2018 Fiscal Year Annual Research Report
Study on comprehensive probability forecast of large earthquake
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17H00727
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| Research Institution | The Institute of Statistical Mathematics |
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Principal Investigator |
尾形 良彦 統計数理研究所, 大学共同利用機関等の部局等, 名誉教授 (70000213)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 確率予測 / 情報利得 / 関東直下３次元モデル / リアルタイム予測 / デロネ分割 / マグニチュード / 時空間ETASモデル / Brownian Passage Timeモデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
（１）首都圏直下100km深までの地震活動を解析・予測するために、３次元空間ETASモデルの構築に二通りの大きく異なった統計的設計で実装した。一つは3次元カーネル法の手法に基く。赤池情報量規準AIC比較では、これは緯度・経度のみの２次元時空間ETASモデルより格段に適合度が上回る。また関東地方の地震活動に東北沖地震の影響を大きく受けていることも示した。もう一つの設計アプローチは、3次元デロネ４面体分割空間による階層的時空間ETAS（HIST-ETAS）モデルを作成し、さらに東北沖地震の影響を考慮し、経度・緯度・深さでの地震活動度に関するもので、各パラメータは地域性の変化に平滑化の制約を付け、重みの調節を赤池ベイズ情報量規準ABICの最小化で決め、逆問題として最適解を得る。これで地震短期予測の精度向上が十分期待できる。
（２）地震のマグニチュード予測の伝統的な独立の指数モデルに対して、地震活動の時間・空間的履歴によって変化するマグニチュードの予測モデルを構成し、条件付き対数尤度によって予測結果を比較検証し、その優位性を実証した。（３）国際地震予測検証プロジェクトCSEPで試行中の２次元HIST-ETASモデルを高度化して、日本内陸地域の直下型地震予測の実施をした。（４）本震直後の余震確率予測について、防災科学技術研究所と連携した、リアルタイムシステムで内陸地域と周辺部のM６クラスの地震の余震予測について実施した結果を蓄積中である。問題地震ごと、直後に開催された地震調査委員会に要請に応じて報告している。（５）熊本地震前後の活動異常を非定常ETASモデルなどにより詳細な解析を実施した。（６）主要活断層の長期予測に使われている地震調査委員会のBPTモデルの変動係数値が著しく過小であること、そのために30年予測に偏りを与えている主要断層が少なくないことを具体的に示した。
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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
政府の地震本部（地震調査委員会）の予測の中で、南海トラフや北海道・東北沖の海溝型大地震の予測に対して、日本内陸部直下型地震の予測計画は大きく遅れており、予測モデルの開発も殆ど進んでいない。そこで本研究の今年度の実施計画のうち、直下型地震、特に関東直下の予測は極めて優先度が高いものとして取り組んだ。しかし構成する統計モデルはベイズ型大規模モデルであり、従来の２次元階層時空間ETASモデルを、深さを含む３次元に拡張するモデル作成のために、多大の研究開発時間を要した。結果、それだけの重要性の達成感がある。また今後のモデルの高度化と予測の実装は、短期および中期地震予測に向けて、気象庁予知情報課など関係機関から期待されている。
本研究計画の他の目標も概ね達成されている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度の実施計画は目標課題に優先順位をつけ、環境条件で流動的に対応したものである。達成されていない課題でも、重要性は劣ることなく、次年度以降で継続される。
また今後さらに、関東直下の深さを考慮した日常的地震活動の実用的3次元リアルタイム予測の実施目標を達成したい。
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[Presentation] Seismic Detection of Very Early Aftershocks Following the 2004 M6.0 Parkfield Earthquake2018
Author(s)
Peng, Z., Neves, M., Daniels, C., Zhu, L., McClellan, J-H. and Zhuang, J.
Organizer
2018 Fall Meeting of the American Geophysical Union(AGU)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Real-time operational aftershock forecasting in Japan2018
Author(s)
Omi, T., Ogata, Y., Shiomi, K., Enescu, B., Sawazaki, K. and Aihara, K.
Organizer
2018 Fall Meeting of the American Geophysical Union(AGU)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Estimation of gradual stress changes before the 2016 Mw7.0 Kumamoto, Japan, earthquake2018
Author(s)
Noda, A., Saito, T., Fukuyama, E., Terakawa, T. and Matsu’ura, M.
Organizer
2018 Fall Meeting of the American Geophysical Union(AGU)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Increasing earthquake forecast testability-CSEP future developments2018
Author(s)
Schorlemmer, D., Werner, M., Marzocchi, W., Jordan, T., Ogata, Y., Jackson, D., Mak, S., Rhoades, D., Gerstenberger, M., Hirata, N., Strader, A., Taroni, M., Wiemer, S., Zechar, J. and Zhuang, J.
Organizer
The European Seismological Commission 36th General Assembly
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Real-time short-term earthquake forecasting after a large earthquake in Japan2018
Author(s)
Omi, T., Ogata, Y., Shiomi, K., Enescu, B., Sawazaki, K. and Aihara, K.
Organizer
International Symposium on Earthquake Forecast / 5th International Workshop on Earthquake Preparation Process ~ Observation, Validation, Modeling, Forecasting ~ (ISEF-IWEP5)
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Increasing Testability, Expanding Possibilities. Some CSEP Future Developments2018
Author(s)
Schorlemmer, D., Hirata, N., Cotton, F., Gerstenberger, M., Marzocchi, W., Werner, M., Wiemer, S., Jordan, T., Beutin, T., Jackson, D. D., Mak, S., Nanjo, K., Ogata, Y., Rhoades, D., Tsuruoka, H. and Zhuang, J.
Organizer
日本地球惑星科学連合2018年大会
Int'l Joint Research
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