Challenge to the simultaneous estimation of earthquake and subsurface structure based on seismic waveforms
| Project/Area Number |
21K14019
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 17040:Solid earth sciences-related
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| Research Institution | National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention |
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Principal Investigator |
久保 久彦 国立研究開発法人防災科学技術研究所, 地震津波火山ネットワークセンター, 主任研究員 (00795221)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 地震波形 / セントロイドモーメントテンソルインバージョン / トランスディメンジョナルインバージョン / 地下構造推定 / ベイズ最適化 / マルコフ連鎖モンテカルロ法 / 地震動エミュレーション / 地震 / 地下構造 / 同時推定 / エミュレーション |
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| Outline of Research at the Start |
地震時に観測される波形記録には地震と地下構造の両方の情報が含まれているが、従来の解析では解析上の都合から地震もしくは地下構造の「どちらか」しか推定することしかできなかった。その場合、もう片方の情報は単純化した上で、別途得られた情報で仮定することになるため、推定したモデルがこの仮定や単純化によって歪められてきた可能性がある。この状況を打破し、地震波形をフルに生かす形で、地震と地下構造モデルの「両方」の情報を同時推定することに本研究は挑戦する。この推定技術を確立することによって、解を歪める仮定や単純化が入り込まない形で、地震という断層破壊現象および地球の地下構造の真の姿を解明することが可能となる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
地震時に観測される波形記録には地震と地下構造の両方の情報が含まれているが、従来の解析では解析上の都合から地震もしくは地下構造の「どちらか」しか推定することしかできなかった。その場合、もう片方の情報は単純化した上で、別途得られた情報で仮定することになるため、推定したモデルがこの仮定や単純化によって歪められてきた可能性がある。この状況を打破し、地震波形をフルに生かす形で、地震と地下構造モデルの「両方」の情報を同時推定することに本研究は挑戦する。2022年度は、地震波形から地震の震源情報もしくは地下構造を推定する手法に関しての個別の開発を中心として行った。
１．地震波形から地震のモーメントテンソル解およびセントロイド位置を推定するセントロイドモーメントテンソルインバージョンにベイズ最適化を適用した手法について、探索効率の向上などの有用性について理論テストを通じて確かめた。この結果に関して論文として研究発表を行うとともに、国内会議にて発表した。
２．地震波形に基づく１次元水平成層構造の推定に、ベイズ最適化を適用した新たな手法を開発し、理論テストおよび実記録への適用を通じてその有用性を検証した。その結果に関しては、国内会議にて発表した。
３．トランスディメンジョナルインバージョンを用いた地震波形に基づく地下構造推定手法に関して高度化を進めるとともに、地震波形から地震の震源情報と地下構造を同時推定する手法に関する検討を進めた。
４．マルコフ連鎖モンテカルロ法を用いた地震の矩形断層面の推定手法を開発し、陸域GNSSデータを用いた場合・津波波源データを用いた場合・両方を用いた場合に推定される解の評価をそれぞれで行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
2022年度は当初の計画に沿って研究開発を行ったが、トランスディメンジョナルインバージョンを用いた地震波形に基づく地下構造推定手法の検討および地震波形から地震の震源情報と地下構造を同時推定する手法に関する検討に時間を要している状態である。そのため計画からやや遅れているが、次年度で十分に吸収できる範囲であると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の計画に従って、研究を継続する。2023年度は、地震波形から地震と地下構造モデルの両方を同時推定する解析手法の開発、理論テストおよび実記録への適用による検証を行う。関連する資料文献の購入、国内外の学会等に参加し、研究成果の発表や関連する知見の収集を進める。研究に関連する資料収集や研究成果の発表を行うために、国内外の関連学会に参加する。
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Report
(2 results)
Research Products
(4 results)
