ＧＰＳ衛星の電波から断層すべりを直接求める手法の開発：地震前後のすべりの解明へ

2012 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 24540453
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 宮崎 真一 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (00334285)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: 国際研究者交流 アメリカ合衆国

Research Abstract

本課題では、１分から数時間スケールの準静的な断層すべりの解明のため、(a) GPSの衛星データ（搬送波位相）から断層すべりを直接求める手法を開発すること、(b) 2011年東北地方太平洋沖地震や2003年十勝沖地震時のGPSデータに適用して地震直前・直後の準静的すべりを推定すること、(c) 得られたすべりの履歴から破壊直前あるいは破壊から余効すべりに遷移する過程を解明することを目指している。
今年度は、Cervelli et al.(2002)によって開発された、GPS搬送波位相を断層すべりのインバージョンの入力として用いるプログラムの調査を行った。彼らのアルゴリズムでは、地球に固定された座標系と衛星の座標系の間の座標変換が行われていないため、概ね数十キロオーダーの空間スケールまでの狭い領域に限って適用可能であることがわかった。小規模の地震であれば、観測点分布は数十キロスケールでよいが、シグナルが小さくて断層すべりの検出が困難となる。そこで、このプログラムを入手し、新潟県中越地震や中越沖地震のGPSデータに対して適用を試みた。これらの地震の規模は大きく、100km以上のスケールで観測点を含まないと断層すべりが拘束できないことがわかった。また、残差を見ると、系統的な非白色雑音が乗っており、GPS受信環境に起因する多重散乱（マルチパス）がのっていることが予想される。推定された断層すべりの時間発展が擾乱をもつのも、マルチパスの一部を断層すべりのパラメータが吸収してしまった可能性が考えられる。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

当初はスタンフォード大学やジェット推進研究所を訪問し、それぞれが開発したソフトウェアに関して詳細を調査する予定であったが、学事のスケジュールと調整ができず、訪問することが出来なかった。スタンフォード大学に関しては電子メールである程度の議論を行なうことが出来たが、ジェット推進研究所のソフトのソースコードは、関係者以外は外部に持ち出しできないため、こちらの調査が遅れている。

Strategy for Future Research Activity

引き続き、スタンフォード大学で開発されたソフトウェアをベースにして、当初の目的を達成するためのソフトの開発にあたる。できるだけ早くジェット推進研究所、あるいは開発者の一人が所属するコロラド大学を訪問し、必要な改修に関するアルゴリズムを調査する。
ソフトウェアが完成したら、まずは新潟県中越地震・新潟県中越沖地震時のデータに適用する。その後、2003年十勝沖地震に適用する。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

スタンフォード大学・ジェット推進研究所・コロラド大学訪問のための外国旅費を計上する。また、アイスランド大学の研究者が我々の課題に関心を示しており、先方の研究の現況と共同研究の可能性について討議するために旅費を計上する。