2016 Fiscal Year Annual Research Report
海陸複合電磁気観測網による地殻変動準備過程および地下流動の検知・監視技術の開発
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26249060
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
服部 克巳 千葉大学, 大学院理学研究科, 教授 (60244513)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安川 博 愛知県立大学, 情報科学部, 名誉教授 (00305517)
鴨川 仁 東京学芸大学, 教育学部, 准教授 (00329111)
山中 千博 大阪大学, 理学研究科, 准教授 (10230509)
酒井 英男 富山大学, 大学院理工学研究部(理学), 教授 (30134993)
内匠 逸 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30188130)
園田 潤 仙台高等専門学校, 知能エレクトロニクス工学科, 教授 (30290696)
安藤 芳晃 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (30323877)
高野 忠 日本大学, 理工学部, 教授 (80179465)
茂木 透 北海道大学, 工学研究院, 特任教授 (80182161)
後藤 忠徳 京都大学, 工学研究科, 准教授 (90303685)
井筒 潤 中部大学, 工学部, 准教授 (90362433)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ULF電磁場観測 / ELF電磁場観測 / MT観測 / 雑音除去 / Molchan Error Diagram解析 / 岩石室内実験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では①複合観測システムとデータベースの構築、②データ解析法の確立、③房総半島の電気的地下構造の把握、④室内実験やモデルによる地震電磁場信号の物理機構解明、⑤電磁気学的、力学的、地震学的データとの関連性評価の5項目を連携させて実施した。具体的には前年度に引き続き、ULF/ELF電磁場、大気電場等の複合観測点網を構築し、異常変動の有意性や普遍性・再現性を吟味し、その検出手法を確立し、観測学的／実証学的に地震電磁気現象の物理機構解明を目指した。成果は学術論文20件(査読あり16件、査読なし4件)、学会発表112件(うち国際会議64件、招待講演9件)であった。各項目の主な概要は次のとおりである。①観測：清澄および旭観測点における複合観測データの蓄積、茨城県美浦村・伊豆大島への観測点新設・増強のための臨時観測と検討、②データ解析：信号弁別法や統計的評価法を開発、③電気的構造の把握：前年度までに実施した房総南部で40箇所の電磁気探査のデータ解析と雑音除去のための前処理法の検討、④室内実験：岩石破壊に伴って発生するマイクロ波の発生機構の検討と衛星マイクロ波リモートセンシングデータによる実証研究のための周波数による地上足跡補正の検討を行い、シミュレーションによってその有効性を確認した。また下部電離圏の電子密度を監視するためにVLF帯大地-電離圏導波管伝搬を用いて同定する手法を開発し、シミュレーションで検討した。⑤電磁気学的、力学的、地震学的データとの関連性評価：b値解析や国土地理院のGEONETによる地震活動や地殻変動の状況も調査した。⑥その他：第3回地震準備過程に関する国際ワークショップを2016年5月27～28日に開催し、講演数48件、8ヶ国63人の参加があった。
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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
本研究では①複合観測システムとデータベースの構築、②データ解析法の確立、③房総半島の電気的地下構造の把握、④室内実験やモデルによる地震電磁場信号の物理機構解明、⑤電磁気学的、力学的、地震学的データとの関連性評価の5項目を実施した。研究成果は学術論文20件(査読あり16件、査読なし4件)、学会発表112件(うち国際会議64件、招待講演9件)と順調といえる。特に①ではULF帯電磁波データとELF電磁場データ、大気電場やラドン等の地上複合観測データが順調に蓄積されている。②ではELFデータの商用電源ノイズキャンセラの挙動の検証を行い、50Hzの高調波のノイズレベルが40dB低減されること，その他の周波数について新たにノイズが重畳することを確認した．異常検出手法においては，環境電磁波強度の波形の複雑さが季節によって変化するため，波形のケプストラムをHMMでモデル化する際に，季節ごとの最適状態数の検討を行った。2011年東北地震に関しては2011年1月にULF磁場の異常があることを確認し、論文としてまとめた。③では房総半島40箇所のMT探査データについて予察的な解析を行い、MSSAとICAを用いた雑音除去法を検討した。④ではマイクロ波の発生機構について岩石破壊実験を通して検討するとともに、実際に衛星に搭載されたマイクロ波センサシステムの問題点（地上足跡の径の影響）を検討し、補正方法考案し、シミュレーションによってその有効性を確かめた。また、下部電離圏の電子密度状態をVLF帯大地-電離圏導波管伝搬を用いて検討した。⑤では地震活動データからb値分布の時空間変化およびGEONETデータより地殻変動の状況と電磁気データとの相関の解析に着手した。⑥は2016年5月に国際ワークショップを開催し、情報の共有と今後の方向について議論できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究では①複合観測システムとデータベースの構築、②データ解析法の確立、③電気的な地下構造の把握、④室内実験やモデルによる地震電磁場信号の物理機構解明、⑤電磁気学的、力学的、地震学的データとの関連性評価の5項目を連携させて遂行する。具体的には房総地域等にてULF/ELF電磁場、海底電磁場、大気電場等の複合観測点網を構築し、異常変動の有意性や普遍性・再現性を吟味し、その検出手法を確立し、観測学的／実証学的に地震電磁気現象の物理機構解明を目指す。平成29年度は下記のように全項目に重点をおく。①複合観測システムとデータベースの構築：ULF電磁場観測点網の充実を推進する。ULF電磁場観測点を伊豆大島および茨城県美浦村に設置する。データベースの充実化をはかる。②データ解析法の確立：信号処理法や統計的評価法を開発する。具体的には(1)信号弁別：雑音除去法の検討、(2)時系列解析：波形解析による通常とは異なる波形の検知と分類、(3)統計解析：検定による異常診断やSEA(Super Epoch Analysis)等を用いた地殻変動との対応を時空間的に調査・検討 などを実施する。③電気的な地下構造の把握：前年度までに取得した約40箇所の地下構造探査データの解析を実施し、必要に応じて追加の電磁気探査を実施する。④室内実験やモデルによる地震電磁場信号の物理機構解明：岩石破壊実験や計算機シミュレーションを推進する。⑤電磁気学的、力学的、地震学的データとの関連性評価：地震データやGPS測地データ等と比較検討を行う。⑥その他：国際ワークショップを2017年5月、まとめの会議を千葉で開催し、①から⑤の事項について共同研究者間の連携・相互理解や解析結果の評価等の情報共有をはかりながら研究を進める。
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[Journal Article] Seismicity prior to the 2016 Kumamoto earthquakes2016
Author(s)
K. Nanjo, J. Izutsu, Y. Orihara, N. Furuse, S. Togo, N. Nitta, T. Okada, R. Tanaka, M. Kamogawa, T. Nagao
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Journal Title
Earth, Planets and Space
Volume: 68:187
Pages: 1-10
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] On the Precursory Abnormal Animal Behavior and Electromagnetic Effects for the Kobe Earthquake (M6) on April 12, 20132016
Author(s)
M. Hayakawa, H. Yamauchi, N. Ohtani, M. Ohta, S. Tosa, T. Asano, A. Schekotov, J. Izutsu, S. M. Potirakis, K. Eftaxias
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Journal Title
Open Journal of Earthquake Research
Volume: 5
Pages: 165-171
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] 金属鉱床のための新しい岩石比抵抗モデルの提案2017
Author(s)
後藤忠徳, 寺西陽祐, 大田優介, 笠谷貴史, 林為人, 町山栄章, 金松敏也, 木戸ゆかり, 多田井修
Organizer
2017年Conductivity Anomaly研究会
Place of Presentation
京都大学宇治キャンパス(京都府宇治市)
Year and Date
2017-01-11
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[Presentation] 2016年熊本地震の電磁気前兆現象2016
Author(s)
早川正士, 井筒潤, Schekotov A., 浅野智計, 山口弘輝
Organizer
日本地震予知学会第3回学術講演会
Place of Presentation
電気通信大学(東京都調布市)
Year and Date
2016-12-21 – 2016-12-22
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[Presentation] Multi-instrument observations of pre-earthquake transient signatures associated with 2015 M8.3 chile earthquake2016
Author(s)
Dimitar Ouzounov, Sergey A. Pulinets, Manuel Hernandez-Pajares, Alberto Garcia-Rigo, Chieh-Hung Chen, Kai-chien Cheng, Katsumi Hattori, Angelo De Santis, Javier Pavon, Jann-Yenq Liu, Marina V. Stepanova, Natalia Romanova, Nikolaos Hatzopoulos, Menas Kafatos
Organizer
2016 AGU Fall Meeting
Place of Presentation
San Francisco(USA)
Year and Date
2016-12-12 – 2016-12-16
Int'l Joint Research
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[Presentation] 2016年熊本地震に先行した地震活動2016
Author(s)
楠城一嘉, 井筒潤, 織原義明, 東郷翔帆, 新田英智, 岡田朋大, 田中利佳, 鴨川仁, 古瀬慶博, 長尾年恭
Organizer
平成28年日本地震学会秋季大会
Place of Presentation
名古屋国際会議場（愛知県名古屋市）
Year and Date
2016-10-05 – 2016-10-07
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[Presentation] Validation of Lithosphere-Atmosphere-Ionosphere Coupling Concept During Large Scale Earthquakes2016
Author(s)
Dimitar Ouzounov, Sergey Pulinets, Xuemin Zhang, Valerio Tramutoli, Tiger Liu, Katsumi Hattori, Michel Parrot, Jiankui Shi, Xuhui Shen, Zuo Xiao, Yichun Yang, Lixin Wu, Zhima Zeren, Shufan Zhao
Organizer
The 2nd International Workshop of China Seismo-Electromagnetic Satellite Mission
Place of Presentation
Beijing(China)
Year and Date
2016-08-23 – 2016-08-25
Int'l Joint Research
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[Presentation] MT Survey in Boso Area, Japan2016
Author(s)
Katsumi HATTORI, Naoki KOIZUMI, Hao CHEN, Peng HAN, Chie YOSHINO, Toru MOGI, Mao OKUDA
Organizer
13th Annual Meeting Asia Oceania Geosciences Society 2016
Place of Presentation
Beijing(China)
Year and Date
2016-08-05
Int'l Joint Research
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[Presentation] On the Possible Impact of RST-TIR Satellite Observations on Operational Short-Term Seismic Hazard Forecast: A Long Term Correlation Analysis Over Greece, Italy, Turkey, Sw-Us, Taiwan and Japan2016
Author(s)
Valerio TRAMUTOLI, Alexander ELEFTHERIOU, Carolina FILIZZOLA, Nicola GENZANO, Katsumi HATTORI, Mariano LISI, Rossana PACIELLO, Filippos VALLIANATOS, Nicola PERGOLA
Organizer
13th Annual Meeting Asia Oceania Geosciences Society 2016
Place of Presentation
Beijing(China)
Year and Date
2016-08-05
Int'l Joint Research
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[Presentation] Attempt of Observational Verification of Lithosphere-Atmosphere-Ionosphere Coupling : Property of Variations in Atmospheric Electricity Parameters (Atmospheric Electric Field (AEF), Atmospheric Ion Concentration (AIC), and Radon Concentration) at Asahi, Boso Peninsula, Japan2016
Author(s)
Junpei Omura, Katsumi Hattori, Chie Yoshino, Michikuni Shimo, Peng Han, Toshiharu Konishi, and Ryuichi Furuya
Organizer
International Workshop on Earthquake Preparation Process 2016 - Observation, Validation, Modeling, Forecasting -
Place of Presentation
Chiba University (Chiba, Japan)
Year and Date
2016-05-27 – 2016-05-28
Int'l Joint Research
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[Presentation] Long-term analyses of the Earth’s thermally emitted radiation in different seismic area by using Robust Satellite Techniques2016
Author(s)
Valerio Tramutoli, Angelo Corrado, Alexander Eleftheriou, Carolina Filizzola, Nicola Genzano, Katsumi Hattori, Mariano Lisi, Rossana Paciello, Nicola Pergola and Filippos Vallianatos
Organizer
International Workshop on Earthquake Preparation Process 2016 - Observation, Validation, Modeling, Forecasting -
Place of Presentation
Chiba University (Chiba, Japan)
Year and Date
2016-05-27 – 2016-05-28
Int'l Joint Research
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[Presentation] Characteristics of 2D and 3D structures of Ionospheric anomalies preceding the large earthquake2016
Author(s)
Katsumi Hattori, Peng Han, Shinji Hirooka, Mustafa Yagmur, Chie Yoshino, Takaaki Kobari, Ayano Honma, Jann-Yenq Liu
Organizer
International Workshop on Earthquake Preparation Process 2016 - Observation, Validation, Modeling, Forecasting -
Place of Presentation
Chiba University (Chiba, Japan)
Year and Date
2016-05-27 – 2016-05-28
Int'l Joint Research
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[Presentation] Multi-sensor monitoring network for earthquake precursors and preparation process near subduction zone at Boso, Japan2016
Author(s)
Chie Yoshino, Katsumi Hattori, Peng Han, Toru Mogi, Tadanori Goto, Ichi Takumi, Hiroshi Yasukawa, Motoaki Mouri, Tadashi Takano, Chihiro Yamanaka, Masashi Kamogawa, Yoshiaki Ando, Hideo Sakai, Jun Izutsu, Jun Sonoda, 他9名
Organizer
International Workshop on Earthquake Preparation Process 2016 - Observation, Validation, Modeling, Forecasting -
Place of Presentation
Chiba University (Chiba, Japan)
Year and Date
2016-05-27 – 2016-05-28
Int'l Joint Research
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[Presentation] Observational study of atmospheric electricity parameters(atmospheric electricity field (AEF), atmospheric ion concentration (AIC), and radon concentration) at Asahi, Boso Peninsula, Japan2016
Author(s)
大村 潤平, Han Peng, 吉野 千恵, 服部 克巳, 下 道國, 小西 敏春, 古屋隆一
Organizer
日本地球惑星科学連合2016年大会
Place of Presentation
幕張メッセ（千葉県千葉市）
Year and Date
2016-05-25
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[Presentation] MT survey and its preliminary result at Boso Peninsula, Japan (2)2016
Author(s)
小泉 直輝, 陳 浩, 韓 鵬, 吉野 千恵, 服部 克巳, 奥田 真央, 菅野 倖太朗, 早川 美土里, 茂木 透, 坂中 伸也
Organizer
日本地球惑星科学連合2016年大会
Place of Presentation
幕張メッセ（千葉県千葉市）
Year and Date
2016-05-25
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