Modeling of Long-Period Ground Motions in the Nankai Subduction Zone: Model Simulation Using the Accretionary Prism Derived from Oceanfloor Local S-Wave Velocity Structures
Modeling of Long-Period Ground Motions in the Nankai Subduction Zone: Model Simulation Using the Accretionary Prism Derived from Oceanfloor Local S-Wave Velocity Structures
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南开俯冲带长周期地震动模拟：利用海底局部横波速度结构衍生的增生棱镜进行模型模拟
DOI：
10.1007/s00024-018-2013-8
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发表时间：
2018
影响因子：
2
通讯作者：
Shiomi Katsuhiko
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Takemura Shunsuke;Kubo Hisahiko;Tonegawa Takashi;Saito Tatsuhiko;Shiomi Katsuhiko
俯冲带的增生棱镜由厚的低速海洋沉积物组成，对浅层、近海地震（包括大板块间地震）的地震波传播有显著影响。为了模拟南开俯冲带的长周期（bbbb5 s）地面运动，通过对位于Kii南部和四国东部地区的46个海底地震台站（DONET）的局部s波速度结构进行插值/外推，构建了三维（3D）吸积棱镜地震速度结构模型。我们使用一个简单的双参数变深速度函数来模拟局部s波速度结构。为了研究吸积棱镜对地面和海底运动的影响，我们对发生在日本西南部的三次局地地震进行了地震波传播的数值模拟。模拟结果不仅对矩张量反演周期范围（~ 50 s），而且对沉积盆地强、长周期地面运动（~ 5 s），特别是在DONET台站密集的地区，较好地再现了观测到的地震记录。由于深度变化的局部s波结构显著提高了长周期地面运动的再现性，因此我们的建模程序对于模拟局部和区域近海俯冲带地震的长周期地面运动是有用的。
The accretionary prism in the subduction zone, which consists of thick low-velocity oceanic sediments, significantly affects the propagation of seismic waves for shallow, offshore earthquakes, including large interplate earthquakes. In order to simulate long-period (> 5 s) ground motions in the Nankai subduction zone, we constructed a three-dimensional (3D) seismic velocity structure model of the accretionary prism by interpolation/extrapolation of local S-wave velocity structures beneath 46 oceanfloor seismic stations (DONET), which are deployed just above the accretionary prism off the southern Kii and eastern Shikoku regions. We modeled local S-wave velocity structures using a simple two-parameter depth-varying velocity function. To investigate the effects of the accretionary prism on ground and seafloor motions, we conducted numerical simulations of seismic wave propagation for three local earthquakes that occurred in southwestern Japan. The simulations reasonably reproduced the observed seismograms, not only for the period ranges of the moment tensor inversion (~ 50 s), but also for the strong, long-period ground motions in the sedimentary basins (~ 5 s), especially in the region where DONET stations are densely deployed. Since depth-varying, local S-wave structures significantly improve the reproducibility of long-period ground motions, our modeling procedure is useful for modeling long-period ground motions of local and regional offshore subduction zone earthquakes.
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