mzと震央距離は)との関係 (VI,H <
からマグニチュードを求める乙とによって, MjlC近
い値が得られる乙とが考えられる.そ乙で, H<70
企l
e
6必 炉 心 会 巳
¥。会
6
Mの地震について調べてみた.
1) VIの上下動振幅と a M
66
66
¥
d
I
:
J
.
¥ 6
まず,震央距離は)とム Mzの関係について検討
¥
00
¥
¥
a
する.ただし,ム Mzは上下動振幅から求めたマグ
ニチュード (Mz)とMjとの差 (Mj-Mz)を表わす.
jI
と対応する 6 Mzの分布を第 8図 l
と示す.全体的に
(b)
第 7図
4,5区のム M と震源の深さ (H)および
ムM と震央距離 (j)の関係 (VIの全地震)
(
a
)は 6 Mと H,(
b
)は 6 Mと dとの関係を示す.
0: 4区の 6 M ム 5区のム M
6 Mzの分布はど"
>
Mz=0の周辺にばらつい
L対してム Mがマイナス側に分
ている. 乙れは, j I
みると
布している水平動の場合とは大きく異なっている(第
2図参照 )
0
さらに,第 8図では
仁7
0 8
れている. したがって,帯広における上下動の振幅
6
A ω
S
Z
:
O
_
¥00
L
iM
0
6
5
) によって調べら
幅されていない乙とが勝又(19
666
¥∞ 00¥
お
で
oa
:
io o
- 。 包 。 @ 目 。
3
.
5 上下動の最大振幅と企 M
企
0 0 6 dd6 6
、コ∞
第 2表
00
0
著しく増幅されているのに対し,上下動はさほど増
凸
0
.
6
包
囲
軟弱な地層上にある観測所では,水平動の振幅が
¥
q
o
.
0p
oα
o0企a
a
0
)
x
泊品
ー0
4
。。包毎回
∞yomoo冊。。園。"'Il日
~唖野田_'11"宅。園田8'時間@旬
6 Mz 帯広の上下動の最大振幅から求めたマ
グニチュード
0
.
4,
.¥ 0
o
。ω O C DQ)
i
j
J
'
。
8-~ ー。ー由一四←一一。一一。一
7
0
k
r
r
i
)
¥
aM
0
.
2
。
目
皿
O
¥
(a)
0
.
0
句F
第 8図
コ
、
1
-0 0
.
80
.6 0
.
40
.
2 0
.
0 0
.
2
0
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2
0
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80
一
一
田守由。ロ目。
宅押田雫唱。'i'
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8←
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企¥‘
aMz
へ
∞ι
4,5区と A,B区の 6 Mの比較
41K
512-~
A区
= 0の周囲 l
とほぼ一様に分布している乙とがわかる.
B
l
l 1
1
l
したがって, j >2
0
0
k
mの地震の 6 Mzは,0に近づ
き上下動振幅から求めた MzとMjとの差は小さくな
-0.30 -0.38 -0.09 -0.42 0
.
0
9
0
.
2
9
0.22
0
.
1
6
0.22
6 Mzが j<200km、
で6M>
Oになる傾向を示しているが, j >200kmで・はム Mz
ることが予想される.
0
.
2
2
いま,上下動の最大振幅を Azとすると
6 Mzは
割する乙とによってかなり小さくなる乙とがわかる.
次式から得られる.
すなわち, 4,5区においては, A,B区に分割した
ムMz=Mj-Mz= l
o
g
A
jー logAz ……… (
2
)
と乙ろで, 帯広の上下動振幅 (Az) と水平動振幅
方が妥当と考えられる.
また, A区のム Mが 1区と同じ数値になる乙とは
6
5
)
興味深い乙とである.と乙ろで,佐田・加藤(19
(Ao)との聞には, Ao/Az=3
.
0の関係が得られて
2
)式に代入すると
いる(図は省略). 乙れを (
記象型であると言われている. 1区と A区における
ムMz;
:
:logAj一 logAo+l
o
g3
.
0
・
・
・
…
・
・
・ (
3
)
となる. 乙乙で, l
ogAj-logAo=ー 0
.
3
9(
第 1表
ムMが等しい乙とは,その事実を裏付けているのか
参照)であるから,結局 6 Mz=0
.
0
9となる.
によれば,帯広の地震記象型は 1区と A区では同じ
乙の計算結果を実際の上下動振幅の観測値から統
もしれない.
-1
9-
20
験震時報第 51 巻第 1~2 号
刷, Rlv'u﹃ 司 3
l-nununununu
な場合など役に立つものと思う.
~ 4
.
/ - M 6 9 vr
S司z=ー0.02
むすび
と次のようになる.
n
u
﹃
=
dz
,
司
a
unu
JはR
u
'
TE¥
側一恥一制
、
、
、
L'a
・今
/¥¥¥
以上,帯広における地震の各要素と振幅係数(ム
Mで代用)との関係を検討したそれらを要約する
(
l
) 帯広の振幅係数は,観測された H<70kmの全て
の地震について平均すると, 乙れまでの調査結果
AMz
~O
とほぼ一致する. しかし
地震の発生地域を細分
すると振幅係数の地域差が非常に大きくなる乙と
第 9図 ムMzの頻度分布 (VI,H<70krn)
破線:上下動の振幅から求めた全ての地震の
企 M ,実線: .
:
1> 2
0
0
k
r
nの地震のム M,縦軸は
ノマ一セント
がわかった.
(
2
) 4区と 5区に発生する地震の振幅係数は,陸地
に近い所と遠い所ではかなりの違いがみられる.
これは,震源、の深さによる相違が大きく影響して
計的 l
乙求められた 6 Mzとの比較を行なった.第 9図
いることがわかった. したがって
(破線)に観測値から求められた 6 M
.
zの分布を示す.
乙分割する乙とが妥当である.
地と平行な A, B区i
4, 5区は陸
.
0
7,a=0.27とな
すなわち,乙のム Mzの平均値は 0
(
3
) H<70
切において VIで
.
:
1> 2
0
0
k
r
n,Sで
.
:
1>150
.
0
9とほぼ一致する. 乙れは,水
り,上述の計算値 0
加の上下動振幅は標準振幅と一致する. したがっ
扇 =-0.39と比較すると,
平動振幅から求められた Z
て,乙の点を考慮するなら,緊急時において Mの
かなり MjlC近い値である. しかし,これらの値は前
推定が可能である.
に述べたように.:1<2
0
0切で系統的に 6M>0にな
参考文献
る地震を多数含まれた結果である.そ乙で,ム Mzが
ムM = Oの周囲 l
とほぼ一様に分布している.:1>200
1
9
5
4
):地震動振幅の地盤係数(その 1),験
勝又護 (
Mの地震について同様の検討を行った.その結果,
:
1
>2
0
0
)=-0
.
0
2, a=0
.
2
1となり,ム Mz(.
:
1
ムMz(.
勝又護(19
6
5
):地震動振幅の地盤係数(その 2),験
>200)は更に MjlC近い値となった(第 9図実線).
したがって, VIで
.
:
1> 2
0
0
k
r
nの地震の場合,上下
震時報, 1
9, 7
1
0
震時報, 3
0, 1--8
市川政治(19
5
8
):日本の各地震観測点における地震
動振幅を用いる乙とによって,ほぼ妥当な Mを見積
の規模 Mの系統的な偏差について,験震時報, 22,
れる乙とがわかった.
23--30
2
) Sの上下動振幅と企 M
佐田喜雄・加藤公司(19
6
5
):帯広の観測資料からみ
Sについても VI同 様 に 上 下 動 振 幅 の 観 測 値 か
た北海道周辺の地震活動について,験震時報, 3
2,
9--16
ら6 Mzを求めてみた(ただし,この場合上下動振幅
2
0
0
μ 以上の地震 88個について検討した).乙の結果,
矢久保敏雄・大西功一 (
1
9
8
4
):津波予報技術の検討
.
0
4, a=0.32が得られた. ムMz
ムMzの平均はー 0
(その 3),札幌管区気象研究会誌,
:
1
>1
5
0事切
と dとの関係におけるム Mzの分布は , .
気象庁(19
6
8
):地震観測指針(参考編)
197--198
:
1< 1
5
0
k
r
nで 6 Mz= 0付近にばらつ
で 6 Mz> 0, .
いている(図は省略).そ乙で
6
3
.
:
1> 150kmの地震 (
個)について 6 Mzの平均を求めると ,6M(.
:
1>150)
=ー 0
.
12, a=0
.
2
6となった. 乙れは Sの場合,
Mを多少大きく算出する乙とになる. し か し 坪 井
.
3
)を考慮すると Sの上下動振
式の Mの精度(土 0
幅は.緊急時において大ざっぱな Mを知りたいよう
本
Sの.1ζ
1対する 6M
5
0
1
叩を境にして VI(
.
:
1:2
0
0
k
m
)と同様の分布を
zの分布は,VIの場合と若干異なり dが 1
示す乙とが確かめられた.
- 20一