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逐次データ同化手法によるスロー地震域における摩擦特性推定及びすべり発展予測

研究課題

研究課題/領域番号 18K03779
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分17040:固体地球科学関連
研究機関香川大学

研究代表者

平原 和朗  香川大学, 四国危機管理教育・研究・地域連携推進機構, 客員教授 (40165197)

研究分担者 宮崎 真一  京都大学, 理学研究科, 教授 (00334285)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードデータ同化 / アンサンブルカルマンフィルタ / 長期的スロースリップ / 速度状態摩擦依存則 / GNSS / すべり発展予測 / 巨大地震発生 / 速度状態依存摩擦則 / 自発的セグメント化 / 自己組織化 / 自発的セグメンテーション / 一様な摩擦特性 / 横長なスロースリップ域 / 震源核臨界サイズ / アンサンブルカルマンフィルター / スロースリップイベント / GNSSデータ / 摩擦構成則 / 巨大地震
研究成果の概要

逐次的データ同化手法であるアンサンブルカルマンフィルター(EnKF)を用いて、豊後水道長期的スロースリップ(LSSE)を対象に、GNSS地殻変動観測データから、LSSE断層域での摩擦特性の推定およびすべり発展予測を逐次的に行う手法開発を行い、双子数値実験によりその性能を確かめ、この成果を国際誌に公表した。
更に、実GNSS観測データへの適用を目指して、国土地理院GNSS観測網(GEONET)データから運動学的逆解析により推定されたLSSE断層面上でのすべり速度データに対してEnKFを適用し、摩擦特性の推定に成功し、LSSEイベントの終了時期の予測といった数か月程度の短期的な予測可能性を示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

データ同化手法は気象や海洋分野での事象予測に用いられ多くの成果を挙げている。しかしながら、地震学での適用例はまだ多くない。そこで、豊後水道長期的スロースリップ(LSSE)域を対象に、アンサンブルカルマンフィルタ(EnKF)を用いて、GNSS観測時系列をデータとして、LSSE断層面上での摩擦特性推定とすべりの発展予測を行う手法を開発した。双子数値実験によりその性能を評価し、部分的ではあるが実データを用いて、摩擦特性の推定とすべり発展予測に成功した。LSSE挙動の理解は巨大地震発生予測において重要で、巨大地震発生予測に向けてのEnKFによるLSSEのモニタリングの第一歩と評価できる。

報告書

(7件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2024 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Estimation of frictional properties and slip evolution on a long-term slow slip event fault with the ensemble Kalman filter: numerical experiments2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuro Hirahara and Kento Nishikiori
    • 雑誌名

      Geophysical Journal International

      巻: 219 号: 3 ページ: 20742096-20742096

    • DOI

      10.1093/gji/ggz415

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Spontaneous segmentation of slow slip events on a planar uniform fault - Implication from numerical simulations2024

    • 著者名/発表者名
      Kento Nishikiori, Makiko Ohtani, Kazuro Hirahara
    • 学会等名
      日本地球惑星連合2024年大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 口頭発表2022

    • 著者名/発表者名
      摩擦特性が一様な走向方向に長い断層における長期的スロースリップのシミュレーション ~分裂発生について~
    • 学会等名
      日本地震学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] What controls along-strike variations in Long term SSE recurrence intervals in the Western Nankaui Subduction Zone?2021

    • 著者名/発表者名
      大畠 敬就、宮崎 真一、平原 和朗
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2021年大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Ensemble Kalman Filter estimation of frictional parameters and slip evolution on L-SSE faults : application to the Bungo Channel L-SSE fault2020

    • 著者名/発表者名
      Fujita M., T. Nishimura, K. Hirahara, M. Hyodo, S. Miyazaki
    • 学会等名
      Online JpGU - AGU Joint Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 深部長期的スロースリップと長期固着域を含む南海トラフ地震サイクルシミュレーション:離散セルモデル2020

    • 著者名/発表者名
      平原和朗
    • 学会等名
      日本地震学会2020年秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] EnKF estimation of frictional properties and slip evolution on a LSSE fault and the changing slip deficit rate on a megathrust fault2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuro Hirahara
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2019年大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] EnKF estimation of frictional properties and slip evolution on LSSE faults and the megathrust slip deficit rate2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuro Hirahara
    • 学会等名
      IUGG(International Union of Geodesy and Geophysics)2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] GNSSデータを用いたアンサンブルカルマンフィルタによる豊後水道長期的SSEのすべり発展推定に向けた数値実験2019

    • 著者名/発表者名
      藤田萌実・西村卓也・平原和朗・兵藤守・宮崎真一
    • 学会等名
      日本地震学会2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] GNSSデータを用いたアンサンブルカルマンフィルタによる豊後水道長期的SSEのすべり発展推定に向けた数値実験2019

    • 著者名/発表者名
      藤田萌実・西村卓也・平原和朗・兵藤守・宮崎真一
    • 学会等名
      日本測地学会第132回講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] EnKF estimation of frictional properties and slip evolution on a LSSE fault -numerical experiments2018

    • 著者名/発表者名
      Hirahara, K. and K. Nishikiori
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2018年大会、幕張
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] EnKF Estimation of Frictional Properties and Slip Evolution on a LSSE Fault-Numerical Experiments-2018

    • 著者名/発表者名
      Hirahara, K. and K. Nishikiori
    • 学会等名
      10th ACES International Workshop, Awaji
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] EnKFによるLSSE発生域の摩擦特性およびすべり発展推定に関する数値実験 -固着域の影響―2018

    • 著者名/発表者名
      平原和朗・錦織健人
    • 学会等名
      日本地震学会2018 年度秋季大会、郡山
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] EnKF Estimation of Frictional Properties and Slip Evolution on a LSSE Fault with a locked megathrust fault zone -Numerical Experiments-2018

    • 著者名/発表者名
      Hirahara, K. and K. Nishikiori
    • 学会等名
      AGU 2018 Fall Meeting, Washington, D.C., U.S.A
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2025-01-30  

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