2016 Fiscal Year Research-status Report
統計モデルと物理モデルの融合による新たな地震活動標準モデルと地震予測システム
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16K00054
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| Research Institution | Tokiwa University |
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Principal Investigator |
岩田 貴樹 常磐大学, 人間科学部, 准教授 (30418991)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 統計科学 / 地震 / 点過程解析 / 固体地球物理学 / ベイズ統計 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
現在、地震活動の標準モデルとされている、純粋な統計モデルである「ETASモデル」に、「摩擦構成則」と呼ばれる物理則を取り入れたモデルを混合することで新たな地震活動の時空間標準モデルを構築することが本研究課題の目的である。今年度（平成28年度）は予備的な解析として地震発生の時間発展のみに着目し、「ETASモデル」と「摩擦構成則モデル」を混合したモデルをいくつかの地震発生時系列に適用することを行った。その結果、いくつかの群発地震系列に対しては、「ETASモデル」あるいは「摩擦構成則モデル」を適用した場合に比べて、両者を混合したモデルの方が有意に適合度が高いことが分かった。一方、複数の余震系列に適用した結果としては全ての場合において、「ETASモデルのみ」の場合に比べて、モデルを混合することによる有意なモデル改善は見られなかった。これは、群発地震活動においては、大きな地震が発生しないにも関わらず地震活動が高まることがしばしば起きるが、「ETASモデル」の数理的特徴から、こういった状況に対応することがこのモデルには難しい。一方、「摩擦構成則モデル」は、こういった状況に対応可能であり、「ETASモデル」の弱点を「摩擦構成則モデル」が補うことで、両者の混合が有意な改善を果たしたと解釈できる。また、混合モデルにおけるモデル混合比を時間一定とせず、時間変動を考慮した解析も試みた結果、これについてはあくまで時間一定としたモデルが選択される結果となった。
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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
初年度に予定していた予備的な地震発生時系列に対する解析を行い、「ETASモデル」と「摩擦構成則モデル」の混合による有意なモデル改善の実例を示すと共に、その理由についての解釈も得ることが出来た。これにより、次年度以降進めていくより複雑かつ現実的なモデリングへの基礎を築くことが出来たことから、現段階では概ね順調に進展していると判断する。
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| Strategy for Future Research Activity |
混合モデルにおけるモデル混合比の時間変動解析についてであるが、変動が滑らかになるような拘束を掛けたいわゆる「ベイズ平滑化」により解析を行っている。実際の地震活動においては、モデル混合比が突然変わる可能性があり、これに対して平滑化の制約は不適切であるがゆえにモデル混合比の時間変化を見いだせなかったと考えられる。これに対応するために、混合比がジャンプ的に変化するような、より複雑なモデリングを試みる。また、これと曳航して時空間への拡張も行っていく予定である。
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| Causes of Carryover |
所属機関から支給される研究費に関して、今年度は多少の余裕があり、書籍・消耗品などをそちらで賄うこととしたため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度以降、ジャンプ的なパラメータ変動推定に向けた資料購入など追加的な支出が生じるため、これに充当することで有効に使用する。
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