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地震・津波波動場の空間連続性に基づく情報抽出

研究課題

研究課題/領域番号 19K04006
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
研究機関弘前大学

研究代表者

前田 拓人  弘前大学, 理工学研究科, 教授 (90435579)

研究分担者 小菅 正裕  弘前大学, 理工学研究科, 客員研究員 (90142835)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 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)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード地震波 / 津波 / 数値シミュレーション / データ同化 / 地震波動場 / 津波波動場 / アジョイント方程式 / 即時予測 / 波動場 / シミュレーション / 波動伝播
研究開始時の研究の概要

近年の基盤的地震観測網の整備によって蓄積された記録は,地震と地震発生場としての固体地球の理解を格段に進展させた.さらに近年は海域にも高密度地震・津波監視網が整備され,観測網はさらなる拡充をしつつある.では,高密度な地震・津波の観測記録から,いったいどれだけの情報量を抽出することができるのだろうか?この研究では,『多数の観測点で得られる地震・津波記録が空間的に連続である』という特徴に着目し,従来の地震・津波波形解析を『固体地球の波動現象における波動場空間連続性からの情報抽出』という抽象的なレベルで共通の問題として捉え直すことで,それぞれの解析手法をさらに進化させることを目的とする.

研究成果の概要

本研究は,陸域および海域での稠密な地震・津波観測網のデータから波動現象の空間連続性に基づく情報抽出を目指すものであり,地震波のポテンシャル分解による情報抽出法の開発と,地震・津波共通のデータ同化手法の開発を実施した.前者からは不均質媒質中でのP-SV/SH成分の分離手法を数値シミュレーションに基づいて検討し,その有効性を示した.後者については,アジョイント方程式に基づき波動場を高精度に推定する新手法を開発し,数値実験を通じて即時予測問題への有効性を示した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

稠密な地震および津波記録からの情報抽出方法の高度化を通じて,地震波解析においてはより高精度な地球内部構造や震源推定への応用が,そして津波記録解析においてはより正確な即時予測への応用がそれぞれ今後の発展として期待される.さらに,アジョイント法に基づくデータ同化は地震学における多くの逆問題や時間反転イメージングとも密接に関連するものであり,今後のさらなる研究開発に資すると期待される.

報告書

(6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
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] 津波即時予測手法の高度化のための地震・津波統合数値シミュレーション2022

    • 著者名/発表者名
      前田拓人・齊藤竜彦・馬場俊孝
    • 雑誌名

      月刊地球

      巻: 44 ページ: 374-380

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] An Optimum 2D Seismic-Wavefield Reconstruction in Densely and Nonuniformly Distributed Stations: The Metropolitan Seismic Observation Network in Japan2021

    • 著者名/発表者名
      Shiina Takahiro、Maeda Takuto、Kano Masayuki、Kato Aitaro、Hirata Naoshi
    • 雑誌名

      Seismological Research Letters

      巻: 92 号: 3 ページ: 2015-2027

    • DOI

      10.1785/0220200196

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Data Assimilation‐Based Early Forecasting of Long‐Period Ground Motions for Large Earthquakes Along the Nankai Trough2020

    • 著者名/発表者名
      Oba Atsuki、Furumura Takashi、Maeda Takuto
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Solid Earth

      巻: 125 号: 6 ページ: 1-19

    • DOI

      10.1029/2019jb019047

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-resolution source imaging based on time-reversal wave propagation simulations using assimilated dense seismic records2020

    • 著者名/発表者名
      Furumura Takashi、Maeda Takuto
    • 雑誌名

      Geophysical Journal International

      巻: 225 号: 1 ページ: 140-157

    • DOI

      10.1093/gji/ggaa586

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Tsunami Data Assimilation of Cabled Ocean Bottom Pressure Records for the 2015 Torishima Volcanic Tsunami Earthquake2019

    • 著者名/発表者名
      Wang Y.、Satake K.、Sandanbata O.、Maeda T.、Su H.
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Solid Earth

      巻: 124 号: 10 ページ: 10413-10422

    • DOI

      10.1029/2019jb018056

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Forward/inverse problems and data assimilation in earthquake seismology2023

    • 著者名/発表者名
      Maeda, T.
    • 学会等名
      Japan Geocience Union Meeting 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 地震・津波波動場の時空間状態を推定するためのアジョイント方程式の導出2023

    • 著者名/発表者名
      前田拓人
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2023年大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] アジョイント方程式に基づく津波波動場推定の数値実験2023

    • 著者名/発表者名
      前田拓人
    • 学会等名
      日本地震学会2023年秋季大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] アジョイント法による地震・津波波動場の把握:最適制御理論に基づく導出と即時予測に向けた数値実験2023

    • 著者名/発表者名
      前田拓人
    • 学会等名
      東京大学地震研究所共同利用研究集会「地震波形解剖学3.0」-高密度観測・高周波数地震動で視る地殻・マントル不均質構造-
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 高密度・広帯域・長期間の地震動振幅モニタリングに向けて2022

    • 著者名/発表者名
      前田拓人
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2022年大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] アジョイント方程式に基づく波動場の推定とその津波即時予測問題への応用の試み2022

    • 著者名/発表者名
      前田拓人
    • 学会等名
      日本地震学会2022年秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Adjoint 法に基づく波動場の時空間状態把握に向けて2022

    • 著者名/発表者名
      前田拓人
    • 学会等名
      東京大学地震研究所共同利用研究集会『陸海両域での超高密度観測時代の観測・解析手法と地震波伝播理論の新展開』
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 地震波逆伝播計算を用いた大地震の断層すべり即時推定の高解像度化2021

    • 著者名/発表者名
      柴田勇吾・古村孝志・前田拓人
    • 学会等名
      日本地震学会2021年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] データ同化を導入した地震波逆伝播計算による大地震の震源断層すべり分布の推定2021

    • 著者名/発表者名
      柴田勇吾・古村孝志・前田拓人
    • 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] 広帯域レコードセクションに現れる変換波の網羅的探索2021

    • 著者名/発表者名
      小菅正裕
    • 学会等名
      東京大学地震研究所共同利用研究集会『固体地球の多様な波動現象へのアプローチ:多量データ解析と大規模計算を両輪に』
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] OpenSWPC + JAGURS: 巨大地震の全波動現象再現のための融合数値シミュレーション2020

    • 著者名/発表者名
      前田拓人・齊藤竜彦・馬場俊孝
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 津波即時予測実験のための現実的全波動数値シミュレーション2020

    • 著者名/発表者名
      前田拓人・齊藤竜彦・馬場俊孝
    • 学会等名
      東京大学地震研究所共同利用研究集会「固体地球の多様な波動現象へのアプローチ:多量データ解析と大規模計算を両輪に」
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 地震観測データと逆伝播計算のデータ同化に基づく震源即時推定2020

    • 著者名/発表者名
      古村 孝志・前田 拓人
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] WIN/WIN32フォーマット地震波形ファイルの高速読み込みツールの開発2019

    • 著者名/発表者名
      前田拓人
    • 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] 空間微分量を用いた地震波動場の構成要素分解2019

    • 著者名/発表者名
      前田拓人
    • 学会等名
      東京大学地震研究所共同利用研究集会「広帯域波動現象の観測とその背景にある物理モデルの解明」
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 南海トラフ地震における長周期地震動の即時予測: Green関数を併用したデータ同化手法の有効性2019

    • 著者名/発表者名
      大峡充己・古村孝志・前田拓人
    • 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] 東北沖の地震の際に北海道で観測される長周期の後続相(2)地殻と太平洋スラブの影響2019

    • 著者名/発表者名
      野口科子・前田拓人・古村孝志
    • 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] 2015年鳥島地震の津波データ同化2019

    • 著者名/発表者名
      王宇晨・佐竹健治・三反畑修・前田拓人
    • 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] 地震波干渉法により推定した津軽平野とその周辺における表面波群速度2019

    • 著者名/発表者名
      石田早祐美・前田拓人・小菅正裕
    • 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] データ同化に基づく南海トラフの地震の長周期地震動即時予測ー海域観測点のサイト増幅の影響2019

    • 著者名/発表者名
      大峡充己・古村孝志・前田拓人
    • 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] Early forecast of long-period ground motions for large earthquakes in the Nankai trough based on data assimilation of observed ground motions and wave propagation simulations2019

    • 著者名/発表者名
      Oba, A., Furumura, T., and Maeda, T.
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Tsunami Data Assimilation of the 2015 Torishima Earthquake2019

    • 著者名/発表者名
      Sandanbata, O., Wang, Y., Satake, K., Maeda, T., and Su, H.
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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