2021 Fiscal Year Research-status Report

Detailed diagnostic analysis and probability prediction of seismic activity by non-stationary non-uniform spatiotemporal point process model

Research Project

Project/Area Number	20K11704
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	熊澤貴雄東京大学, 地震研究所, 特任助教 (60649482)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords	点過程モデル / 非定常過程 / 余震 / 予測
Outline of Annual Research Achievements	本研究では余震活動の収拾速度の予測改善を目的とする。このとき注目するのは余震活動の類別化であり、幾つかの顕著な本震・余震型の地震時系列をETAS モデルで解析すると，余震の減衰変化は幾つかのパターンに分類できることが分かった。すなわち，(a) 全時間で単一のETASモデルが綺麗に当て嵌る (典型的な余震活動)，(b) ある時間以降に減衰トレンドが減速する (相対的活発化) するか加速する (相対的静穏化)、そして (c) ETASモデルの当てはまりの悪い、それ以外のケースに別れる。この背景として、本震が余震を誘発するメカニズムに二種類の物理的作用が考えられる。まず急激な断層活動による周辺断層群への応力集中があり， (a) や (b) の様に近隣の大きな断層の急激なずれ、またはゆっくりした動き(slow slip)があった時、その応力変化の影響による近隣の活動変化が誘発或いは抑制される。このような要素が卓越している余震活動では定数パラメータの定常ETASモデルまたは部分的定常ETASモデルが良く適合する。次に大規模地震動による地殻の擾乱や潜在断層のゆっくりすべりによって貫入する流体が原因となり断層系の強度が弱化する場合である。これらの総括的なモデル化のために、近年に発生した大地震の本震発生前後の地震活動を統計モデルで解析し、余震活動の収束性や本震に至る地震活動の特徴の解析を継続して行うことで、統計モデルの高度化をはかっている。対象となる地震として、2020年4月からの長野県中部群発地震、2011年東北地方太平洋沖地震発生前の関東北部・東北地方広域での地震活動異常、2020年末からの能登半島群発地震、2021年と2022年二つの福島沖地震などを解析している。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 個々の地震活動の詳細解析の事例を増やして地震時系列の統計的特徴を掴むことは本研究の重要な課題であり、その方面での進捗状況は順調と言える。特に今年度の研究過程で分かったこととして、これまでの統計モデルで考慮していなかったデータが群発地震を含む地震時系列のモデル化に重要な要素となる可能性が出てきた。特に2020年末から現在まで続く能登半島の群発地震はこのタイプの地震としては活動期間が長期間にわたって継続しており、GPS観測による地殻変動と同期していることが本研究代表者の調べで分かっている。本研究代表者が開発した異常地震活動のための点過程モデルを気象庁に提供し、共同して調査を進めているところである。
Strategy for Future Research Activity	地震時系列にETASモデルを適用した際に生じる不一致を補正するモデルとして非定常ETASモデルを提案してきたが、GPSによる地殻変動のデータ、或いはこれまで注目していなかった震源メカニズム解の非ダブルカップル成分がこの不一致とある程度の対応が付くことが解ってきた。地震カタログとこれらのデータとの統計的相関をモデル化し、異常活動を含む地震活動の予測モデルを追求し、論文にまとめる。地震活動と前者データとの関係は能登半島の群発地震で、後者データとの関係は長野県中部群発地震で考察する。
Causes of Carryover	参加予定学会や出張の中止で助成金が余った。本来2021年度に予定されていたヨーロッパでのシンポジウムが2022年度に延期されており、その出張費用に充てたい。