数値的手法による高周波地震電波の散乱・減衰

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10640409
• Research Institution: HOKKAIDO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 蓬田 清 北海道大学, 大学院・理学研究科, 教授 (70230844)
• Keywords: 高周波地震波 / 散乱 / 境界積分法 / コーダ波 / 振幅異常 / 微細不均質性 / 水平成層構造

Research Abstract

本研究では、境界積分法という手法を用いて、地球内部(主に地殻)の微細不均質性による高周波地震波の散乱・減衰を決定論的あるいは波動論的に定量的に解明することを目的としてきた。観測面については、昨年度の兵庫県南部地震の余震の解析に続いて、防災科学技術研究所のK-netのデータを用いて北海道南東部のコーダ波の振幅の解析を行ない、この地域の微細不均質性の分布の非一様性を調べた。4Hz以上の高周波地域ではほぼコーダ振幅が一定、つまりほぼ一様に分布しているのに対して、1〜2Hzの低周波領域では南西側の観測点のコーダが増幅され、よって1kmほどのスケールの不均質性がこの地域で局在していることが示された。さらに、北海道日高地域の合同集中観測データからより詳細に微細不均質性の空間分布を求めるに至っている。
理論的な側面からでは、前年度に定式化した、基準媒質が深さ方向に変化する、すなわち水平成層構造に境界積分法を拡張し、散乱による波形合成の計算を行った。まだ2次元SH波の場合のみ確認したものの、不均質性から散乱波は線震源で、水平境界面からの寄与は平面波分解という折衷した方法によれば、計算量も大幅に増やすことなく、十分な精度で波形が計算できる。得られた波形では、不均質性からの散乱波と水平境界面からの反射・透過波が認められる他に、両者の相互作用による波がはっきりと認められる。特に、不均質性が境界面に近い時にはそのような波が強くなり、例えば、コーダ状の波の継続時間が大きくなり、均質媒質中の散乱波とは明らかに異なった様相を示す。さらに、この定式化では不均質性を含む層の境界面がゆるやかに曲がっている場合でも、そのまま適応できる利点があることがわかった。

Research Products

• [Publications] Yoshizawa, Kazunori: "Resolving power of surface-wave polarization data for higher-order heterogeneities"Geophysical Journal International. 138. 205-220 (1999)
• [Publications] Honda, Ryou: "Synthetic seismograms near a finite fault system"Jour. Fac. Sci. Hokkaido Univ. Ser. VII. 11. 611-632 (1999)