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人工地震による地殻・上部マントルの速度構造調査は、地球内部構造を調べるもっとも強力な方法である。その分解能や精度を上げ、求めた構造を客観的に評価することは、速度構造調査の信頼性を高める上で非常に重要である。
これまで初動走時のみを扱っていた「漸進的モデル改良法」を、後続波も取り入れることができるように改良し、より良い構造解析が行えるように研究を行った。後続波の取り込みは、phaseの人間による同定は必要としないようにするため、後続波と思われるpickはそれぞれグループに分けて、グループごとにphaseの同定を最小2乗法を用いて自動的に行うこととした。この際、最小2乗法では初動走時のみで求めた2次元構造を用いるので、この構造が実際の構造から外れている場合、後続波のphaseの同定を間違える可能性がある。これを避けるため、間違える可能性のあるグループについては最小2乗法による最適と次善の2つphaseを候補にあげ、そのそれぞれについてインバージョン解析を行うこととした。この方法は、最適のphaseを使うものと比べてはるかに計算量は増えるが、よりロバストな方法となる。
この方法を使って擬似データを用いたモデルシミュレーションを行った結果、後続波のphaseの同定や構造の再現性などから非常によい結果が得られた。特にphaseを間違える可能性があるグループに対して最適と次善の2つのphaseについて計算することの有効性やphase同定の客観的指標の提示など有益な結果を得た。
以上の研究結果から、今回開発した点を含めた"改良「漸進的モデル改良法」"は、従来の方法(2次元初期モデルを試行錯誤的に作らなければならない、phaseの同定は前もって人間が行わなければならない)と比較して、より効率的で客観的な構造解析が行えるようになったといえる。
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