2008 Fiscal Year Annual Research Report
地動と大気圧の同時観測による大気ー地球音響結合の研究
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18540413
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
綿田 辰吾 The University of Tokyo, 地震研究所, 助教 (30301112)
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| Keywords | 地震動 / 気圧変動 / 微気圧 / 音響結合 / 伝達関数 / 音波 / 圧力波 / 重力波 |
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| Research Abstract |
大気は固体地球を下端として存在している。そのため、下端が地動や海面変動により時間変化すると大気下端から大気側に波や境界波が発生する。2003年十勝沖地震時に、大気下端が地表を伝播する地震波の表面波により揺すられ下端大気中に圧力波が発生していることが、地震観測点に設置した微気計記録から明らかとなった(Watadaetal.2006)
地表変位速度と発生した大気匡変動の問には比例関係が成り立ち、その比例定数は大気波動線形運動方程式から導かれる。地震波は大気音波より一桁速い速度だが、津波は大気音波よりも遅く伝播する。下端の変形の水平位相速度が音速より速い場合と遅い場合、大気はどのように応答するだろうか。下端の変形の周期がacoustic cut-off周期よりも長い場合と短い場合、またbuoyancy周期よりも長い場合と短い場合でそれぞれ大気の応答が異なると予想される。等温大気について、下端で発生する圧力変動の位相と振幅を、下端境界の周波数と波数を独立変数として表現に成功した(Watada2009)。
それによれば、1境界波領域であっても下端の変動に応答する圧力変動が存在し、2ラム波の分散関係に沿って圧力変動が無限大となり、3発生する圧力と変位の位相のずれは鉛直方向の端数により一意に来まる
また、下端から上方に伝播する波動のエネルギー流量も解析解から求めた。周波数と端数領域の音波と重力波の伝播領域から、境界波領域に近づくと急速にエネルギー伝播効率が低下し、境界波領域では。
完全にエネルギー伝播効率がゼロとなることが判明した。
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