| 研究課題/領域番号 |
17K14385
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| 研究機関 | 国立研究開発法人防災科学技術研究所 |
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研究代表者 |
澤崎 郁 国立研究開発法人防災科学技術研究所, 地震津波火山ネットワークセンター, 特別研究員 (30707170)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 余震活動 / 連続地震波形記録 / 区間最大振幅 / Frechet分布 / 超過確率 / 予測 |
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| 研究実績の概要 |
本年度は、極値統計に基づく余震活動予測法の理論的基礎を厳密に検証し、どのような場合に適用可能かについてその見通しを立てることと、その中で浮かび上がった諸課題の解決に時間を費やした。単純な大森－宇津則にしたがう余震系列のみならず、2次余震にも適用可能な手法の理論的基礎を構築した。この手法は、2011年東北地方太平洋沖地震や2016年熊本地震などの、大規模な余震や誘発地震活動を伴う地震にも適用できると期待される。また、ある閾値以上の地震動の発生回数の予測の定式化にも成功した。最大振幅のみならず、発生回数の予測まで可能となったことで、提供可能な情報が多様化した。さらに、パラメータの不確定性をも考慮したベイズ予測法を取り入れることにより、超過確率の予測幅が広がり、「大きく外す」可能性を減らすことができた。これらの研究成果を、地震予知連絡会第225回会合重点検討課題「予測実験の試行06」における招待講演をはじめ、複数の学会や研究会で報告した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
まず、昨年度に考案した最大振幅予測手法は１つの大森―宇津型の時間減衰にしたがう余震系列のみを対象としていたが、今回は、異なる時刻に異なる場所で発生した複数の余震系列を伴う地震活動に対しても適用可能な手法を構築した。具体的には、区間最大振幅の分布を規定する3個のパラメータのうち2個を全ての余震系列について固定し、残り１個を余震系列ごとに独立して与えることで、実用上そん色ない程度に、複数の余震系列からの区間最大振幅の分布を説明できることを明らかにした。しかし、余震系列が何個存在するとみなすか（パラメータ数を何個に設定するか）については、統計モデルの良さを評価するための指標であるAICを使って決めるなどの方法を考えているものの、検証には至っていない。
加えて、昨年度は「最大振幅の超過確率」の予測法を考えてきたが、これをより一般化して、「ある値以上の振幅がある回数以上発生する超過確率」の導出に成功した。この確率分布により、例えば、被害は出さなくとも多くの人が恐怖を感じるレベルの揺れが、今後数日以内に何回発生しうるか、などの予測が可能となった。
さらに、ノイズレベルが高くて地震動振幅を検知しにくい場合の対処法や、パラメータ推定値の誤差を考慮に入れた予測法（ベイズ予測）の構築にも取り組んだ。モンテカルロ数値計算に基づき、これらの予測がどの程度再現できるかについての検証を現在行っている。
以上の研究成果について複数の学会等で報告したが、一方で、多くの詰めがまだ必要であることもその都度判明し、当初の計画にあった論文執筆はまだ途上である。
以上の進捗を総合的に判断し、総合評価は、おおむね順調に進展していると判断する。
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| 今後の研究の推進方策 |
最大振幅予測法の理論的基礎はおおむね確立し、数値実験を通じてその適用範囲も明らかになりつつある。熊本地震などに適用し、その実記録における有効性も確かめられつつある。最終年度は、実装のために最低限必要な理論的基礎部分と応用事例を論文化することを最大の目標に据える。１つの本震―余震系列の場合と複数の本震―余震系列の場合とに分けて論文を執筆する予定である。
本研究課題の当初の目的であった実装については、それを行う前に、地震計に起因する飽和と、地震規模が大きくなることに伴う飽和についてそれぞれ検証する必要がある。最大振幅ではなく計測震度を用いた予測法の検討や、観測点がない場所での補間法なども課題である。これらの課題はいずれも入念な調査を要する。最終年度ではその調査に着手し、実装につなげるための下準備を行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当初は、今年度と次年度に分けて、理論基礎の部分で1本、実記録への応用で1本、論文を執筆予定であった。しかし研究を進める中で、理論基礎の部分が膨大な分量となり、理論部分だけで論文を書くよりも、１つの本震―余震系列の場合と複数の本震－余震系列の場合とに分けて、それぞれについて理論と応用例を執筆するほうが読者にとって読みやすい形になるとの判断に至った。そこで、両方の場合について論文執筆の見通しを立てられる程の結果を出すことを第一に研究を進めてきた結果、論文執筆がやや遅れることとなった。そのため、今年度使用予定だった論文投稿費用が余ったため、これを論文投稿費として来年度に使用する予定である。
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