| 研究課題/領域番号 |
19K04006
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| 研究機関 | 弘前大学 |
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研究代表者 |
前田 拓人 弘前大学, 理工学研究科, 准教授 (90435579)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 地震波 / 津波 / シミュレーション / データ同化 |
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| 研究実績の概要 |
本年度は主として理論および波動場の数値合成の成果について進展があった。
実施計画(A)として予備的な検討を進めていた津波と地震動のデータ同化について、逐次的な同化を行い波動場を推定する方法と、初期条件として初期値時間における波動場を推定する手法との関係について理論的な検討を行った。その過程を通じ、観測値と予測値との差異から初期条件推定の勾配を求める、いわゆるアジョイント法の定式化を、地震動と津波のシミュレーションに用いている方程式系と記法に対して整合するように導出することに成功した。
また、データ同化の双子実験を行うための現実的地震津波記録の大規模数値計算に基づく数値合成の手法の開発を継続して行った。過去に発生した巨大地震や今後発生が想定される地震のモデルに本手法を適用するにあたり、とくに解析結果では不足している短波長成分を物理的・幾何学的な不整合を起こすことなく補うアップスケーリングの方法を検討した、また従来行われてきた重力場中の3次元方程式との関係について理論的な考察を進めた。
さらに、項目(C)について震源の影響の再検討を行った。これまで開発してきたPoisson方程式に基づく構成要素分解では、震源近傍におけるNear-field termが原理的に分解できないということが既往研究から示唆されていた。従来試験モデルとして行っていたシミュレーションは海溝沿いの地震であったため、陸域の観測網においてはほとんど問題になっていなかったが、基礎的な検討として震源近傍の振る舞いを一様成層モデルにおいて再検討し、結果にどのような影響があるのかを数値実験により確かめた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
COVID-19とその対応のための教育および業務の増加のため、本研究課題のための研究時間が大幅に圧迫されたことは否めない。また、出張がほぼ全て不可能になり、計画していた海外における研究成果発表は取りやめとなった。一方、理論および手法開発研究については予定していたものをほぼ実施でき、その結果から想定外に進展した部分もあった。
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| 今後の研究の推進方策 |
地震・津波データ同化の手法について想定外の進展があり、特にアジョイント法について計画立案段階には想定していなかった成果の得られる可能性が見えてきた。次年度はこの部分の検討を継続してすすめつつ、広帯域地震波動場の観測記録からの知見も踏まえて開発手法の適用可能性を検討する。一方、双子実験については手法と実装が成熟し、実現可能な段階に到達しつつある。大規模数値計算を活用した数値実験研究を進め、論文としての取りまとめを目指す。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
次年度使用額が生じたのは、(1) 想定よりも理論的な検討が主となったこと (2) COVID-19で出張等が不可能となり、また対応のため学内業務の増加が研究時間を大幅に圧迫したこと の2つの理由による。2021年度に想定していた学会出張が今後可能になるかは依然として不透明であるが、データ解析に研究の軸を移し、また必要に応じて計算機資源の有償利用に活用することで研究の加速をはかる。
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