地震活動と地殻変動の統計的解析のための時空間モデルの開発

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11680334
• 研究機関: 統計数理研究所
• 研究代表者: 尾形 良彦 統計数理研究所, 調査実験解析研究系, 教授 (70000213)
• 研究分担者: 佐藤 整尚 統計数理研究所, 予測制御研究系, 助手 (60280525) ; 樋口 知之 統計数理研究所, 予測制御研究系, 助教授 (70202273) ; 種村 正美 統計数理研究所, 調査実験解析研究系, 教授 (80000214)
• キーワード: ETASモデル / 時空間ETASモデル / クローンの破壊基準 / 相対的静穏化 / 因果関係点過程モデル / 確率的除群 / 地電位と地震発生の相関 / 地球潮汐と山はね発生の相関

研究概要

本年度の成果は4件からなり、論文にまとめられている。
(1)相対的静穏化現象と近辺の断層内の先行すべりとの関係
余震活動に相対的静穏化が見られる場合、正常な減衰過程が継続中である場合より、新たな断層破壊を伴う大きな余震が起きる可能性が高い(Matsu'ura,1986)。静穏化が長期間に及ぶと、余震域近傍(たとえば200km以内)では6年内の期間に、本震と同規模以上の地震が起きる発生確率が、その他の場合より数倍以上高い(Ogata,2001)。このような現象のメカニズムの可能性として、余震域近傍の当該断層内において先行すべりがあったと仮定した。これに伴う応力変化のため余震活動の低下が起きたと考え、クーロンの破壊基準のstress-shadowと余震活動の相対的静穏化の時空間パタンとの対応がつくかを調べてみた。余震群の大勢とプレスリップの断層メカニズムは、それぞれの本震とほぼ同様の震源メカニズムを持つものと仮定した。例えば、南カリフォルニアの1999年Hector Mine地震(Ms7.1)発生までの1992年Landers地震(Ms7.3)の余震活動、1997年鹿児島県北西部の地震(Mj6.5,6.3)の余震活動など、比較的震源が良く決まっていると思われる余震群について調べたところ、調和的な説明が可能である。他方、静穏化を促すような(プレスリップでない)サイレント地震が余震域近傍で起こりうる場合を考えると、静穏化が見られても周辺に大きな地震が起こらない場合もありうる。
(2)時空間ETASモデルのバックグラウンド地震活動をカーネル推定する事によって確率的除群をし、除群データを生成することを考えた。同様の事が1999年度の成果として提案した階層的時空間ETASモデル(Hierarchical Space-Time ETAS(HIST-ETAS)model)によって行うと、より広範な領域で多様な地震活動パタンにも対応してくれることが分かる。
(3)1982-1998年の北京周辺における地電位の変動データと地震発生危険度推移の相関性をしらべる点程モデルを構成し、その有為性と相関構造をしらべることができた。
(4)カナダ・マニトバ州の鉱山の山はね(AE)発生データによる発生頻度と地球潮汐の月齢成分の因果関係を求める点過程モデルを作成し、解析をしたところ、因果関係の量的な知見が得られた。

研究成果

• [文献書誌] Yosiko Ogata: "Increased probability of large earthquakes near aftershock regions with relative guiescence"Journal of Geophysical Research. Vol.106, No.B5. 8729-8744 (2001)
• [文献書誌] 尾形良彦: "次回の南海地震の確率予測---その偏りと誤差について---"地学雑誌. Vol.110, No.4. 602-614 (2001)
• [文献書誌] 尾形良彦, 庄建倉: "異常現象データと地震発生の相関解析および複合危険度予測:北京付近における日別地電位異常強度データ(1982-1997)を例として"地震予知連絡会会報(国土地理院、つくば市). 第66巻. 562-570 (2001)
• [文献書誌] Yoshihiko Ogata: "Exploratory analysis of earthquake clusters by likelihood-based trigger models"Probability Sta tistics and Seismology (Journal of Applied Probability). Volume38A. 202-212 (2001)
• [文献書誌] Takaki Iwata: "Tidal stress/strain and acoustic emission activity at the underground research laboratory, Canada"Geophysical Research Letters. (in press). (2002)
• [文献書誌] Zhuang, J., Ogata, Y., Vere-Jones, D.: "Stochastic declustering of space-time earthquake occurrences"Journal of the American Statistical Association. (in press). (2002)