2017 Fiscal Year Research-status Report
過去の地震活動に基づく複合型短中期地震予測モデルの開発
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17K17722
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| Research Institution | The Institute of Statistical Mathematics |
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Principal Investigator |
野村 俊一 統計数理研究所, データ科学研究系, 助教 (70719640)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 大地震予測 / 前震 / ロジスティック回帰 / 活断層地震 / 空間ベイズモデル / 繰り返し地震 / プレート間滑り / デロネー四面体分割 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
大規模地震の予測精度向上に向けて３つの課題に取り組み，それぞれ次の成果を挙げた．
（１）前震識別モデルの構築と予測性能検証：地震の群れから群内時間差，マグニチュード差に基づく特徴量を抽出し，前震群とそれ以外の地震群とで特徴量の分布に有意な差異があることを明らかにした．さらに，その特徴量に基づいた非線形ロジスティック回帰モデルを構築し，日本の地震カタログへと適用した．地震カタログを訓練データと検証データに分け，検証データにて安定した予測性能が得られることを検証した．
（２）活断層地震の再来間隔の変動係数の推定とベイズ予測性能の検証：国内の活断層で繰り返される地震の再来間隔の予測精度を向上させるため，再来間隔の変動係数に空間的相関をもつガウス過程事前分布を与えた階層ベイズモデルを提案し，日本内陸における変動係数の空間分布を推定した．また，過去の活動履歴が不確実性をもつ活断層の将来地震予測について，ベイズモデルに基づくベイズ予測が従来手法のプラグイン予測に対してどの程度改善するかをシミュレーションにより検証した．
（３）小規模の繰り返し地震活動に基づくプレート間準静的滑りの逆推定：米国サンアンドレアス断層における小規模の繰り返し地震カタログに基づいて，断層面におけるプレート間準静的滑り速度の時空間変動の逆推定を行った．過去の研究業績にて提案した非定常更新過程モデルを適用し，滑り速度の時空間関数をデロネー四面体分割補間により表現することで，これまでのスプライン関数を用いた表現に比べて局所的な変動を推定することに成功した．解析結果から，滑り加速が空間伝播して他の領域における比較的大きな地震を引き起こす様子や，周辺の領域から比較的滑り遅れている領域において比較的大きな地震が起こることが多いことが確認された．
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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
研究目的に沿って３つの研究テーマに取り組み，それぞれ順調に解析結果を得ている状況にある．いずれも現在論文執筆の段階に入っており，次年度中の論文掲載を目指している．
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| Strategy for Future Research Activity |
大規模地震予測の実現に向けて，各課題ごとに次の取り組みを進める．
（１）前震識別に基づく本震予測モデルの構築：当年度の解析により，地震群内のマグニチュード差が前震識別の一つの手掛かりとなることが示されたが，マグニチュード分布におけるｂ値についても前震識別に有効であるかどうかを検証する．その際，地震数の少ない前震群のｂ値推定には相応の推定誤差が伴うため，ｂ値の事後分布に基づき前震確率評価を与えるベイズ予測手法を検討する．また，国内の地震カタログにおいて検証した前震群識別のための特徴量が，グローバルの地震カタログでも有効であるかどうかを検証する．また，前震が識別された場合に，本震の発生時期・震源・規模を具体的に予測するためのモデルを，時空間ETASモデルを基にして構築する．
（２）活断層地震のベイズ予測手法の
過去の活動について最新活動しか判明しておらず，繰り返し地震間隔の情報が得られない活断層に対して，当年度の解析で得られた変動係数の空間分布および断層変異速度から逆算される平均活動間隔の情報を利用したベイズモデルを用いて予測性能向上を図る．さらに，過去の巨大地震がもたらした周辺活断層への応力変化による確率への影響を評価する．
（３）繰り返し地震活動に対する将来予測手法の開発：プレート境界上の繰り返し地震活動から推定される過去のプレート間滑りを将来へと引き伸ばし，将来の繰り返し地震活動を予測するためのモデルを開発する．特に，状態空間モデルの枠組みを利用したデータ同化手法へと，当年度の成果を拡張することを目指す．
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| Causes of Carryover |
出張の増加により旅費が予定超過し，予定していた物品購入（ノートパソコン200,000円）を次年度に回したために次年度使用額が発生することとなった．今年は日程上の都合等により海外出張が減少する予定であり，その分を当年度予定していた物品購入に充当するつもりである．
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Research Products
(26 results)
