高精度3次元大規模数値シミュレーションに基づく南海・東南海地震の強震動分布予測

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14540391
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 古村 孝志 東京大学, 地震研究所, 助教授 (80241404)
• 研究分担者: 纐纈 一起 東京大学, 地震研究所, 助教授 (90134634) ; 山中 佳子 東京大学, 地震研究所, 助手 (30262083)
• キーワード: 東南海地震 / 南海地震 / 強震動 / 数値シミュレーション / 地球シミュレータ / 並列計算 / 地震被害

研究概要

海溝型巨大地震の波動伝播特性の解明と強震動被害予測を目的に、1.気象庁および大学の高感度地震観測網と防災科学技術研究所の強震観測網(K-NET, KiK-net)およびFREESIA広帯域波形データ解析をさらに進め、東北日本と西南日本の地下構造の違いを明らかにするとともに、2.地球シミュレータを用いた高精度かつ大規模な3次元大規模波動計算による短周期地震動シミュレーション(3Hz以上)を実施した。
まず、2003年11月12日に発生した紀伊半島沖の深発地震をシミュレーションから、この地震時に関東から北海道にかけての広い範囲で見られた、大きな震度の特異な分布形状(異常震域)の生成過程を詳しく考察した。地球シミュレータを用いた大規模計算から、まず、従来の高速(High-V)かつ低減衰(High-Q)のプレートモデルでは高周波地震動の伝播がよく説明できないこと、そしてこの現象はプレ-ト内の不均質性を考慮した新しいモデルにより初めて説明できることを明らかにした。不均質プレートモデルを用いて求められたシミュレーション波形は、上記の広帯域観測で得られた海溝型地震の波形の特徴を良く説明した。
このモデルを用いて、東海・東南海地震の3次元数値シミュレーションを実施し、1.プレートに沿って遠地まで高周波地震動が伝播すること、2.M8クラスの巨大地震から放射される、数秒を超える長い周期の地震動が、大阪、名古屋、そして関東などの堆積平野で強く増幅され、揺れが長く続くことなど強震動の特徴を詳しく評価した。

研究成果

• [文献書誌] Furumura, T., B.L.N.Kennett, K.Koketsu: "Visualization of 3-D wave propagation from the 2000 Tottori-ken Seibu, Japan earthquake : Observation and numerical simulation"Bull.Seism.Soc.Am.. 93・2. 1-12 (2003)
• [文献書誌] Furumura, T., K.Koketsu, K.-L.Wen: "Parallel PSM/FDM hybrid simulation of ground motions from the 1999 Chi-Chi, Taiwan earthquake"Pure Appl.Geophys. 159. 2133-2146 (2002)
• [文献書誌] Kennett, B.L.N., T.Furumura: "The influence of 3-D structure on the propagation of seismic waves away from earthquakes"Pure Appl.Geophys. 159. 2134-2145 (2002)
• [文献書誌] Furumura, T., S.K Singh: "Regional wave propagation from Mexican subduction zone earthquakes"Bull.Seism.Soc.Am.. 92. 2110-2125 (2002)
• [文献書誌] 古村孝志: "地球シミュレータによる地震波動伝播の大規模3次元並列シミュレーション"月刊地球. 25. 703-710 (2003)
• [文献書誌] Kikuchi, M., M.Nakamura, K.Yoshikawa: "Source Rupture Processes of the 1944 Tonankai Earthquake and the 1945 Mikawa Earthquake derived from Low-grin Seismograms"Earth Plant.Sci.. 55. 159-172 (2003)