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波形インバージョンによる地球内部不連続面凸凹構造の推定

研究課題

研究課題/領域番号 14540393
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 固体地球物理学
研究機関東京大学

研究代表者

ゲラー ロバート  東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (40170154)

研究分担者 竹内 希  東京大学, 地震研究所, 助手 (90313048)
研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2004年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2003年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2002年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
キーワード地球内部構造 / 不連続面 / 理論波形 / Direct Solution Method / 最適演算子 / 異方性 / 浅発地震 / 凸凹構造 / angular order
研究概要

本研究の目的は,広帯域地震波形データの詳細な解析により,地球内部不連続面の凸凹構造を高精度かつ高解像度に推定することである.凸凹構造推定に必要な理論波形計算手法の定式化及びソフトウェアの開発を行った.以下に具体的な成果を述べる.
・我々の開発した高精度理論波形計算手法を拡張し,複雑な形状の内部不連続面を持つ媒質に対して,高精度理論波形計算を可能にした.また従来の理論波形計算手法では内部不連続面の取り扱いが不十分であったために理論波形計算の効率が良くなかったこと,本研究でその問題が解決されたことを示した.理論波形計算は波形データそのものを用いた内部構造推定(波形インバージョン)の際に最も計算時間を要する部分であり,今年度の成果により,凸凹構造推定に要するCPU時間を約5分の1に短縮されると見積もられる。
・データの密度の尺度としてセンシティビティを定義し、センシティビティがモデルパラメータ同士で均等になるように重みをつけることにより、正しいモデル推定を行う手法を開発した。また、それを用いて予備的な全マントル3次元不均質構造モデルを推定した(Takeuchi & Kobayashi 2004)。
・一定間隔のグリッドに一致しないような任意形状の固液境界のある場合に高精度でかつ効率良く波形計算できる手法を導出した。
・従来の内部構造推定研究のレビューを行った(Geller & Hara 2002,川勝 2002).内部構造研究には魅力的かつ未解決な問題が数多く残っていること,従来の内部構造推定研究には限界が存在し,手法開発等を通じてこれらを解決しなくてはならないことを再認識した.

報告書

(4件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2005 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (7件) 図書 (1件) 文献書誌 (8件)

  • [雑誌論文] Finite Boundary Perturbation Theory for the Elastic Equation of Motion2005

    • 著者名/発表者名
      Takeuchi, N.
    • 雑誌名

      Geophys.J.Int. 160

      ページ: 1044-1058

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 3D effects of sharp boundaries at the border of the Africa and Pacific Superplumes : observation and modeling2005

    • 著者名/発表者名
      To, A., Romanowicz, B., Capdeville, Y., Takeuchi, N.
    • 雑誌名

      Earth Planet.Sci.Lett. 233

      ページ: 137-153

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Improvement of Seismological Earth Models by Using Data Weighting in Waveform Inversion2004

    • 著者名/発表者名
      Takeuchi, N., Kobayashi, M
    • 雑誌名

      Geophys.J.Int. 158

      ページ: 681-694

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Improvement of Seismological Earth Models by Using Data Weighting in Waveform Inversion2004

    • 著者名/発表者名
      Takeuchi, N., Kobayashi, M.
    • 雑誌名

      Geophys.J.Int. 158

      ページ: 681-694

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Geophysical aspects of very long baseline neutrino experiments2003

    • 著者名/発表者名
      Geller, R.J., Hara, T.
    • 雑誌名

      Nucl.Inst.Meth.Phys.Res.A 503

      ページ: 187-191

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Accurate Numerical Methods for Solving the Elastic Equation of Motion for Arbitrary Source Locations2003

    • 著者名/発表者名
      Takeuchi, N., Geller, R.J.
    • 雑誌名

      Geophys.J.Int. 154

      ページ: 852-866

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Methods for computing synthetic seismograms and estimating their computational error2003

    • 著者名/発表者名
      Geller, R.J., Takeuchi, N., Mizutani, H., Hirabayashi, N.
    • 雑誌名

      Mathematical and numerical aspects of wave propagation (Heikkola, E., Joly, P., Nittaanmaki, P.)(Springer)

      ページ: 754-758

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [図書] Methods for computing synthetic seismograms and estimating their computational error in Mathematical and numerical aspects of wave propagation, 754-758 (eds. Cohen, G.C., Heikkola, E., Joly, P., Nittaanmaki, P.)2003

    • 著者名/発表者名
      Geller, R.J., Takeuchi, N., Mizutani, H., Hirabayashi, N.
    • 総ページ数
      932
    • 出版者
      Springer
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Geller, R.J., T.Hara: "Geophysical aspects of very long baseline neutrino experiments"Nucl.Instr.Meth.Phys.Res.A. 503. 187-191 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Takeuchi, N., R.J.Geller: "Accurate numerical methods for solving the elastic equation of motion for arbitrary source locations"Geophys.J.Int.. 154. 852-866 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Geller, R.J., N.Takeuchi, H.Mizutani, N.Hirabayashi: "Methods for computing synthetic seismograms and estimating their computational error"Mathematical and Numerical Aspects of Wave Propagation, eds.Cohen, G.C., Heikkola, E., Joly, P., and Neittaanmaki, P.. 754-758 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Takeuchi, N. et al.: "Application of Distributed Object Technology to Seismic Waveform Distribution"Seism.Res.Lett.. vol.73. 162-172 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Geller, R.J., Hara, T.: "Geophysical aspects of very long baseline neutrino experiments"Nuclear Instruments and methods in Physics Research A. (in press). (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Geller, R.J. et al.: "Optimally accurate finite difference operators and their application to forward and inverse seismic modeling"EAGE 64th Conference & Exhibition Extended abstracts. E13-1-E13-4 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Geller, R.J. et al.: "Methods for computing synthetic seismograms and estimating their computational error"The 31st Numerical Analysis Symposium Extended abstracts. 81-84 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 川勝 均(編), 竹内 希, 清水久芳(分筆): "地球科学の新展開第1巻「地球ダイナミクスとトモグラフィー」"朝倉書店. 240 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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