2016 Fiscal Year Research-status Report
大規模堆積盆地の長周期地震動の形成作用に関する研究
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15K05272
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| Research Institution | Yokohama City University |
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Principal Investigator |
吉本 和生 横浜市立大学, 生命ナノシステム科学研究科(八景キャンパス), 教授 (10281966)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中原 恒 東北大学, 理学研究科, 准教授 (20302078)
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| Project Period (FY) |
2015-10-21 – 2018-03-31
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| Keywords | 長周期地震動 / 堆積盆地 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の主な目的は、大規模な堆積盆地がどのような地震波応答によって大振幅かつ継続時間の長い長周期地震動（表面波：Love波およびRayleigh波）を励起するのか、その励起過程を観測波形の解析から明らかにするとともに、明らかにされた表面波の励起過程を三次元数値シミュレーションに基づいて物理的に解釈することにより、その背景にある波動論的作用を解明することにある。
本研究（期間３年）の２年目にあたる本年度は、主に、(1)近地地震の震源リストの作成とイベント地震波形のデータベースの構築、(2)関東堆積盆地内で観測された長周期地震動（周期2～20秒）の大きさと卓越周期および震央方位変化に関する研究、(3)長周期地震動を引き起こす表面波（Love波およびRayleigh波）の位相速度をアレイ解析によって推定する方法についての検討などを遂行した。得られた研究成果は、国内の学会や国際学会などで発表した。これらの研究成果の詳細については、現在までの進捗状況の項目において紹介する。また、地震動の継続時間に関連した研究として、地震波速度変化に対するコーダ波の感度カーネルを三次元ベクトル波一次散乱モデルに基づいて評価した。この研究成果については国際学術誌で発表した。
以上のように、本研究はこれまでの２年間、当初の研究計画どおりに概ね順調に進展している。これまでの研究成果を踏まえて、研究の最終年の平成29年度には今後の研究の推進方策に示す内容の研究を遂行する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究の２年目の平成28年度には、主に以下のような研究成果が得られた。
・関東堆積盆地内のK-NET/KiK-netおよびSK-netの強震記録を水平動成分と上下動成分に分けて解析し、周期2～20秒の帯域の長周期地震動の大きさと卓越周期および震央方位変化について詳しく調べた。その結果、震央方位により発生する長周期地震動の地域分布に大きな差異が見られることを確認した。水平動と上下動のスペクトルを比較すると、水平動の方が振幅が大きく、卓越周期も長いことがわかった。この結果は、関東堆積盆地の長周期地震動においてはLove波が支配的であることを示唆するものである。また、水平動の長周期地震動の卓越周期は、地震基盤深度2km以浅では地震基盤深度の増大とともにほぼ比例して長周期化するが、地震基盤深度2km以深では地域差が無視できないことが明らかになった。房総半島の中央部で特に卓越周期が長くなる現象が確認された。
・関東堆積盆地の地震波速度構造モデルSBVSM（増田・他 2014; Takemura et al. 2015）を対象とし、関東平野南東部で発生した中規模地震の長周期地震動シュミレーションにより、東京湾周辺を含む関東堆積盆地の南部における長周期地震動の再現性を評価するとともに、SBVSMの改良の可能性について検討した。
・近接した地震観測点で収録された地震波形データを対象とし、長周期地震動を引き起こす表面波の位相速度をアレイ解析により推定する方法について検討した。その結果、Rayleigh波では基本モードと高次モードが同程度に発達するため解析が困難になるが、Love波では基本モードが主に発達するため解析しやすいことが確認できた。
・地震波速度変化に対するコーダ波の感度カーネルを三次元ベクトル波一次散乱モデルに基づいて評価し、その研究成果を国際学術誌で発表した。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの２年間の研究成果を踏まえて、本研究の最終年の平成29年度には、大規模堆積盆地の長周期地震動の形成作用に関して、主に以下の研究を遂行する。
・前年度の研究で確認された房総半島の中央部での長周期地震動の卓越周期の長周期化の現象について、その要因を明らかにするために、観測地震波形の解析から表面波の伝播の詳細を調べるとともに、長周期地震動シュミレーションにより観測現象を再現できる地震波速度構造を評価する。
・海域（太平洋）で発生した中規模の浅発地震を対象として、観測波形データの解析から表面波の励起と伝播の特徴を調べる。
・海洋性堆積層（付加帯）の構造と海水の存在が表面波の励起と伝播にどのように作用するのか定量的に評価するために、固液層構造に適用可能な差分法による三次元数値シミュレーションを実施する。また、観測された長周期地震動が既存の地震波速度構造モデルを用いた長周期地震動シミュレーションでどの程度再現できるのか評価し、モデルの問題点について検討する。
・近接した地震観測点で収録された地震波形データを対象とし、長周期地震動を引き起こす表面波（Love波およびRayleigh波）の位相速度をアレイ解析により推定する。推定された位相速度について、その地域変化の特徴を明らかにするとともに、既存の地震波速度構造モデル（SBVSMなど）の予測値と比較して整合性を評価する。
・地震波散乱特性の変化に対するコーダ波のデコリレーションの近似ベクトル感度カーネルを一次散乱モデルに基づいて評価する。
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