2014 Fiscal Year Research-status Report
震源近傍の水圧擾乱特性を考慮した津波即時予測の高度化
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25350501
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| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
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Principal Investigator |
松本 浩幸 独立行政法人海洋研究開発機構, 地震津波海域観測研究開発センター, 技術研究員 (80360759)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
林 豊 気象庁気象研究所, 地震津波研究部, 主任研究官 (40370332)
堀 高峰 独立行政法人海洋研究開発機構, 地震津波海域観測研究開発センター, グループリーダー代理 (00359176)
有吉 慶介 独立行政法人海洋研究開発機構, 地震津波海域観測研究開発センター, 技術研究員 (20436075)
山崎 明 気象庁気象研究所, その他部局等, その他 (70354529) [Withdrawn]
金田 義行 独立行政法人海洋研究開発機構, 地震津波海域観測研究開発センター, 招聘上席技術研究員 (50359171)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 水圧式津波計 / デシメーションフィルタ / 津波 / 地震動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
東日本の「日本海溝海底地震津波観測網」や南海トラフの「地震・津波観測監視システムDONET」などの沖合津波観測ネットワークの整備は、津波を事前に観測できる可能性が高いことから、適切に利用すれば防災効果が期待できる。しかし水圧式津波計データは通常1～10Hzサンプリングであることから、波源近傍では地震動等の津波以外の記録も含むため、津波抽出の適切なデータ処理が不可欠である。本年度はリアルタイム津波予測を念頭に置き、デシメーションによる群遅延（時間遅れ）を最小にするリアルタイムデータ処理に適したデシメーションフィルタを設計した。
海底から伝送されるDONETの水圧式津波計のリアルタイムデータは10Hzサンプリングである。水圧計データの主な利用目的は、1.リアルタイム津波解析と2.長周期の地殻変動観測なので、最終生成データを0.1Hzサンプリングに設定した。そこで10Hzオリジナルデータから0.1Hzデシメーションデータを生成するために、1/100 デシメーションフィルタを設計した。
リアルタイム津波解析用データに要求される条件を次のように設定した。リアルタイム性を考慮し、概ね地震発生後1分程度以内にデシメーションが終了する。したがって総遅延量を概ね1分以内になることを目標とした。震源近傍で津波が伝播して抜ける過程を検知するため，通過周波数帯域を1分程度以下とした。
本研究では、3段階のデシメーションフィルタを適用することとして、最初の2段階は地震計データと共通とし、3段目のフィルタはリアルタイム性を重視して設計した。設計したデシメーションフィルタを2003年十勝沖地震の津波波源の水圧式津波計データに適用し、津波と地殻変動を抽出できるフィルタ設計となっていることを検証した。
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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
津波をともなう地震時の震源近傍の水圧式津波計データを、本研究で作成した津波抽出のためのデシメーションフィルタでデータ処理して、その適用性を検証した。この研究成果は国内誌に論文発表した。これは本研究の目標の一つである、震源近傍の水圧擾乱を含む水圧データから津波を抽出する手法を提案したもので、津波の即時予測に資するものである。したがって本研究は概ね順調に進捗している。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究のデシメーションフィルタを2011年東北地方太平洋沖地震のDONETで観測された水圧データへも適用して、水圧式津波計が記録する津波をともなう地震時の水圧データ解釈を行う。これは地震時に水圧式津波計で観測される水圧データの解釈が十分になされておらず、とくに津波をともなう地震時に特有の水圧変動の現象を検知できれば、津波警報へ役立つ可能性があると考えているためである。また津波に先行する水中音波が津波の早期検知に利用できる可能性が注目されており、この現象を捉えることができれば津波防災上有用であると考えている。
また本研究の成果を発展させるため、気象庁の東海沖水圧計の非地震時の実際の水圧観測値に津波抽出のためにローパスフィルタ（移動平均処理および発展させた手法）を適用して、誤検知がどの程度起きるかを評価する。
さらに本研究の主課題でもある、想定される地震断層からの水圧変動の再現計算を実施する。地震発生パターンにしたがって南海トラフ沿いの各津波観測地点での水圧挙動を再現して、設計したデシメーションフィルタの適用性を数値シミュレーションでも検証する。具体的には、高度化された震源断層モデルによる理論地震動を入力値としたときの海底水圧変動ならびに津波発生の現象解明を進める。南海トラフ沿いの地震発生サイクルシミュレーション結果は、過去の地震と類似した発生パターンを再現する。この地震動シミュレーション結果を入力値としたときの応答が水圧擾乱を含む津波の発生パターンとなり、津波抽出フィルタを適用して、津波の予測精度を向上させる。ここでは将来の津波発生パターンの予測だけでなく、過去の地震の津波発生パターンの解明も進展させる。
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| Causes of Carryover |
本研究では、(1)想定シナリオに基づく津波の再現計算ならびに(2)水圧式津波計に適用するフィルタ設計の課題を実施する。当初計画では、(1)の津波の再現計算を先行させる予定であったが、研究分担者への成果のフィードバックの観点から(2)のフィルタ設計を優先させた。したがって(1)に関連するソフトウェアの購入を遅らせることとなった。また(1)に関する研究成果は国際学会で発表することを計画しているが、(2)の課題は水圧式津波計を運用する機関が国内機関に限られるため、国内学会での成果発表がより適切であると判断した。以上の理由により物品費および旅費に未使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
未使用額は、(1)の想定シナリオに基づく津波の再現計算に必要なソフトウェアの購入および国際学会での成果発表のための経費に充てる。
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Research Products
(2 results)
