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2021 年度 実績報告書

時空間マルチスケールモデルからの予測:大規模計算とSlow-to-Fast地震学

計画研究

研究領域Slow-to-Fast地震学
研究課題/領域番号 21H05206
研究機関国立研究開発法人防災科学技術研究所

研究代表者

松澤 孝紀  国立研究開発法人防災科学技術研究所, 地震津波火山ネットワークセンター, 主任研究員 (90500744)

研究分担者 堀 高峰  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海域地震火山部門(地震津波予測研究開発センター), センター長 (00359176)
井出 哲  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (90292713)
金子 善宏  京都大学, 理学研究科, 准教授 (10880255)
野田 朱美  気象庁気象研究所, 地震津波研究部, 研究官 (80793992)
野村 俊一  早稲田大学, 商学学術院(会計研究科), 准教授(任期付) (70719640)
廣瀬 仁  神戸大学, 都市安全研究センター, 准教授 (00465965)
研究期間 (年度) 2021-09-10 – 2026-03-31
キーワードスロー地震 / 大規模計算 / 予測 / HPC
研究実績の概要

マルチスケールモデリングの研究においては、大地震発生サイクルスケールでのスロースリップイベント(SSE)発生について、マルチノードのGPU環境で数値シミュレーション可能なプログラムの開発に取り組んだ。四国地域の既往の結果を用いてコードを検証するとともに、計算速度の向上を確認した。また、東北地方太平洋沖においては、地震の階層性をもった数値シミュレーション研究に着手した。これらの研究からは、地震・スロー地震の発生がばらつきをもった分布として得られるため、発生やスケール性の特徴に関し、観測との比較を含んだ議論への展開が期待される。
摩擦パラメターの不均質を含んだ動的モデルにより、マグニチュードと累積地震数の分布におけるb値を検討可能とする数値シミュレーション研究に着手した。これにより前震活動におけるb値の変化に関する理解が期待される。また過去の前震活動から、現在進行中の地震群が前震である確率を評価するモデルの構築に着手した。こうした前震活動の理解は、本震での高速すべりに至る過程の解明に寄与すると期待される。さらに、微動記録から低周波地震のグリーン関数を経験的に抽出する方法を開発した。低周波地震が微動の要素単位であることを示すとともに、こうして抽出されたグリーン関数は微動の過程を理解する上でも有用となることが期待される。南海トラフ沿いのプレート境界地震について、応力蓄積モデルによるエネルギーバランスに基づき、大地震の発生シナリオを構築した。このようなシナリオベースの予測研究は、災害対策に実践的に取り組む上での貢献も期待される。
GNSSおよび傾斜データに基づく南海トラフ深部のSSEの解析を行った。また、アナログ波形画像からデジタル地震計記録を抽出するための研究に着手した。これらの研究は、長期間のスロー地震挙動を解明するためのカタログ構築に寄与することが期待される。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

各分担者においては計画がおおむね順調に進展している。また計画初年度であるため、研究設備としてワークステーション等を購入するなど、環境の構築を行った。世界的な半導体不足により、ワークステーションの納品については当初予定より若干の遅れが生じたものの、年度内に導入できており、計画を大きく遅延させるものではない。また、初年度から雇用を計画していたポスドクについては、当初の採用予定者の辞退により遅れが生じたものの、繰り越し後の4月より実績ある研究者を採用することができ、着実に進捗している。新型コロナウイルスの流行が継続しており、対面での研究発表や議論は難しい状況であり、とくに海外学会での発表や議論の機会はごく限られていた。

今後の研究の推進方策

基本的には計画調書に記載した方針で研究を継続して推進する。新型コロナウイルス対策の緩和に伴い、この数年十分でなかった対面での議論による、研究および領域の活発化を目指す。一方、班内での議論を行うため、定期的なオンラインのミーティングや、対面での集会の開催を予定している。大規模数値シミュレーション研究のための計算資源の確保は本課題において重要であり、グループメンバーによる大型計算機資源利用の公募も検討している。本プロジェクトの資金や各研究機関において利用可能な環境に、これを加えることで数値シミュレーション研究の加速が期待される。また、研究計画に提案した内容のうち公募研究で想定していた内容については、本班に関連して採択された件数は一件であったため、研究協力者としての協力を仰ぎつつ公募を見据えた研究に着手するととともに、R6-7年度の採択増加による研究の加速を目指す。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 2件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 5件)

  • [国際共同研究] Victoria University of Wellington(ニュージーランド)

    • 国名
      ニュージーランド
    • 外国機関名
      Victoria University of Wellington
  • [雑誌論文] Development of a detection method for short-term slow slip events using GNSS data and its application to the Nankai subduction zone2022

    • 著者名/発表者名
      Okada Yutaro、Nishimura Takuya、Tabei Takao、Matsushima Takeshi、Hirose Hitoshi
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 74 ページ: -

    • DOI

      10.1186/s40623-022-01576-8

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Evidence for Deeply Subducted Lower‐Plate Seamounts at the Hikurangi Subduction Margin: Implications for Seismic and Aseismic Behavior2022

    • 著者名/発表者名
      Chow Bryant、Kaneko Yoshihiro、Townend John
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Solid Earth

      巻: 127 ページ: -

    • DOI

      10.1029/2021JB022866

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Segmentation of Shallow Slow Slip Events at the Hikurangi Subduction Zone Explained by Along‐Strike Changes in Fault Geometry and Plate Convergence Rates2022

    • 著者名/発表者名
      Perez‐Silva Andrea、Kaneko Yoshihiro、Savage Martha、Wallace Laura、Li Duo、Williams Charles
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Solid Earth

      巻: 127 ページ: -

    • DOI

      10.1029/2021JB022913

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Empirical Low‐Frequency Earthquakes Synthesized From Tectonic Tremor Records2021

    • 著者名/発表者名
      Ide Satoshi
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Solid Earth

      巻: 126 ページ: -

    • DOI

      10.1029/2021JB022498

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hypocenter Hotspots Illuminated Using a New Cross‐Correlation‐Based Hypocenter and Centroid Relocation Method2021

    • 著者名/発表者名
      Chang Ta‐Wei、Ide Satoshi
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Solid Earth

      巻: 126 ページ: -

    • DOI

      10.1029/2021JB021991

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A convolutional neural network-based classification of local earthquakes and tectonic tremors in Sanriku-oki, Japan, using S-net data2021

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Hidenobu、Tateiwa Kazuya、Yano Keisuke、Kano Masayuki
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 73 ページ: -

    • DOI

      10.1186/s40623-021-01524-y

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Potential of megathrust earthquakes along the southern Ryukyu Trench inferred from GNSS data2021

    • 著者名/発表者名
      Kano Masayuki、Ikeuchi Aoi、Nishimura Takuya、Miyazaki Shin’ichi、Matsushima Takeshi
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 73 ページ: -

    • DOI

      10.1186/s40623-021-01531-z

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Potential applicability and limitations of radiation-corrected empirical Green's functions for point-source cases2021

    • 著者名/発表者名
      Shibata Ritsuya、Aso Naofumi、Oikawa Genki、Nakajima Junichi、Ide Satoshi
    • 雑誌名

      Geophysical Journal International

      巻: 229 ページ: 800~813

    • DOI

      10.1093/gji/ggab503

    • 査読あり
  • [学会発表] Hypocenter Hotspots Illuminated by a New Cross-Correlation-Based Hypocenter and Centroid Relocation Method2021

    • 著者名/発表者名
      Chang, T., and S. Ide
    • 学会等名
      Int. Joint Workshop on Slow Earthquakes 2021
  • [学会発表] Hypocenter Hotspots Illuminated Using a New Cross-Correlation-Based Hypocenter and Centroid Relocation Method2021

    • 著者名/発表者名
      Chang, T., and S. Ide
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] Slow slip events in the Bungo Channel and Hyuganada areas from 2018 to 2019 detected by a GNSS observation network2021

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Hirose, Takeshi Matsushima, Takao Tabei, Takuya Nishimura
    • 学会等名
      International Joint Workshop on Slow Earthquakes 2021
  • [学会発表] The moment release rate of short-term slow slip events in the northern Kii Peninsula based on NIED Hi-net tilt data (2002-2020)2021

    • 著者名/発表者名
      Naoya Chujo, Hitoshi Hirose, Takeshi Kimura
    • 学会等名
      International Joint Workshop on Slow Earthquakes 2021
  • [学会発表] Investigation of scaling laws for earthquake source parameters using simulations of dynamic rupture with a hierarchical patch structure2021

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Masuda, Yoshihiro Kaneko
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] Temporal evolution of b-values in rate-and-state fault models with frictional heterogeneities2021

    • 著者名/発表者名
      Ryo Ito, Yoshihiro Kaneko
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] Energy-based method to generate rupture scenarios for megathrust earthquakes in the Nankai Trough subduction zone, southwest Japan: A necessary Ccondition for earthquake generation2021

    • 著者名/発表者名
      A. Noda, T. Saito, E. Fukuyama, and Y. Urata
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] Attenuation effect on observed frequency characteristics of broadband slow earthquakes2021

    • 著者名/発表者名
      Masuda, K., Ide, S., and T. Matsuzawa
    • 学会等名
      International Joint Workshop on Slow Earthquakes 2021
  • [学会発表] A trial automatic digitization of analog seismograms for the analysis of tectonic tremor in the Tokai region, Japan2021

    • 著者名/発表者名
      Takanori Matsuzawa, and Tetsuya Takeda
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2021
    • 国際学会

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公開日: 2023-12-25  

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