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地震時の震源断層の運動学的な振る舞いは，断層の構成則の推定，地震の動力学的なモデルの検証，地震前後での応力変化の推定，津波の波形計算などを行うために利用される基礎的な情報の1つである．近年，震源過程解析に用いられる統計モデルの見直しが活発に行われるようになり，グリーン関数の計算時に仮定した地球の構造モデルの誤差に起因するグリーン関数の誤差や観測誤差などに関してより現実的なモデリングを行うことの重要性が指摘されるようになった．また，複雑な断層帯で発生した地震の解析も課題として残されていた．
本研究ではまず複雑な断層帯で発生した地震の解析を可能にするために，3次元的な地震モーメントレートとメカニズム解の分布によって震源過程を表現する定式化を提案した．この定式化は震央角距離30度から90度で観測される遠地実体波を用いたインバージョンに対して適用可能である．当該手法を断層形状について詳細な検討のなされている幾つかの地震に対して適用し，その有用性を確認した．
グリーン関数の誤差の扱いについては，従来の定式化を根本的に見直すことで，より一般的なケースに対して適用可能な定式化を得た．従来の定式化には，グリーン関数の誤差の分布に関して強い制約がかかる，異なるデータに対して物理的に一貫性のある誤差モデルを提供することが難しいといった課題が残されており，マルチデータ解析への適用は困難であった．本研究で提案した定式化は遠地波形，近地波形，地表面変位分布など様々なデータに対して統一的に適用可能である．観測誤差についても，従来無視されてきた初動到達時刻の読み取り誤差を新たに導入した．また，初動到達時刻以前のデータを観測誤差の推定に利用する定式化を提案した．
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