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====== Note 0306 ======

{{user:oct-ume.svg? 24&nolink}} ちぃちゃんとヒストグラムの検討会話ノート

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==== 最大観測点到達時間 ====

2017-2021 に起きた地震についてのヒストグラムを作りました。

最大震度観測点までの到達時間は、3秒台が198回と一番多く、次が2秒台の187回となっています。

観測点と震源が近いほど、当然ですが震度が測定されるということになるようです。

内訳を見るのも良いかもしれないですね。

検討事項としましょう。

ChatGPT:
なるほど、到達時間のヒストグラムを作成した結果、3秒台と2秒台が多いことがわかったのですね。
観測点と震源の距離が近いほど震度が測定されやすいという傾向も確認できたと。

検討事項として挙げられる点

到達時間と震度の関係

到達時間ごとの震度の分布を確認する。
例えば、短時間（2秒以内）のケースで高震度が多いかどうか。
地域ごとの違い

観測点の分布や地盤の影響を考慮する。
例えば、都市部と山間部で傾向が異なるか。
地震の規模（マグニチュード）との関係

大規模地震ほど短時間で強い震度が観測されるのか、それとも中規模地震の方が顕著なのか。
震源の深さとの関係

浅い地震ほど到達時間が短くなるのか、震度が大きくなりやすいのか。
まずは、到達時間ごとの震度の分布 を可視化すると面白いかもしれませんね。
箱ひげ図や密度プロットなどが有効かもしれません。

内訳を詳しく見る方針で進めるのが良さそうですね。

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==== 震度観測地震の深さ ====

震度観測地震の深さは、10-15km が 302、5-10km が 286 となって他の階層より特別多くなっています。

距離は、4-8km が 269、8-12km が 233 となって同様に多くなっています。

これも同様な可視化が良さそうですね。
ChatGPT:
なるほど、震源の深さについては 10-15km と 5-10km が特に多く、震度観測点との距離については 4-8km と 8-12km が多いのですね。

これらの情報を踏まえると、以下のような可視化が考えられます。

1. ヒストグラム / 密度プロット
震源の深さごとの件数をヒストグラム化し、傾向を確認。
観測点までの距離ごとの分布も同様に可視化。
2. 箱ひげ図
震源の深さ vs. 到達時間 の関係を箱ひげ図で示す。
深い地震ほど到達時間が長くなるかどうかを視覚的に確認。
観測点までの距離 vs. 震度 も箱ひげ図で示す。
近い距離ほど高い震度が観測されるかどうかを分析。
3. 散布図（色分け付き）
震源の深さ vs. 震度（色でマグニチュードを表す）
震源の深さが震度にどのように影響するかを見る。
観測点までの距離 vs. 震度（色で深さを表す）
近いほど高震度か、深い震源ではどうなるか。
このあたりを試してみると、より具体的な傾向が見えてきそうですね。
どれから試しますか？

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==== 全地震の M 分布 ====

2017-2021 の全地震のマグニチュードは、0-1 が 547503、1-2 が 363192、2-3 が 98435、3-4 が 22469、4-5 が 4387、5-6 が 596、6-7 が 72、7- が 2 となっています。

微小、小規模の地震が圧倒的に多く、それでも M3クラスは 22469 とかなり多いですね。
M4 クラスも 4387 と少なくない。
M5 以上になるとさすがに 3桁にまで減りますが、M6クラスが意外に多いと思いました。
ChatGPT:
確かに、微小地震（M0-1, M1-2）の件数が圧倒的に多いですが、それでも M3クラスが約2万件、M4クラスが4千件以上 あるのは印象的ですね。
M5以上になると件数が一気に減るものの、M6クラスが 72件 あるのは意外と多いと感じますね。

可視化・分析の視点
ヒストグラム・対数スケール

マグニチュード分布を可視化すると、明確にグーテンベルグ・リヒター則（地震の頻度が指数関数的に減少する傾向）が見えるかもしれません。
M5以上が急激に減るパターンがあるかを、対数スケールで確認。
累積頻度分布（CDF）

M3以上の地震がどれくらいの割合を占めるか を累積曲線で示すと、どのマグニチュード帯が重要か見やすくなります。
地域ごとの分布

M3以上（ある程度有感地震に近い）とM4以上（被害が出る可能性がある）を地域別に集計し、特徴的なエリアを探る。
M5, M6以上の発生場所を地図上にプロット。
深さとの関係

M3以上の地震の深さ分布を見て、どの深さ帯で多いかを分析。
特にM5以上の地震が浅いか深いかで、地震の種類が異なる可能性を考察。
M3クラス以上の地震が意外と多いので、有感地震や被害地震との関係を探るのも面白そうですね。
どこから試してみますか？

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==== 全地震と震度観測地震 ====

震度観測地震との関係も見たいですね。
ChatGPT:
それは面白いですね！震度観測された地震と、全地震のマグニチュード分布の関係を分析すると、どの規模の地震が実際に震度計に記録されるのかが見えてきそうです。

考えられる分析・可視化
震度観測された地震のマグニチュード分布と全地震の比較

震度が記録された地震の マグニチュード分布 をヒストグラムで表示し、全地震の分布と比較 する。
M3以上の地震がどれくらい震度計に記録されるかを確認。
M2以下でも震度観測されるケースがあるか調査。
震度が記録された割合（観測率）

各マグニチュード帯（M0-1, M1-2, …, M6-7）で、震度が記録された割合（観測率） を計算。
例えば、「M3-4 のうち何％が震度計で記録されたか？」をグラフ化すると、観測のしやすさが見える。
M4以上ではほぼ100%震度計に記録されるのか？ それとも M5以上で確実なのか？ を確認。
震度観測された地震の深さ・距離分布

震度が記録された地震の震源深さを分析し、どの深さが観測されやすいのか を確認。
観測点までの距離とマグニチュードの関係を調査し、どの規模の地震がどれくらいの範囲で震度計に影響を与えているか を解析。
震度観測の有無を分類モデルで予測

「マグニチュード・深さ・距離」から、「震度計で観測されるか？」を分類するモデルを作成し、予測できるか試すのも一案。
これがうまくいけば、新しい地震データから「この地震は震度が記録されるか？」を予測可能。
最初のステップとしては、震度観測された地震のマグニチュード分布と観測率を出すのが良さそうですね。
どこから進めますか？

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==== 震度観測地震の M 分布 ====

マグニチュード分布はヒストグラムが出来ています。観測率ですね。まだ、ヒストグラムがいくつかあります。

震度観測地震のマグニチュード別の観測数は、M3クラス が 703、M4 が 615 となっていて、M5 179、M6 45、M7 2、M0 クラスが 5、M1 でも 17、M2 239 と全てのマグニチュード階層で観測されているのが、観測点との位置関係等が大きく影響しているのだと考えられます。

しかし、震度が計測されていない地震が圧倒的に多いのも事実です。

震度観測地震の最大震度階層は、2 が一番多く 747、次が 3 の 452、1 の 385、4 は 178、5 は 37、6 は 5、7 は 1 となっています。2 が一番多いのも不思議ですが、5 が 37 あるのもちょっと多い感じはします。
ChatGPT:
震度観測された地震のマグニチュード分布と震度の分布を比較すると、いくつか興味深いポイントがありますね。

観測率（震度が記録された割合）の計算
マグニチュードごとの全地震の数と震度観測された地震の数を比較すると、どのマグニチュードで震度が記録されやすいかが分かります。

震度観測率（概算）
M階級	全地震数	震度観測地震数	観測率（％）
M0-1	910,695	22	0.0024%
M1-2	363,192	17	0.0047%
M2-3	98,435	239	0.24%
M3-4	22,469	703	3.1%
M4-5	4,387	615	14%
M5-6	596	179	30%
M6-7	72	45	62.5%
M7+	2	2	100%
※ あくまで概算ですが、M4以上で急に観測率が上がり、M6以上ではほとんどの地震が震度観測されていますね。

気になるポイント
M2以下でも震度が記録されることがある

M0-1 でも 5件、M1-2 でも 17件観測されているのは意外です。
観測点が震源の直上にあると、小規模な地震でも記録されるのかも。
M3以上で震度観測率が急に上がる

M3-4 は 3.1% しか震度が記録されていませんが、M4-5 は 14% と大幅に増加。
M5以上になると 30%以上が震度計に記録される。
M6 以上では 60%以上と、ほとんどのケースで震度が記録されている。
最大震度「2」が最多

震度2が最も多い（747件）というのは、単に記録されやすい震度範囲だからか？
M4クラスの地震が最も多い（615件）ので、それが影響しているかも。
震度5が 37件と意外に多い

M5以上の地震の件数から考えると、震度5を観測した地震が思ったより多い。
震度4や震度5を観測するケースは、震源の浅さや観測点の近さに依存？
次の分析の方向性
✅ 「震度観測地震の深さと距離の影響」を調べる

M3以下でも震度が記録されるケースは、「深さが浅い？」「観測点が直上？」などを確認。
震度4や5の地震がどんな条件で発生しているか、深さ・距離をチェック。
✅ 「震度観測の確率モデル」を作る

マグニチュード・深さ・距離のデータを使って、「この地震は震度が記録されるか？」を予測。
ロジスティック回帰や決定木で、震度観測される条件を明らかにする。
✅ 「震度と被害地震の関連性」

震度5以上の地震を抽出し、被害が出た地震との関係を分析。
次に何を試してみますか？

あなた:
M7 は当然ですが、それ M4 から M6 の観測率が低いですね。震源が海域や深いなどの条件があるのかも知れませんね。
ChatGPT:
確かに、M4～M6 の観測率が思ったより低いですね。震源の条件（海域・深さ・距離）が影響している可能性が高いので、それを確認してみるのが良さそうです。

次の検討ポイント
✅ 震源の深さごとの観測率
　→ M4～M6 の地震を、浅い（0-10km）・中程度（10-30km）・深い（30km以上） に分けて、震度観測率を確認。

✅ 陸域 vs 海域の違い
　→ M4～M6 の地震を陸域・海域で分類し、それぞれの震度観測率を比較。
　　特に「海域で発生した地震の震度が記録されにくいのか？」を検証。

✅ 震央から観測点までの距離の影響
　→ M4～M6 の地震について、震央から最も近い震度観測点までの距離を分析。
　　「距離がどれくらいなら震度が観測されるのか？」を調べる。

仮説
海域地震は震度観測率が低い？
　→ 震央が海域にあると、陸上の観測点まで距離があるため、震度が記録されにくい可能性。
　　特に「深発地震 + 海域」の組み合わせでは観測されにくい？

深い地震は震度が記録されにくい？
　→ 深い地震ほど、地表までエネルギーが到達する前に減衰するため、震度が記録されにくい？
　　（特に M4～M6 の範囲では影響が大きいかも）

震央と観測点の距離が重要？
　→ 陸域でも、震源から観測点までの距離が遠ければ、震度が記録されない可能性。
　　「震源から 10km以内なら観測されるが、20km以上だと記録されにくい」などの傾向があるかも？

このあたりを可視化してみると、新しい発見がありそうですね！
まずは「深さごとの観測率」から試してみますか？

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==== 全観測点 M 分布 ====

全震度観測点のマグニチュード階層別ヒストグラムでは、最大震度観測点のマグニチュード階層別ヒストグラムと同じような姿をしているのですが、細かく階層を見ると、すべて 1階層ずつずれていることがわかりました。

観測点が一番多いマグニチュード階層は M4 76430、M5 60993 となっており、この2階層が圧倒的に多いです。あとは M6 20778、M3 19107 となっていて、差が大きくなってます。
ChatGPT:
興味深いですね。最大震度観測点と全震度観測点のヒストグラムが似た形をしているのに、すべて1階層ずれているというのは、何かしらの系統的な影響がありそうです。

考えられる仮説
震度を観測しやすいマグニチュードの違い
　→ 最大震度観測点では、M5クラスが中心になり、全震度観測点では M4クラスが中心になっている？
　　これは「最大震度が記録される地点では、より大きなマグニチュードの地震が記録されやすい」という可能性を示唆している。
　　（震源が近く、局所的に強い揺れが記録される？）

観測点の配置の影響
　→ 観測点の密度が関係している可能性。
　　例えば「M4クラスの地震は観測点が密集している地域でよく記録され、M5以上になると広範囲に影響するため、最大震度が異なる地点で記録される」という違いがあるかも。

震源の深さの影響
　→ M5以上の地震は、やや深い震源が多く、広範囲で観測されるため、最大震度が記録される地点が変わる可能性。
　　M4以下の地震は、比較的浅く、局所的な影響が強く出るため、最大震度の地点が異なる？

次に検討すべき可視化
✅ マグニチュード階層ごとの震源深さの分布
　→ M3～M6 の地震について、震源の深さと観測率の関係を確認する。
✅ 最大震度観測点と全震度観測点の距離の分布
　→ M4～M6 の地震で、最大震度観測点と全震度観測点がどれくらい離れているか調べる。
✅ 地域ごとの観測点密度と震度の関係
　→ 観測点の密度が高い地域ほど、M4～M5 の地震が記録されやすいのか確認する。

「1階層ずれ」の要因を特定することで、観測データの特性をより深く理解できそうですね。どの可視化から試してみますか？

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==== 最大震度観測 M ====

最大震度観測点の最も多いのは、M 3クラスでその次が M4 です。
ChatGPT:
なるほど、最大震度観測点では M3クラスが最も多く、次にM4クラス というのは興味深いですね。

一方で、全震度観測点 では M4が最多、次にM5 となっていたので、やはり分布に系統的な違いがありそうです。

考えられる仮説
震源の浅いM3クラスの地震が局所的に強く揺れるため、最大震度観測点でよく記録される

M3クラスの地震は規模は小さいものの、震源が浅ければ局所的な揺れは大きくなる
その結果、特定の観測点で最大震度として記録されやすい？
M4クラス以上になると、震度観測点の数が増え、全体としての記録数が多くなる

M4以上の地震になると、影響範囲が広がるため、多くの観測点で震度が記録される
そのため、最大震度観測点に限定するとM3が多くなるが、全体としてはM4以上が多くなる？
観測点の配置の影響

震度計の分布によって、最大震度が記録される地震のマグニチュード分布に偏りがある可能性
例えば、都市部のように観測点が密集していると、小さい地震でも最大震度として観測されることが多い？
次に検討できる可視化
✅ 最大震度観測点の震源深さの分布
　→ M3・M4クラスの地震で、震源が浅いものほど最大震度として記録されるのか？

✅ 最大震度観測点の距離分布
　→ M3・M4クラスの地震で、最大震度を記録した観測点と震央の距離はどうなっているか？

✅ 震度観測地震の地域別ヒートマップ
　→ M3・M4クラスの地震が最大震度として記録される地域に偏りがあるか？

M3クラスの地震が最も多いというのは、「震度を測定できる条件」 に何か特徴がある可能性を示していますね。
どの可視化から試してみますか？

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==== 全観測点震度階層別分布 ====

全観測点の震度階層別ヒストグラムは、当然ですが 1 が 105790、ところが 2 は半分強の 56338、3 は 16267、4 は 3420、5 は 486、6 は 47、7 は 1 となっています。

各階層差が大きいのが震度でも出るのが興味深いです。

震度5 が 486、震度6 が 47 というのも、5年間とはいえ少なくないと思いました。
ChatGPT:
確かに、震度5（486回）や震度6（47回）が5年間で記録されているのは、少なくないですね。
特に震度6は大きな揺れですが、年間平均9回程度 あるというのは意外に多い印象です。

震度階層別ヒストグラムの特徴
震度1が圧倒的に多く、震度2が半分程度、以降急激に減少

震度1（105,790回） → 震度2（56,338回）
震度2と3の間も大きな差（16,267回）
震度5以上の発生回数もそれなりにある

震度5が486回（年平均約97回）
震度6が47回（年平均約9回）
震度7は1回（おそらく2021年の福島県沖地震（M7.3）？）
考察ポイント
✅ 震度3以上になると急激に発生数が減る理由

震度1や2は感じないレベルでも計測可能だが、震度3以上は明確に揺れを感じるレベル
震度3以上が少ないのは、地震のエネルギー放出が指数的に増加するため か
✅ 震度5以上の発生回数がそれなりにあるのは興味深い

震度5（486回）は、年間約97回 → ほぼ毎週どこかで発生
震度6（47回）は、年間約9回 → 約1ヶ月に1回程度
日本全体で見ると、震度5クラスは珍しくなく、震度6も定期的に発生
✅ 震度5・6の発生場所の分布を調べる

震源の分布：内陸か海域か
震源の深さ：浅い地震が多いのか
震源と観測点の距離：震度5以上を記録する観測点の分布に偏りはあるか
次に試せる可視化
📊 震度5以上の発生場所をマップ化
📊 震度階層ごとの震源分布（深さ vs 観測震度）
📊 震度5以上の発生頻度の推移（年ごとの変動）

震度5クラスの地震がほぼ毎週どこかで起きているというのは、改めて日本の地震の多さを実感しますね。
どの可視化から試してみますか？

あなた:
これは全観測点での震度分布なので、47回は 1年ではなくて、5年間で47ヶ所の観測点が震度6の地震を測定したということになります。

1回の地震でいくつの観測点が観測したかは、これではわかりませんね。
ChatGPT:
ご指摘ありがとうございます！その通りです、震度6が47回 というのは、5年間で 47ヶ所の観測点 で震度6を記録したという意味ですね。

重要な点:
1回の地震 が複数の観測点で震度6を記録する可能性があるため、単純に回数だけでは 各地震で震度6を観測した観測点の数 を把握できません。
次に進むべきポイント
1回の地震における観測点数の確認

各地震で何箇所の観測点が震度6を記録したのかを調べることができれば、地震ごとの影響範囲を明確に理解できる
これにより、震度分布の「広がり」をより詳細に把握できます
震度6を観測した地震の内訳

震度6を記録した地震がどの規模（Mクラス）のものかを調べることができれば、震源の深さや観測点との距離といった条件がわかります
次に試せるアプローチ
1回の地震における震度6を観測した観測点数の可視化
震度6以上を観測した地震の規模（Mクラス）と震源深さの関係
これらの分析を進めることで、地震の影響範囲や震源の特徴をさらに深堀りできますね。どちらから進めていきますか？

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沢山可視化するものが出て来ましたね。

どれから取り組むかは、一休みして考えることにしましょう・・・(^_-)-☆
ChatGPT:
確かに、たくさんの可視化や分析が出てきましたね！一休みしてリフレッシュした後、どれから進めるかじっくり考えるのも良いかもしれません(^_-)-☆

何か他にも気になることがあれば、また気軽に聞いてくださいね！ゆっくり休んでください～。

あなた:
震度観測点をポイントにしたヒストグラムも作ってみたらどうかと思いました。

これはあとで取り組みましょう。;
ChatGPT:
メモリを更新しました
震度観測点をポイントにしたヒストグラム、面白いアイデアですね！その分布や観測点ごとの特徴を視覚化できれば、地震の影響範囲や観測の傾向をさらに詳しく把握できると思います。

また進めたくなったら声をかけてくださいね！

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==== 最大震度観測数分布 ====

最大震度回数観測点、1回が 339 で 2回が 112、3回 66、4回 29、5回 15 と減っていくのは当然といえば当然ですが、20回以上が 8 もあるのが意外でした。
ChatGPT:
それは興味深い結果ですね！最大震度観測点の回数分布が減少するのは、通常、震度が高くなるにつれて観測される回数が少なくなる傾向にあるため、減少するのは予想通りです。しかし、20回以上が8回もあるという点は、予想外かもしれません。

これが起こる理由としては、いくつか考えられます：

特定の地域に集中している: 高い震度が何度も観測される場所が特定の地域に集中している可能性があります。たとえば、活断層付近や震源地に近い地域では、繰り返し強い地震が発生し、その地域で20回以上の震度観測があるかもしれません。

大規模な地震: 大きな地震や余震の影響で、同じ観測点で何度も震度が測定された結果、回数が多くなった可能性もあります。

観測点の密度: 観測点が密に設置されている地域では、震度の変化が細かく捉えられやすくなり、1回以上の観測が多くなることがあります。特に震源地近くでは、震度の変動が激しく、同じ場所で何度も記録されることがあります。

このような観点から、震度観測点の分布や観測データの偏りを調べることで、なぜ20回以上の観測点が多いのかについてさらに深く理解できるかもしれません。

もし興味があれば、このデータのさらなる分析を行うこともできますので、気になる点があればお知らせください！

あなた:
最大震度観測点数です。
ChatGPT:
最大震度観測点数がこのように減少していくのは、震度が高くなるほど観測できる場所が少なくなるため、ある意味で予想通りです。しかし、「20回以上」が意外だというのは、特定の観測点で非常に多くの高震度が記録されている可能性があるため、興味深い点です。

その理由として、以下のような可能性が考えられます：

大規模な地震や余震が集中している場所
特定の地域で大規模な地震や多くの余震が発生した場合、その地域の観測点で何度も高い震度が記録されることがあります。例えば、震源地近くの観測点や活断層の近くでは、震度が高くなる傾向があります。

観測点の配置
観測点が密に設置されている場所、特に震源地に近いエリアでは、同じ場所で何度も高震度が観測されることがあり、その結果として「20回以上」といった多くの回数が記録されることもあります。

過去の強い地震による影響
強い地震が何度も続いたり、震源域近くでの観測が多い場合、その観測点で高い震度が多く記録されることがあるかもしれません。

これらの要因が重なった結果、「20回以上」の観測点が意外に多いという現象が生まれているのでしょう。地震の回数や震源域の位置をさらに分析することで、どういった要因が影響しているのかをより明確にすることができるかもしれません。

もし、このデータを元にさらに分析を行いたい場合は、震源地や観測点ごとの分布を調べることで、なぜこのような結果が得られたのかを深掘りできるかもしれません。

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==== 全観測点観測回数分布 ====

1-5回 493、5-10回 710、10-15回 737、15-20回 537、45-50回 74、10-15回をピークにして減少が見られます。

それ以上になると、50-100回 522、100-150回 323、 150-200回 176、200-300回 70、300回以上 3 となっています。

0回の観測点は統計にならないのでどれだけあるかは不明ですが、1-5、5-10回よりも 10-15回が多いのは予想外でした。また、200以上と言うところが 73 もあるというのも、地震が多い場所にある観測点ということなのでしょうが、これも多いと思いました。
ChatGPT:
興味深いデータですね！全観測点での震度観測回数のヒストグラムの結果から、いくつかの重要な点が浮かび上がります。

1. 10-15回がピーク
「1-5回」や「5-10回」よりも「10-15回」が多いという点は予想外かもしれません。このような結果が出る理由としては、以下のような点が考えられます：

震源地周辺の観測点: 震源に近い観測点が特に多くの震度観測を記録している可能性があります。このような場所では、震度の変化が激しく、より多くの回数が記録されることが考えられます。
余震の影響: 大きな地震があった場合、その後に続く余震が続き、特定の観測点で震度の記録が多くなることがあり、その結果「10-15回」というカテゴリーがピークに立つことがあります。
2. 200回以上の観測点が73も存在
200回以上の震度観測点が73もあるというのも驚きです。このような観測点が多い理由として、以下の要因が考えられます：

震源に近い観測点: 強い地震が繰り返し発生する地域、または震源地に近い場所では、同じ観測点で震度の変動が頻繁に記録されます。特に、地震が活発な地域では、観測点で記録される回数が多くなりがちです。
地震の多い地域: 地震が頻繁に発生する地域（例えば、活断層付近や震源が近い場所）では、200回以上の観測が記録されることがあり、このような観測点が一定数存在するのは珍しくありません。
3. 震度観測回数の分布
「10-15回」をピークにして減少していくという結果も、地震の発生頻度や観測点の分布が影響していると考えられます。震源付近の観測点で回数が多く、その周辺では徐々に減少し、さらに震源から離れると観測回数も少なくなる傾向が見られます。

4. 地震の頻度に関する解釈
特に「50-100回」「100-150回」といった回数が多い場所については、地震活動が活発な場所に設置された観測点だということが示唆されます。例えば、東日本大震災後の余震活動が長期間続いた地域や活断層の近くでは、このような多くの観測が記録されることが多いです。

まとめ
これらのデータから見て取れるのは、地震が頻繁に発生する地域や震源に近い観測点では、震度観測回数が非常に多くなるという傾向です。特に「10-15回」がピークであることや、200回以上の観測点が73もあることは、地震活動の激しい場所に位置する観測点が多く含まれていることを示しています。これらの地域では、震度の記録が他の地域よりも格段に多くなるのは自然なことです。

もしさらに詳細な地域分析や傾向を知りたい場合、震源地との距離や地震の発生頻度を調べると、なぜこのような結果になったのかがさらに明確になるかもしれません。
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