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電磁プラズマ波の広域遠隔観測とディープラーニングによる地殻活動検知の実証研究

电磁等离子体波广域远程观测与深度学习地壳活动探测示范研究

基本信息

批准号：
21K04059
负责人：
藤井雅文
金额：
$ 2.66万
依托单位：
University of Toyama
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、電磁気学、電磁波工学および電子物理化学を基礎とする新しい原理の短期地震予測法を確立することを目標とし、地震の前に地殻の岩盤に圧力が加わることにより内部から膨大な電荷が放出され地上に出現し地表面プラズモンとして振動、伝搬し上空の電波伝搬に影響を及ぼすことを検証してきた。実験観測において、その証拠となる偏波依存した地震前兆信号を検出することに成功した。複数の観測拠点をネットワークで結び、各地の観測データをリアルタイムで取得し解析できるシステムを作成した。本システムを用いて、複数の比較的大規模な地震の数時間前に異常な電波伝搬信号を検出した。特に、２０２２年３月１６日の福島沖M7.4の地震等の直前に明瞭な電磁波異常を観測し、その異常信号が地震に関連する根拠を得た。これらの観測データの発生状況と同等の環境を構築するため、３次元デジタル国土地形データおよび超並列スーパーコンピュータを用いて有限差分時間領域法（ＦＤＴＤ法）による大規模数値シミュレーションを行い、山地、河川、海岸などの地形が地表面プラズマ波の伝搬に及ぼす影響を解析した。その結果、地表面に電荷が出現した状況では偏波に依存する電磁波の異常な回折が生じることを示すことに成功した。また、その異常回折波の特性を詳細に解析し、地形のランダムな形状により電磁波が多くの収束したビームを形成しランダムな方向へ散乱する様子を明らかにした。これにより、観測データを説明可能な物理的機構を明らかにし、この理論に基づき電磁波の観測を実施することにより地震の短期予測を可能にできることを示した。さらに、これまでの観測データをもとに、異常電波伝搬を予測する深層学習プログラムを作成し、今後の短期地震自動予測を実現するための検討を実施中である。

This study establishes a new principle of short-term earthquake prediction based on electromagnetism, electromagnetic wave engineering and electrophysics and chemistry. The purpose of this study is to increase the pressure on the crust and rock plate before an earthquake. The internal expansion of electric charge releases the influence of vibration on the surface of the earth, and the influence of electromagnetic wave transfer on the air. The earthquake precursor signal was detected successfully and the partial wave was detected successfully. A plurality of measurement points are generated, and a plurality of measurement points are generated. This article introduces the use of multiple comparison of large-scale earthquake several times before the abnormal wave transmission signal detection. In particular, the earthquake of M7.4 in Fukushima on March 16, 2022 was detected and the abnormal signal was detected. The finite difference time domain method (FDTD method) is used to analyze the large-scale numerical value of the earth's surface and the influence of the earth's surface wave on the evolution of the earth's surface. As a result, the surface charge appears to be dependent on the polarization of the electromagnetic wave. Detailed analysis of the characteristics of the abnormal reflection wave, the shape of the terrain, the formation of multiple beams of electromagnetic waves, the direction of scattering, and the characteristics of the electromagnetic waves. This paper describes the possible mechanism of electromagnetic wave measurement and short-term earthquake prediction. The deep learning platform for earthquake detection and prediction of abnormal wave propagation is being implemented. The automatic prediction of short-term earthquakes in the future is being implemented.