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地震の個性や不均質を記述する確率微分方程式論的断層モデル

研究課題

研究課題/領域番号 18K13637
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分17040:固体地球科学関連
研究機関立命館大学

研究代表者

平野 史朗  立命館大学, 理工学部, 助教 (60726199)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2018年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
キーワード震源物理学 / 断層運動 / 確率微分方程式 / モーメントレート関数 / 震源時間関数 / 地震発生のメカニズム / 数理地震学 / 破壊力学 / 地震学 / 断層破壊 / 地震 / 断層滑り / 動的破壊過程 / 固体地球科学 / 動的破壊
研究成果の概要

地震時の断層滑りがどのような履歴を辿るかを、数理モデルによって確率的に表現する方法を提案した。断層滑りの履歴は地震ごとに大きく異なり多様であることが知られているため、従来の方法論とは異なり、確率的にしかモデル化できないであろうという立場から、本研究は出発している。したがって本モデルは、個々の地震の振る舞いを説明するものではない。それでも本研究では、多数の観測事例から滑り履歴について知られる複数の経験則を、本モデルが統計的に再現することを示した。更にその物理的背景について、予察的ではあるものの、断層面上の摩擦挙動と本モデルの確率過程が対応付け可能であろうということを提唱した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

地震が複雑な現象であることは広く知られているが、その複雑さを定量化する方法が確立しているわけではない。本研究は、その道筋のひとつを見つけたものと言える。複雑さの定量化は、震源過程の物理を理解する上で極めて重要な情報をもたらす。また波及効果として、震源から放射される地震波による強震動をシミュレーションする際、震源過程にどの程度の多様さ・不確かさを仮定すればよいかという判断にも寄与するものである。

報告書

(6件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 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

    (12件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 5件)

  • [雑誌論文] Source time functions of earthquakes based on a stochastic differential equation2022

    • 著者名/発表者名
      Shiro Hirano
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-022-07873-2

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 確率論的震源時間関数の概形と地震波放射効率2022

    • 著者名/発表者名
      平野史朗
    • 学会等名
      日本地震学会2022年秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 地震学における弾性波動論と確率過程の親和性2022

    • 著者名/発表者名
      平野史朗
    • 学会等名
      日本応用数理学会2022年度年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ω⁻²モデル, モーメントの3乗則, およびGR則を満たす確率的震源時間関数2021

    • 著者名/発表者名
      平野史朗
    • 学会等名
      日本地震学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Statistics and variability of source time functions based on a stochastic differential equation2021

    • 著者名/発表者名
      Shiro Hirano
    • 学会等名
      American Geophysical Union Fall Meeting
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Slip rate of earthquake faulting modeled by a cross-correlation of two Bessel processes2021

    • 著者名/発表者名
      平野史朗
    • 学会等名
      日本応用数理学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Bessel 過程による, 断層滑り時刻歴のトイモデル2021

    • 著者名/発表者名
      平野史朗
    • 学会等名
      東京大学地震研究所共同利用研究集会「ローカルな不均質性」
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] An empirical PDE for slip along earthquake faults2020

    • 著者名/発表者名
      Shiro Hirano
    • 学会等名
      The Second Russia-Japan Workshop "Mathematical analysis of fracture phenomena for elastic structures and its applications" - 20th Conference of Continuum Mechanics Focusing on Singularities (CoMFoS20)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] An observation-based differential equation of spatio-temporal slip distribution2019

    • 著者名/発表者名
      Hirano, S.
    • 学会等名
      American Geophysical Union 2019 Fall Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 不均質な滑り分布と地震活動モデルの整合性2018

    • 著者名/発表者名
      平野史朗
    • 学会等名
      日本地震学会2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Aftershocks and the GR law due to a heterogeneous slip model2018

    • 著者名/発表者名
      Shiro Hirano
    • 学会等名
      American Geophysical Union 2018 Fall Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Friction vs. damage: dynamic self-similar crack growth revisited2018

    • 著者名/発表者名
      Shiro Hirano
    • 学会等名
      CoMFoS18:Mathematical Analysis of Continuum Mechanics and Industrial Applications
    • 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: 2024-01-30  

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