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Detailed diagnostic analysis and probability prediction of seismic activity by non-stationary non-uniform spatiotemporal point process model

Research Project

Project/Area Number 20K11704
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 60030:Statistical science-related
Research InstitutionThe Institute of Statistical Mathematics (2022-2023)
The University of Tokyo (2020-2021)

Principal Investigator

熊澤 貴雄  統計数理研究所, リスク解析戦略研究センター, 特任准教授 (60649482)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Keywords統計モデル / ETASモデル / 非定常性 / 群発地震 / 地下流体 / 点過程モデル / 非定常過程 / 余震 / 予測 / ベイズ統計 / 地震活動
Outline of Research at the Start

本研究は適切な非定常・非一様なベイズ的統計モデルを開発・適用して、大地震後の地震活動(余震活動)の時空間的識別分布を推定、モデル化し、余震活動の収拾速度の特性を解明するとともに、その予測改善を試みる。本研究で特に注目するのは流体貫入の断層弱化による地震誘発作用であるが、この作用が本震・余震型地震活動にどの様な因果関係を持つかは依然不明であり、その時空間的解明は地震発生のメカニズムの理解を進展させると考えられる。

Outline of Annual Research Achievements

本研究では余震活動の収拾速度の予測改善を目的とする。このとき注目するのは余震活動中に介在する異常活動の検出である。幾つかの顕著な本震・余震型の地震時系列をETASモデルで解析すると,余震の減衰変化は幾つかのパターンに分類できることが分かった。すなわち,全時間で単一のETASモデルが綺麗に当て嵌るケース (典型的な余震活動),ある時間以降に減衰トレンドが減速する (相対的活発化) するか加速する (相対的静穏化)ケース、そしてそれ以外の、ETASモデルの当てはまりの悪いケースに別れる。
この背景として、本震が余震を誘発するメカニズムに二種類の物理的作用が考えられる。一種類目は急激な断層活動による周辺断層群への応力集中であり,近隣の大きな断層の急激なずれ、またはゆっくりした動き(slow slip)があった時、その応力変化の影響による近隣の活動変化が誘発または抑制される。このような要素が卓越している余震活動では定数パラメータの定常ETASモデルまたは部分的定常ETASモデルが良く適合する。二種類目は大規模地震動による地殻の擾乱や潜在断層のゆっくりすべりによって貫入する流体が原因となる断層系の強度の弱化で顕著となる群発型地震である。これらの総括的なモデル化のために、近年に発生した大地震の本震発生前後の地震活動を統計モデルで解析し、余震活動の収束性や本震に至る地震活動の特徴の解析を継続して行うことで、適用事例を増やして統計モデルの高度化をはかっている。具体的には、2020年末より活発化した能登半島群発地震を継続的に追跡解析し、その地震発生特性を調査している。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

個々の地震活動の詳細解析の事例を増やして地震時系列の統計的特徴を掴むことは本研究の重要な課題であり、その方面での進捗状況は順調と言える。特に過去3年間の研究過程で分かったこととして、これまでの統計モデルで考慮していなかったデータが群発地震を含む地震時系列のモデル化に重要な要素となる可能性が出てきた。特に能登半島群発地震では幾つかの特徴的な地震の発生に前後してGPSの地殻変動データが同期していることを確かめている。また同地域では2023年5月にM 6.5、2024年1月にM7. 6の大地震が立て続けに発生した。これらの地震の発生場所と余震活動からは、地下流体に駆動された群発地震(2020年12月以降)との関係性が浮かび上がってきており、本震と余震活動の発生機序への理解が進んだと思われる。

Strategy for Future Research Activity

2020年末の群発地震開始から過去数年にわたって注目してきた能登半島群発地震と同領域で、2023年5月5日にマグニチュード6.5、2024年1月1日にマグニチュード7.6の大地震が発生した。それぞれの余震系列はそれ以前の群発地震系列とは統計的特徴が異なっており、特に前者の余震活動には流体の影響が介入していることを示す結果が得られた。この二つの地震系列がどのように群発地震から時間展開したか、また余震系列の収束性をこれ迄の統計モデルを適用して追求したい。

Report

(4 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (25 results)

All 2024 2023 2022 2021 2020 Other

All Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 8 results) Presentation (16 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] 系統的な欠測を伴う地震カタログから実際の活動率変化の推定:M6.5能登半島の余震活動について2024

    • Author(s)
      尾形良彦, 熊澤貴雄
    • Journal Title

      地震予知連絡会会報

      Volume: 111 Pages: 292-298

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Open Access
  • [Journal Article] 能登半島群発地震の経過と大地震前後の異常活動の解釈2024

    • Author(s)
      熊澤貴雄,尾形良彦
    • Journal Title

      地震予知連絡会会報

      Volume: 111 Pages: 559-568

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    • Open Access
  • [Journal Article] Activated volcanism of Mount Fuji by the 2011 Japanese large earthquakes2023

    • Author(s)
      Nanjo, K.Z., Yukutake, Y. and Kumazawa, T
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 13 Issue: 1 Pages: 10562-10562

    • DOI

      10.1038/s41598-023-37735-4

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      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 最近の能登半島群発地震活動の時空間的特徴と2023年5月5日M6.5地震について2023

    • Author(s)
      熊澤貴雄,尾形良彦
    • Journal Title

      地震予知連絡会会報

      Volume: 110 Pages: 443-450

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    • Open Access
  • [Journal Article] 非定常ETASモデルから見える能登半島群発地震活動の地域的変化(続報2)2023

    • Author(s)
      熊澤貴雄, 尾形良彦
    • Journal Title

      地震予知連絡会会報

      Volume: 109 Pages: 321-325

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  • [Journal Article] 非定常ETASモデルから見える能登半島群発地震活動の地域的変化(続報)2022

    • Author(s)
      熊澤貴雄, 尾形良彦
    • Journal Title

      地震予知連絡会会報

      Volume: 108 Pages: 310-313

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    • Open Access
  • [Journal Article] 長野・岐阜・福井県境付近の群発地震活動について2021

    • Author(s)
      熊澤貴雄, 尾形良彦
    • Journal Title

      地震予知連絡会会報

      Volume: 106 Pages: 332-336

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    • Open Access
  • [Journal Article] Wide-area seismicity anomalies before the 2011 Tohoku-Oki earthquake.2020

    • Author(s)
      Takao Kumazawa, Yosihiko Ogata, Shinji Toda
    • Journal Title

      Geophysical Journal International

      Volume: 223-2 Issue: 2 Pages: 13041312-13041312

    • DOI

      10.1093/gji/ggaa356

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Aftershock forecasts based on incomplete earthquake catalogs: ETASI model application to the 2023 SE Turkiye earthquake sequence2023

    • Author(s)
      Hainzl, S.*, Kumazawa, T. and Ogata, Y.
    • Organizer
      Fall Meeting of the American Geophysical Union(AGU)
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 点過程モデルから見える能登半島群発地震活動の時空間変動について2023

    • Author(s)
      熊澤貴雄*, 尾形良彦
    • Organizer
      日本地震学会2023年度秋季大会
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  • [Presentation] 静岡県伊東沖の地震活動の解析2023

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      楠城一嘉*, 行竹洋平, 熊澤貴雄
    • Organizer
      日本地震学会2023年度秋季大会
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  • [Presentation] 系統的な欠測を伴う地震カタログから実際の活動率変化の推定2023

    • Author(s)
      尾形良彦*, 熊澤貴雄
    • Organizer
      日本地震学会2023年度秋季大会
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      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 能登半島群発地震の時空間的活動推移の統計的特徴2023

    • Author(s)
      熊澤貴雄*, 尾形良彦
    • Organizer
      2023年度統計関連学会連合大会
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  • [Presentation] A preliminary analysis of seismic activity off the coast of Ito, Shizuoka2023

    • Author(s)
      楠城一嘉*, 行竹洋平, 熊澤貴雄
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2023年大会
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  • [Presentation] 能登半島群発地震の時空間的活動推移の統計的特徴2023

    • Author(s)
      熊澤貴雄*, 尾形良彦
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2023年大会
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  • [Presentation] Volcanism of Mount Fuji activated by the 2011 Japanese large earthquakes2023

    • Author(s)
      Nanjo, K.*, Yukutake, Y. and Kumazawa, T.
    • Organizer
      European Geosciences Union(EGU)
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 能登半島群発地震の非定常性の解析2022

    • Author(s)
      熊澤貴雄
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      日本地震学会2022年度秋季大会
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  • [Presentation] On statistical methods applied to recent earthquake swarms2022

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      熊澤貴雄
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      統計関連学会連合2022年大会
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  • [Presentation] 非定常ETASモデルで捉える能登半島群発地震活動の地域的変化2022

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      熊澤貴雄
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      日本地球惑星科学連合2022年大会
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  • [Presentation] 富士山の低周波地震の検知と統計解析2022

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      楠城一嘉
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      日本地震学会2022年度秋季大会
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  • [Presentation] 点過程モデルが推定する背景地震活動の時間変動から見た長野県中部の群発地震活動の特徴2021

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      熊澤貴雄, 尾形良彦
    • Organizer
      日本地震学会
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  • [Presentation] 長野・岐阜・福井県境付近の群発地震活動の統計解析とその特徴について2021

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      熊澤貴雄, 尾形良彦
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      日本地球惑星科学連合大会
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  • [Presentation] 群発地震の予測可能性と2020年長野県中部群発地震の考察2020

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      熊澤貴雄, 尾形良彦
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      日本地震学会
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      熊澤貴雄, 尾形良彦, 鶴岡 弘
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会
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  • [Remarks] リスク解析戦略研究センター 地震予測解析プロジェクト

    • URL

      https://www.ism.ac.jp/~ogata/Ssg/ssg.html

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URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-12-25  

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