長周期表面波散乱現象の解明と不均質構造における波形エンベロープ形成モデルの構築

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03J07346
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 前田 拓人 東北大学, 大学院・理学研究科, 特別研究員(DC1)
• Keywords: 地球内部構造 / 地震波 / 散乱 / 不均質 / 表面波 / エンベロープ

Research Abstract

弾性波伝播媒体としての固体地球の構造の解明は,地震学的にも,また地球の発展史を考える上でも重要な研究課題である.特に数十秒から数百秒にわたる長周期地震波の散乱波解析からは,地殻から上部マントルに渡る広い範囲の地震波速度不均質構造を検出できると期待されている.平成15年度は,長周期地震波動と不均質構造の定量的な関係の解明を目的として,以下の研究を行った.
1.地球を周回する長周期レイリー波のアレイ解析に基づく長波長の散乱特性の推定:
IRISならびにF-netによって記録された大地震の上下動地震波形記録にF-K解析を適用することで,そのエンベロープを構成する波群の構成要素を明らかにすることに成功した.本研究から,長周期地震波エンベロープの形成に散乱波が重要な寄与をなしていることが確認された.また,高次モード波群がエンベロープ形状に寄与していることをはじめて明らかにした.本成果は平成15年7月のIUGG札幌大会にて発表された.
2.中周期〜長周期表面波の散乱エネルギーの定量的モデル化:
弾性体の波動方程式に摂動論を適用し,統計的な取り扱いを行うことにより,地震によって励起される表面波散乱波の平均二乗振幅の理論合成に成功した.この研究により,地球内部の不均質構造の統計的な特徴と,現実的な速度構造中を伝播する表面波の散乱波のエネルギーとを定量的に結びつけることが可能となった.本成果は日本地震学会2003年秋季大会,東京大学地震研究所特定共同研究B「リソスフェアの短波長不均質構造の物理的解釈」研究成果発表会,及びAGU Fan Meeting2003で発表された.