地震電磁気現象(地圏・大気圏・電離圏結合)の研究

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15403012
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究機関: 電気通信大学
• 研究代表者: 早川 正士 電気通信大学, 電気通信学部, 教授 (80023688)
• 研究分担者: 服部 克巳 千葉大学, 海洋バイオシステム研究センター, 助教授 (60244513) ; 太田 健次 中部大学, 工学部, 教授 (10131161) ; 安藤 芳晃 電気通信大学, 電気通信学部, 助手 (30323877)
• キーワード: 地震 / 電磁気現象 / 電離圏擾乱 / ULF放射 / 地圏・大気圏・電離圏結合 / VLF送信局電波 / 大気圏擾乱

研究概要

我々は、地震に伴って電離層が著しい影響を受けることを示し、世界的に認められるに至った。更に、「地圏・大気圏・電離圏結合」という新しい学問を構築しつつある。この結合機構を解明するには、地圏から、大気圏、電離圏までにわたる総合的観測サイトが不可欠である。地震活動の高いイタリア及びギリシャのグループが電離層擾乱観測を強く希望し、綜合的観測サイトの設立を目指しており、我々との協力を求めている。本年度の研究実績を述べよう。イタリア・バリ大学(Biagi教授)はバリを含めイタリア国内に数点のLF観測点を所有し、Lapenna博士の所属する研究所は地電流(直流)測定や地球化学諸量(ラドン等)の連続観測を行っている。バリ大学には数年前我々のVLF/LF受信システムを設置していたが、早川の訪問時にシステムの問題点をすべて解決し、順調な観測が再開された。これによりイタリア国内だけでも地圏・電離圏結合のためのデータは蓄積できることとなった。次に、クレタ島のクレタ大学のVallianatos教授グループによる、自然災害(地震のみならず、火山噴火他も含めた)に関する総合的研究解析センター認められた。彼らは、国際共同研究のセンターを目指し、(1)地電流、(2)ULF(周波数<10Hz)電磁放射、(3)ELF/VLF電磁放射を準備している。しかし、地圏・電離圏結合解明のためには電離層観測が不可欠で、彼らの要請に答え、我々のもう一台のVLF受信システムを本年度クレタ島に設置し、順調なデータ取得が開始されている。しかもイタリア同様に5局のVLF局を受信しており、イタリア、ギリシャ両国での共同VLF観測から南ヨーロッパの地殻活動を監視することが出来る状況になった。最後に、国内にて我々が稼動している7観測点でも観測システムの再整備やデータ取得を継続している。研究面では、(1)ULF放射のウエーブレット解析、フラクタル解析による信号抽出、(2)VLF電磁放射の地下及び地上アンテナの比較による地中vlf波の存在の発見、(3)国内VLFデータを用いて電離層擾乱の機構として大気振動の重要性を示す結果が得られ、地圏・大気圏・電離圏結合の機構解明にも努力している。

研究成果

• [文献書誌] V.V.Surkov, O.A.Molchanov.M.Hayakawa: "Pre-earthquake VLF perturbation as a result of inductive seismogenic phenomena during microfracturing"J.Atmos.Solar-terr.Phys.. 65. 31-46 (2003)
• [文献書誌] V.V.Grimalsky, M.Hayakawa, et al.: "Penetration of an electrostatic field from the lithosphere into the ionosphere and its effect on the Dregion"J.Atmos.Solar-terr.Phys.. 65. 391-407 (2003)
• [文献書誌] K.Gotoh, M.Hayakawa, N.Smirnova: "Fractal analysis of the geomagnetic data obtained at Izu peninsula, Japan"Natural Hazards Earth System Sci.. 3. 229-236 (2003)
• [文献書誌] Ismaguilov, V.S.Yu.Kopytenko, K.Hattori, M.Hayakawa: "Variations of phase velocity and gradient values of VLF geomagnetic disturbances connected with Izu earthquakes"Natural Hazards Earth System Sci.. 3. 211-215 (2003)
• [文献書誌] Bogdano, Yu., Zakharov, I.G.O.F.Tyrnov, M.Hayakawa: "Electromagnetic effect associated with regional seismic activity in Crimes"J.Atmos.Electricity. 23. 57-67 (2003)
• [文献書誌] Singh, R.P., B.Singh, P.K.Mishra, M.Hayakawa: "On the lithosphere-atmosphere coupling of seismo-electromagretic signals"Radio Science. 38. (2003)
• [文献書誌] Hayakawa, M., K.Hattori, A.P.Ni Kolaenko, L.Robinowicz: "Periodic variation in the Hurst exponent of the geomagnetic field"J.Atmos.Electricity. 23. 31-39 (2003)
• [文献書誌] K.Ohta, S.Hanai, S.Hara, M.Hayakawa: "Observation of subionospheric JG2AS signal as precursor of the earthquakes"J.Atmos.Electricity. 23. 85-95 (2003)
• [文献書誌] M.Hayakawa: "Is earthquake prediction possible by means of electromagnetic phenomena"Inst.Electr.Engs.Japan, Trans.Fundamentalsd Materials. 124. 3-4 (2004)
• [文献書誌] M.Hayakawa, K.Hattori, Y.Ando: "Natural electromagnetic phenomena and electromagnetic theory"Inst.Electr.Engs.Japan, Trans.Fundamentalot Materials. 124. 72-79 (2004)