新しいアルゴリズムの応用による3次元地球モデルの推定

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06640542
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: ゲラー ロバート 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助教授 (40170154)
• Keywords: 地球内部構造 / インバージョン / 理論波形 / 数値計算

Research Abstract

本研究の目的は,デジタル地震波形記録の解析から高解像度の地球内部3次元構造を推定することである.本年度は広帯域地震波形記録を用いて波形インバージョンを行う予定であったが,より高精度の内部構造推定を行うために高精度かつ効率的な計算手法及びソフトウェアの開発を行った.本年度の研究により,理論波形計算の精度及び効率が大幅に改善され,より高精度の内部構造推定が可能になった.
これまでの研究をレビューして,高解像度の内部構造推定には波形インバージョンが望ましいこと,高精度の内部構造推定には、これまで以上の精度で理論波形を計算する必要があることを示した(原とゲラ-1996,地学雑誌).
また理論波形計算の精度を改善するため,数値分散を抑制する行列演算子(新演算子,modified operator)が満たすべき一般的な条件を導出し,帯幅を増やさずにこの条件を満たすCartesian座標系の新演算子を導出した(Geller & Takeuchi 1995,GJI).新演算子を用いれば計算時間を増やさずに約30倍精度が改善されることがわかった.
また実際の内部構造推定に必要な,球座標系のP-SV問題に対する新演算子を導出し,これを用いたソフトウェアを開発した(Takeuchi et al.1996,GRL).これにより20-5000sの高精度なP-SVの理論波形が10分(SPARC-20,1CPU)で計算可能になった.

Research Products

• [Publications] Robert J. Geller: "A new method for computing highly accurate synthetic seismograms" Geophys.J.Int.123. 449-470 (1995)
• [Publications] 原辰彦: "波形インバージョン" 地学雑誌. 104. 972-983 (1995)
• [Publications] Nozomu Takeuchi: "Highly accurate P-SV synthetic seismograms using modified DSM operators" Geophys.Res Lett.(in press). (1996)