2021 Fiscal Year Research-status Report
余効変動の把握と予測に向けた地殻変動データ解析と粘弾性データ同化システムの構築
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21K03694
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
加納 将行 東北大学, 理学研究科, 助教 (10739056)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大谷 真紀子 東京大学, 地震研究所, 助教 (80759689)
奥脇 亮 筑波大学, 生命環境系, 助教 (10860091)
伊東 優治 東京大学, 地震研究所, 特任研究員 (40878724) [Withdrawn]
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | データ同化 / 余効変動 / 余効すべり / 粘弾性緩和 / GNSS / 断層破壊過程 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究はプレート沈み込み帯で繰り返し発生する巨大地震後に生じる地殻変動現象である余効変動に注目し、余効変動によって巨大地震が周囲に及ぼした応力擾乱がどのように緩和されていくのか、また次の巨大地震に向けてプレート境界においてどのように歪が蓄積されていくのかの解明に向けた数理基盤の構築を行う。余効変動を捉えた観測データには複数の要因による変動が含まれていることから、変動をその背景の要因に従って分離すると共に、プレート境界の断層すべりをより高精度に把握し、さらに定量的なすべりの将来予測を可能とする粘弾性データ同化システムを構築することを目指す。
2021年度は、余効変動を引き起こす地震時すべりの挙動および地震時すべりシグナルを把握するべく、2021年East Cape地震、2021年Haiti地震、2009年Gulf of California地震など、様々なテクトニック環境において発生した大地震の地震時震源過程解析を行った (Okuwaki et al. 2021、Okuwaki and Fan 2022、Fan, Okuwaki et al. 2022など)。また、高サンプリングのGNSSデータを購入し、2003年十勝沖地震の地震後および2015年Gorkha地震の地震時から地震後に得られた高サンプリングGNSSデータの解析を行い、30秒サンプリングで地殻変動時系列を推定した。加えて、30秒サンプリングのGNSS時系列のノイズ低減方法の性能評価と改良に取り組んだ（Itoh and Aoki 2022）。また、高サンプリングGNSSデータの同化に向けてKano et al. (2020)で開発したアジョイント法のプログラムを改良し、数値実験により開発手法を検証した。さらに、粘弾性データ同化システム構築の準備として、試験的に粘弾性変動時間発展の二次元数値モデルを作成した。
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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
今年度は、地震波形解析に基づく地震時すべりの解析事例を着実に増やすと共に、GNSS高サンプリングデータ解析手法の確立と地殻変動時系列の推定、また余効すべりのデータ同化手法の改良を行った。これらの結果の一部は英文の学術論文として国際誌へ掲載された（Okuwaki et al. 2021、Okuwaki and Fan 2022、Fan, Okuwaki et al. 2022、Itoh and Aoki 2022）。最終目的である、余効変動の把握と予測に向けた地殻変動データ解析と粘弾性データ同化システムの構築に向けて、データ解析やデータ同化手法の開発がおおむね順調に進展しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
地震時から初期余効すべりのシームレスな推定に向けて、地震波による地震時すべりの解析期間を従来の解析より延ばし、地震の終わりから余効すべりへの遷移期間にどのようなすべりの振る舞いが見られるかを調べる。また同期間に、高サンプリングGNSSデータではどのように見えるかの比較検証を行う。また今年度行った高サンプリングなGNSSデータを用いたデータ同化手法の検証を継続し、実際に2003年十勝沖地震の余効すべりを捉えた高サンプリングに同化手法を適用して、高サンプリングデータを用いることによる同化結果への効果を評価する。
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| Causes of Carryover |
新型コロナ感染症による影響で、国内外の学会等に現地参加できなかったため。
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