2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of a real-time tsunami forecasting method based on the data assimilation technique for next-generation dense tsunametor network
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15K16306
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
前田 拓人 東京大学, 地震研究所, 助教 (90435579)
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2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 津波 / データ同化 / シミュレーション / 最適内挿法 / 地震動 / seismic gradiometry |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度に検討を始めた地震直後の海底圧力計の記録に起こり得るオフセットと，そのオフセットのある記録からどのように真の津波記録を抽出するかの検討を集中的に行った．前年度までに，海底圧力系記録のみから，津波の波動方程式に従う真の津波波高とオフセットである海底地殻変動を分離できる可能性を示した．しかし，その方法は時間ステップ毎にPoisson方程式の数値解を求めねばならないため，計算量が爆発的に増大してしまい，そのままでは津波即時予測に向かない．また，数値解が不安定になる場合があることや，海岸における境界条件が不明瞭であるという問題も残されていた．
本年度は，これらの問題を解決するため定式化を根本から見直し，推定パラメタを大幅に少なくした弱形式で真の津波波高を推定する方法の開発を試みた．この方法により時間ステップ毎の数値計算が不要になり，劇的な高速化が達成された．また，海岸境界に関わる問題も弱形式の重み関数によって自然に表現できることも明らかになった．単純化された系における数値実験によって，新しい定式化でも一定の津波と地殻変動の分離が可能であることを確認したが，依然として数値的に不安定な問題であり，数値不安定の発生を防ぐためのダンピングが必要である．今後，さらなる定式化の精緻化と見直しによってこの数値不安定の原因を訴求することができれば，地震発生直後の津波即時予測におおきな進展をもたらすことが期待される．
これらの研究成果を国内および国際学会で成果発表するとともに，関連分野の研究者と実記録への適用可能性や今後の発展可能性について議論を行った．
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