2023 Fiscal Year Research-status Report
測地データと物理モデルを融合した断層摩擦特性の推定手法の構築
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18K03776
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
福田 淳一 東京大学, 地震研究所, 准教授 (70569714)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 余効変動 / 逆問題 / 余効すべり / 粘弾性緩和 / レオロジー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
測地学的に観測される余効変動は主に断層における余効すべりとマントルの粘弾性応力緩和の寄与の和であると考えられている。本研究では、応力によって駆動される余効すべりと粘弾性緩和の物理モデルを用いて、これらのプロセスを支配する断層の摩擦構成則やマントルのレオロジーのパラメータの空間変化を測地データに基づいて推定する手法の構築を行っている。パラメータの最適値のみならず、その不確実性も併せて推定するために、本研究ではパラメータ推定の逆問題をベイズ的に定式化し、パラメータの事後確率分布を近似推定する手法の構築を行った。この問題では未知パラメータが数千個以上あり、未知パラメータと観測データの関係が非線形であるため、現実的な計算コストで事後確率分布を推定することは簡単ではない。この困難を克服するために、iterative ensemble smoother (IES)に基づき事後確率分布を近似推定する手法を開発した。計算コストをできる限り軽減するために、パラメータ空間の次元削減とIESを組み合わせた手法を開発した。また、次元削減を行わずに元のパラメータ空間でIESを用いる手法も開発し、両者を数値実験により比較した。その結果、後者の手法により、前者と同程度の計算コストでより良い推定結果が得られることが分かった。また、当初に開発したIESのアルゴリズムでは、数値的にやや不安定な部分があったが、この部分を安定化させるためにアルゴリズムを改良した。さらに、事前分布の与え方や事前分布を近似する粒子の数などの様々な要因が手法の振舞いや推定結果に与える影響を人工的な余効変動の観測データを用いた数値実験により調べた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
2023年度は開発中の手法の改良や手法の振舞いを調べるための数値実験などを行ったが、数値実験が進むにつれ、当初の予想以上に実装上改良すべき点や手法の振舞いの複雑さが明らかになった。そのため、想定していた以上に多数の数値実験を行う必要があった。その結果、研究の進捗はやや遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
2023年度に手法の振舞いを調べるための数値実験を行ったが、検討が不十分であるため、さらに数値実験による検討を行う。その後、2022-2023年度に開発してきた手法を論文としてまとめ、学術誌に投稿する。さらに、この手法を現実の余効変動の観測データに適用する。
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| Causes of Carryover |
研究の進捗の遅れに伴い、論文執筆や成果発表が遅れたために次年度使用額が生じた。次年度使用額はこれまでの成果を論文として発表するための経費、学会発表のための経費、さらに研究を進めるためにスーパーコンピュータの使用料などに使用する予定である。
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