震源近傍の水圧擾乱特性を考慮した津波即時予測の高度化

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25350501
• 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: 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)
• 研究分担者: 林 豊 気象庁気象研究所, 地震津波研究部, 主任研究官 (40370332) ; 堀 高峰 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, 主任研究員 (00359176) ; 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, 技術研究員 (20436075) ; 山崎 明 気象庁気象研究所, 地震火山研究部, 主任研究官 (70354529) [辞退] ; 金田 義行 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, 招聘上席技術研究員 (50359171)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 津波 / 水圧式津波計 / 2011年東北地方太平洋沖地震

研究実績の概要

東日本の「日本海溝海底地震津波観測網S-Net」や南海トラフの「地震・津波観測監視システムDONET」などの沖合津波観測ネットワークの整備は、津波を事前に観測できる可能性が高いことから、適切に利用すれば防災効果が期待できる。しかし水圧式津波計データは通常1～10Hzサンプリングであることから、波源近傍では地震動等の津波以外の記録も含むため、津波抽出の適切なデータ処理が不可欠である。そのため本研究では、津波予測の高精度化に資する、(1)リアルタイム津波抽出のためのデシメーションフィルタの設計、ならびに(2)地震発生時に水圧式津波計が記録するデータ解釈を行った。
(1)では、水圧式津波計の10Hzデータから0.1Hzデータを生成するために、津波と地殻変動を抽出するデシメーションフィルタを設計した。3段階のデシメーションフィルタを適用することとして、最初の2段階は地震計データと共通とし、3段階目のフィルタはリアルタイム性を重視して設計した。設計したデシメーションフィルタを2003年十勝沖地震の津波波源の水圧式津波計データに適用して、津波と地殻変動を抽出できるフィルタ設計となっていることを検証した。
主に最終年度に実施した(2)では、2011年東北地方太平洋沖地震のときにDONETの海底地震計と水圧式津波計で観測された両データの解析を実施して、地動と水圧変動との関連性を精査した。その結果、地震時に水圧式津波計が観測するデータは周波数依存性を示し、一見複雑ではあったが、低周波成分から津波波形が、高周波成分から水中音圧成分が、中間周波成分から動水圧成分がそれぞれ抽出され、各成分の発生・伝播特性を解明した。

研究成果

• [国際共同研究] M. V. Lomonosov Moscow State Unversity(ロシア連邦)
  • 国名: ロシア連邦
  • 外国機関名: M. V. Lomonosov Moscow State Unversity
• [雑誌論文] 巨大地震震源域の特定に向けた海底観測網の新たな活用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 有吉慶介、永野憲、松本浩幸、長谷川拓也
  • 雑誌名: 海洋理工学会誌 巻: 21(1) ページ: 7-15
  • DOI: 10.14928/amstec.21.1_7
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A trial extraction of crustal deformation from seafloor hydraulic pressure gauges to estimate interplate coupling for subduction plate boundaries (2015)
  • 著者名/発表者名: Keisuke Ariyoshi, Akira Nagano, Takuya Hasegawa, Motoyuki Kido, Ryoko Nakata, Hiroyuki Matsumoto, Naoki Uchida, Toshihiro Igarashi
  • 雑誌名: Proceedings of the 12th Society of Exploration Geophysicists of Japan International Symposium 巻: 12 ページ: 245-247
  • DOI: 10.1190/segj122015-079
  • 査読あり
• [学会発表] Recent progress of interpretation of bottom pressure during tsunamigenic earthquake (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Matsumoto, Yoshiyuki Kaneda, Mikhail A. Nosov, Sergey V. Kolesov
  • 学会等名: European Geosciences Union General Assembly 2016
  • 発表場所: Austria Centre Vienna, Austria
  • 年月日: 2016-04-22
  • 国際学会
• [学会発表] Long-term drift characteristics of ocean-bottom pressure sensors of DONET (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Matsumoto, Eiichiro Araki, Katsuyoshi Kawaguchi, Keisuke Ariyoshi
  • 学会等名: 26th International Union of Geodesy and Geophysics General Assembly
  • 発表場所: Prague Congress Centre, Czech Republic
  • 年月日: 2015-06-29
  • 国際学会
• [学会発表] Observation of the 2011 Tohoku earthquake and tsunami with use of the DONET stations (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Matsumoto, Mikhail A. Nosov, Sergey V. Kolesov, Yoshiyuki Kaneda, Kirill A. Sementsov, Anna V. Bolshakova
  • 学会等名: European Geosciences Union General Assembly 2015
  • 発表場所: Austria Centre Vienna, Austria
  • 年月日: 2015-04-16
  • 国際学会