2020 Fiscal Year Research-status Report
EnKF estimation of frictional properties and slip evolution on LSSE faults
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18K03779
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| Research Institution | Kagawa University |
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Principal Investigator |
平原 和朗 香川大学, 四国危機管理教育・研究・地域連携推進機構, 客員教授 (40165197)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮崎 真一 京都大学, 理学研究科, 教授 (00334285)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | データ同化 / アンサンブルカルマンフィルタ / 長期的スロースリップ / 速度状態依存摩擦則 / GNSS |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまで、アンサンブルカルマンフィルタ（EnKF)を用いた双子数値実験による長期的スロースリップ（L-SSE）域での摩擦特性およびすべり発展の推定が可能であることを示し、更に実GSNN観測データから推定された豊後水道L-SSE断層面上でのすべり速度をデータとして、摩擦特性およびすべり発展の数カ月程度の短期予測が可能であることを示してきた。しかしながら、これらは1つのパッチを持つ単純なモデルを用いているため、四国中部から日向灘南部に至る領域での多様なL-SSE発生状況を再現するモデルとなっていない。
そこで、四国中部・豊後水道・日向灘北・日向灘南といった南海トラフ西部領域で発生するL-SSEの繰り返し間隔(Tr)・最大すべり速度(Vm)・継続時間(Td)の違いを説明するために、これまでの豊後水道L-SSEの１つのパッチモデルから、領域を広げて地表GNSSデータを観測値としてEnKFによる摩擦パラメータ及びすべり発展推定の初期モデルとするため、多様なL-SSE 発生状況を再現するフォーワードモデルを作成することにした。
まず、沈み込むフィリピン海プレートの3次元形状を考慮し、深さ依存の摩擦パラメータと固着域における固着率の違いを設定して、シミュレーションを行ったところ、固着率の違いだけでは、観測されている各領域でのL-SSE発生状況の相違を説明できないことが分かった。そこで、平面３L-SSE領域モデル、および１領域モデルで、各摩擦パラメータ（Ａ，Ｂ－Ａ，Ｌ、W（L-SSE幅））および固着率を色々変え、Tr、Tm、Tdの関係を調べたとこと、全てのパラメータが複雑に効いていることが分かった。ただし、1領域モデルはTrおよびVmに対してある数式で表せる関係を得ることができた。これは今まで無い新たな発見で成果の一つと言える。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
豊後水道L-SSE領域を対象として1回のL-SSE発生時のGNSSデータのEnKF解析により、摩擦特性およびすべり発展の推定を行っていた。これはある程度成功していたが1回のL-SSE発生に対するものであった。ところが、これまで数回の繰り返しL-SSE発生が観測されているが、全く同一のL-SSEの繰り返しでなく、全てのL-SSE を対象にしたことろ、うまく推定できなかった。これは、豊後水道の両隣のL-SSE の発生の影響を受けているためであり、そこで、四国中部から日向灘南部まで領域を広げ各領域のL-SSE発生状況を考慮したモデル領域を再現するように変更した。これらの領域でのL-SSEを対象にEnKFによるデータ同化を行うために、まずEnKFの初期モデルパラメータ群を構成するため、数種のフォーワードモデルを推定する必要があった。そこで、L-SSEの繰り返し間隔・最大速度・継続時間の各摩擦パラメータ依存性を調べた。そのため、当初の計画よりやや遅れていると評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
１領域モデルでのL-SSE繰り返し間隔・最大速度・継続時間の各パラメータ依存性が分かったので、その相互作用を調べ、四国中部・豊後水道・日向灘北・日向灘南に至る広い領域において、プレート3次元形状を考慮したモデルで、解析されているL-SSE発生状況を説明するフォーワードモデルを作成する。続いて、実際のGNSSによる地表の変位観測をデータとして、アンサンブルカルマンフィルタ（EnKF）による摩擦パラメータを推定し、すべり発展の予測を行う。この際、これまでよりひろい領域を扱うため、計算時間短縮を図るなどのコードの改良を行う
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| Causes of Carryover |
学会がオンライン開催となり、学会参加出張旅費が不要となったのが、次年度使用額が生じた主たる理由である。また、当初海外学会への参加も予定していたが、海外での学会参加は取りやめ、国内の学会参加だけにしたのも、国際学会への参加料金や投稿料金が発生しなかったのも一つの要因である。
次年度でも、学会はオンライン開催になると思われ、海外学会を含めても、出張旅費は不要であるので、主として論文作成（論文校正）料金と投稿料金に充てたい。
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