2019 Fiscal Year Annual Research Report
Innovative four-dimensional variation method for data assimilation based on large-scale models
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17H01703
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
長尾 大道 東京大学, 地震研究所, 准教授 (80435833)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
堀 高峰 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海域地震火山部門(地震津波予測研究開発センター), センター長 (00359176)
中野 慎也 統計数理研究所, モデリング研究系, 准教授 (40378576)
伊藤 耕介 琉球大学, 理学部, 准教授 (10634123)
福田 淳一 東京大学, 地震研究所, 助教 (70569714)
永田 賢二 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 統合型材料開発・情報基盤部門, 主任研究員 (10556062)
桑谷 立 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海域地震火山部門(火山・地球内部研究センター), 副主任研究員 (60646785)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | データ同化 / 4次元変分法 / マルコフ連鎖モンテカルロ法 / 最適化 / 不確実性評価 / 地震波 / 摩擦 / Ginzburg-Landau方程式 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和元年度および2年度は、まずは本研究で開発した革新的4次元変分法（革新的4DVar）の数理的内容を論文としてまとめ、国際誌に出版した。また、革新的4DVarを2次元空間内における地震波伝播シミュレーションコードに実装し、数値実験によって地下構造に関する物性パラメータを正しく推定されることを確認し、かつその不確実性評価までが可能であることを示した。さらには、南海トラフ地震発生想定域のプレート境界におけるゆっくりすべりをモデル化した準静的運動方程式および摩擦構成則からなる数値シミュレーションコードに対して革新的4DVarを実装し、数値実験によってゆっくりすべりを再現する摩擦パラメータの推定ならびにその不確実性評価が可能となることを示した。これらの成果については、日本地球惑星科学連合大会のや米国物理学連合秋季大会をはじめとする国内外の学会において発表を行った。本研究の新たな展開として、薄層近似の下での磁性体や岩石内における磁化パターンの時空間変化を記述する時間依存Ginzburg-Landau方程式の数値シミュレーションコードを新たに開発した。この成果については、日本物理学会ならびに応用物理学会において発表するとともに、論文としてまとめ、国際誌に出版した。今後はこれに革新的4DVarを実装することにより、固体地球科学分野のみならず、幅広い学問分野に応用が可能なデータ同化手法として展開していく予定である。
日本地球惑星科学連合大会および統計関連学会連合大会においては、本研究とも深く関連するセッションを開催し、本研究の成果を国内外に広く知らしめることができた。本研究で開発した革新的4DVarのソースコードについては、現在、公開に向けた準備を進めている。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(25 results)
