海底地殻変動と海水温変動の高精度検出に向けた統合解析：高密度海域観測網の新活用

2017 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15H04228
• 研究機関: 国立研究開発法人海洋研究開発機構
• 研究代表者: 有吉 慶介 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地震津波海域観測研究開発センター, 研究員 (20436075)
• 研究分担者: 五十嵐 俊博 東京大学, 地震研究所, 助教 (10334286) ; 木戸 元之 東北大学, 災害科学国際研究所, 教授 (10400235) ; 飯沼 卓史 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地震津波海域観測研究開発センター, 研究員 (10436074) ; 永野 憲 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境観測研究開発センター, 主任研究員 (40421888) ; 長谷川 拓也 東北大学, 理学研究科, 客員研究者 (40466256) ; 松本 浩幸 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地震津波海域観測研究開発センター, 技術研究員 (80360759) ; 内田 直希 東北大学, 理学研究科, 准教授 (80374908) ; 山下 裕亮 京都大学, 防災研究所, 助教 (80725052)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 地殻変動 / 海洋変動

研究実績の概要

2004-2005年にかけて発生した黒潮蛇行に伴う変動について、室戸沖に設置された海底圧力計と海面高度の時系列を比較した結果、両者に時間差を伴う正の相関がみられることが分かった。その時間差は1か月程度であり、そのような傾圧変化のモデル化として、海底地形によって蛇行が安定化されたという観点から説明した。この成果は、査読付き国際学術誌に掲載された。
2003年十勝沖地震の余効変動について、これまで海底水圧計による海底地殻変動の上下成分を考慮した解析を行った先行研究では、その累積すべり量のみが用いられてきた。本研究では、京都大学防災研究所との共同研究により、陸上GPS観測による陸域時系列データとの併用により、十勝沖地震の余効変動の伝播過程について海底水圧計の時系列データを用いて、従来よりも高解像度で推定する解析を進めた。加えて、2006年に発生した中規模渦についての解析を進めている。
2017年8月頃から黒潮の流路が大きく蛇行しており、その一環として、日向灘での海底圧力計の設置回収時に塩分・水温計を投入し、水温・塩分の深度プロファイルを引き続き観測すると共に、回収した塩分・水温計のデータを用いて、黒潮大蛇行の生成過程について解析を始めた。また、JCOPEで推定される海面高度・水温・塩分の時空間データを用いて、DONET海底圧力計に対する海洋変動の寄与成分について定量評価を行った。
日向灘周辺における準静的なすべりの発生過程について、相似地震解析を用いて推定する作業に着手した。さらに、応力擾乱に伴う相似地震の揺らぎについて特徴を調べた。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

平成29年8月に黒潮大蛇行が発生した．この大蛇行は予測された終息時期を大幅に超えてまだ継続中である．海洋変動のDONET圧力計に対する影響について論文をまとめるに当たり、大蛇行の影響を加味する必要があるため，当初の予定より遅らせることにした。
一方で、JpGU-AGU Joint Meeting においてセッション提案を行ったところ、終始立ち見が出るほどの盛況となり、本研究を核とした研究コミュニティが広がりつつある。
業績としても、査読付き国際学術誌への掲載があったことに加え、他の投稿も進んでいるので、さらなる成果公表が期待される。

今後の研究の推進方策

引き続き、十勝沖、日向灘、熊野灘での解析を進め、学会発表や論文投稿を重ねる。また、JpGUでのセッションを来年度以降も継続する。

研究成果

• [雑誌論文] Onboard Realtime Processing of GPS-Acoustic Data for Moored Buoy-Based Observation (2018)
  • 著者名/発表者名: Kido, M., M. Imano, Y. Ohta, T. Fukuda, N. Takahashi, S. Tsubone, Y. Ishihara, H. Ochi, K. Imai, C. Honsho, and R. Hino
  • 雑誌名: Journal of Disaster Research 巻: 13 (3) ページ: 472-488
  • DOI: 10.20965/jdr.2018.p0472
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Bottom pressure change associated with the 2004-2005 large meander of the Kuroshio south of Japan (2018)
  • 著者名/発表者名: Akira Nagano, Takuya Hasegawa, Hiroyuki Matsumoto, Keisuke Ariyoshi
  • 雑誌名: Ocean Dynamics 巻: 68(7) ページ: 847-865
  • DOI: 10.1007/s10236-018-1169-1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characteristics of an atypical large‐meander path of the Kuroshio current south of Japan formed in September 2017 (2018)
  • 著者名/発表者名: Akira Nagano, Yusuke Yamashita, Takuya Hasegawa, Keisuke Ariyoshi, Hiroyuki Matsumoto, Masanao Shinohara
  • 雑誌名: Marine Geophysical Research 巻: - ページ: 1-15
  • DOI: 10.1007/s11001-018-9372-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Monitoring the deep western boundary current in the western North Pacific by echo intensity measured with lowered acoustic Doppler current profiler (2018)
  • 著者名/発表者名: Kanae Komaki, Akira Nagano
  • 雑誌名: Marine Geophysical Research 巻: - ページ: 1-9
  • DOI: 10.1007/s11001-018-9354-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comprehensive Analysis of Traveltime Data Collected Through GPS-Acoustic Observation of Seafloor Crustal Movements (2017)
  • 著者名/発表者名: Honsho, C., and M. Kido
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research 巻: 122(10) ページ: 1-17
  • DOI: 10.1002/2017JB014733
  • 査読あり
• [雑誌論文] Emergence and disappearance of interplate repeating earthquakes following the 2011 M9.0 Tohoku-oki earthquake: Slip behavior transition between seismic and aseismic depending on the loading rate (2017)
  • 著者名/発表者名: Hatakeyama, N., N. Uchida, T. Matsuzawa, and W. Nakamura
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research 巻: 122(7) ページ: 5160-5180
  • DOI: 10.1002/2016JB013914
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Atypical Large-meander Path of the Kuroshio South of Japan occurred in September 2017 (2018)
  • 著者名/発表者名: Akira Nagano, Yusuke Yamashita, Keisuke Ariyoshi, Takuya Hasegawa, Masanao Shinohara
  • 学会等名: Asia Oceania Geosciences Society 15th Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] 2017年9月に発生した日本南岸黒潮大蛇行に伴う海底圧力変動 (2018)
  • 著者名/発表者名: 永野憲，山下 裕亮，長谷川 拓也，有吉 慶介，松本 浩幸，篠原 雅尚
  • 学会等名: 日本海洋学会2018年度秋季大会
• [学会発表] 2017年9月に日本南岸沖で形成された特異な黒潮大蛇行流路 (2018)
  • 著者名/発表者名: 永野憲，山下 裕亮，有吉 慶介，長谷川 拓也，篠原 雅尚
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2018年大会
• [学会発表] Monitoring the deep western boundary current in the western North Pacific by lowered acoustic Doppler current profiler echo intensity (2018)
  • 著者名/発表者名: Kanae Komaki, Akira Nagano
  • 学会等名: Asia Oceania Geosciences Society 15th Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] LADCPで計測した散乱強度による西部北太平洋の深層西岸境界流のモニタリング (2018)
  • 著者名/発表者名: 小牧加奈絵，永野憲
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2018年大会
• [学会発表] Along-strike variation of long-term slow slip event activity in the Nankai subduction zone (2018)
  • 著者名/発表者名: 高木涼太・内田直希・小原一成
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2018年大会
• [学会発表] XBT集中観測で見られた短周期内部重力波とGPS音響測距観測に与える影響 (2017)
  • 著者名/発表者名: 木戸元之・松井凌・今野美冴・本荘千枝
  • 学会等名: JpGU-AGU Joint Meeting 2017
  • 国際学会
• [学会発表] GPS音響結合方式による海底地殻変動観測で推定した平均海中音速の時間変化とCTD等による実測値について (2017)
  • 著者名/発表者名: 松井凌・木戸元之・本荘千枝・富田史章
  • 学会等名: JpGU-AGU Joint Meeting 2017
  • 国際学会
• [学会発表] GPS/音響結合測位の海中音速傾斜場の推定 (2017)
  • 著者名/発表者名: 松井凌・木戸元之・本荘千枝・富田史章
  • 学会等名: 日本測地学会第128回講演会
• [学会発表] Evaluation of the sound speed equations for seawater proposed by Chen-and-Millero and Del-Grosso using GPS/Acoustic observation data (2017)
  • 著者名/発表者名: Honsho, C., M. Kido, F. Tomita
  • 学会等名: JpGU-AGU Joint Meeting 2017
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Short-period ocean fluctuation induced by internal wave and its effect on GNSS/acoustic analysis (2017)
  • 著者名/発表者名: Kido, M., R. Matsui, M. Imano, C. Honsho
  • 学会等名: IAG-IASPEI
  • 国際学会
• [学会発表] Short period sound speed oscillation measured by intensive XBT survey and its role on GNSS/acoustic positioning (2017)
  • 著者名/発表者名: Kido, M., R. Matsui, M. Imano, C. Honsho
  • 学会等名: AGU Fall meeting 2017
  • 国際学会
• [学会発表] 2004年-2005年に発生した黒潮大蛇行に伴う海底圧力変動 (2017)
  • 著者名/発表者名: 永野 憲、長谷川 拓也、松本 浩幸、有吉 慶介
  • 学会等名: JpGU-AGU Joint Meeting 2017
  • 国際学会
• [学会発表] Migrating slow slip detected by slow and repeating earthquakes along the Nankai trough, Japan (2017)
  • 著者名/発表者名: N Uchida, K Obara, R Takagi, Y Asano
  • 学会等名: AGU Fall Meeting 2017
  • 国際学会
• [学会発表] Spatiotemporal distribution of interplate slip following the 2003 Tokachi-oki earthquake deduced from ocean bottom pressure gauges and onland GNSS data (2017)
  • 著者名/発表者名: Yuji Itoh, Takuya Nishimura, Keisuke Ariyoshi, Hiroyuki Matsumoto
  • 学会等名: AGU Fall Meeting 2017
  • 国際学会
• [学会発表] Extraction of crustal deformations and oceanic fluctuations from ocean bottom pressures (2017)
  • 著者名/発表者名: Keisuke Ariyoshi, Hiroyuki Matsumoto, Takeshi Iinuma, Akira Nagano, Takuya Hasegawa, Motoyuki Kido, Naoki Uchida, Toshihiro Igarashi, Yusuke Yamashita
  • 学会等名: Zip: Long-vs short-term deformation
  • 国際学会
• [学会発表] Extraction of crustal deformations and oceanic fluctuations from ocean bottom pressures (2017)
  • 著者名/発表者名: Keisuke Ariyoshi, Hiroyuki Matsumoto, Takeshi Iinuma, Akira Nagano, Takuya Hasegawa, Motoyuki Kido, Naoki Uchida, Toshihiro Igarashi, Yusuke Yamashita
  • 学会等名: European Geoscience Union General Assembly
  • 国際学会
• [学会発表] 「ちきゅう」&DONET のトータル観測ステー ション計画：海底～大気の同時貫通観測 (2017)
  • 著者名/発表者名: 有吉 慶介、藤 亜希子、町田 祐弥、西田 周平、宮澤 泰正、美山 透、吉田 聡、内田 裕、永野 憲、長谷川 拓也、脇田 昌英、桑谷 立、青池 寛
  • 学会等名: JpGU-AGU joint Meeting 2017
  • 国際学会
• [学会・シンポジウム開催] JpGU-AGU joint Meeting 2017 (2017)