Real-time forecast of long-period ground motion for large earthquakes based on assimilation of observation data

基于观测资料同化的大地震长周期地震动实时预报

• 批准号: 20H02409
• 负责人: 古村 孝志
• 金额: $ 10.9万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H02409/
• 关键词: データ同化; 地震波伝播; 長周期地震動; 巨大地震; 即時予測; 災害軽減; 震源イメージング; 表面波; PL波; 地震; 南海トラフ地震

地震観測データと地震波伝播シミュレーションのデータ同化の過程で時間発展方向を反転させ、地震発生時の震源での波動場をイメージングすることで震源の位置と断層メカニズムを把握し、長周期地震動予測の精度向上を図る手法を開発した。震源イメージングの高精度化に向けて、最適内挿法によるデータ同化手法の導入や、P波動場とS波動場それぞれの逆伝播波動場が発震時に震源で収束する特性の活用を検討した。また、地下の物質境界を、PS変換波やSP変換波の逆伝播によりイメージングする手法を開発したことで、長周期地震動の生成・伝播シミュレーションに必要となる地下構造モデルを観測データから精緻化する技術を開発した。さらに、震源が浅い大地震においてP波とS波の間に見られる周期5ー30秒程度の長周期波群（PL波）の特性と生成要件を、日本列島におけるF-net広帯域観測データと日本海溝に設置されたS-net海底地震計データを用いて調査し、従来から認識さてきた表面波により生成される長周期地震動に加えて、P波到着直後の早い時刻に観測されるPL波による長周期地震動の二つに対する即時予測に向けた基礎的研究を進めた。リアルタイム・連続観測データを用いたデータ同化・予測予備実験を、東京大学情報基盤センターとの共同研究によりWisteria/BDEC-01スパコン等を用いて実施し、高速計算を活かした地震発生からの経過時間と観測データ取得による予測更新の有効性を示した。

Earthquake 観 measuring デ ー タ と seismic 伝 sowing シ ミ ュ レ ー シ ョ ン の デ ー タ assimilation の を inverse planning process で time 発 show direction さ せ, when the earthquake 発 raw の focal で の wave field を イ メ ー ジ ン グ す る こ と で focal position の と fault メ カ ニ ズ ム を grasp し, long period ground motion to the upward を の measurement 図 る gimmick を open 発 し た. Source イ メ ー ジ ン グ の precision is changed to け に て, optimal grip method に よ る デ ー タ assimilation technique の import と S や, P wave field wave field そ れ ぞ れ の inverse 伝 sowing wave field が 発 に when earthquake focal で 収 beam す る features の use を beg し 検 た. ま た, underground realm を の material, PS variations in wave や SP variations in wave inverse 伝 の sowing に よ り イ メ ー ジ ン グ す る gimmick を open 発 し た こ と で, long period ground motion の generated 伝 sowing シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に necessary と な る underground structure モ デ ル を 観 measuring デ ー タ か ら refinement す る technology を open 発 し た. さ ら に, focal い が shallow earthquake に お い て P wave と S waves の に between ら れ る cycle 5 ー 30 seconds degree の long period wave group (PL) の features と generated elements を, Japanese archipelago に お け る F -.net hiroo 帯 domain 観 measuring デ ー タ と Japan trench に set さ れ た S - net bottom seismometer デ ー タ を with い て し, 従 surveys to か ら know さ て き た surface wave に よ り generated さ れ る long period ground motion に plus え て, P wave to the straight after の い moments earlier に 観 measuring さ れ る PL wave に よ る long period ground motion の two つ に す seaborne る に instant to test to け を た basic research into め た. リ ア ル タ イ ム, even 続 観 measuring デ ー タ を with い た デ ー タ assimilation, be to be prepared on 験 を, Tokyo university intelligence base plate セ ン タ ー と の joint research に よ り Wisteria/BDEC - 01 ス パ コ ン い を in て be し, supercomputing を live か し た earthquake 発 raw か ら の 経 time と 観 measuring デ ー タ obtain に よ る to update の have sharper The sex を indicates た.

项目成果

日本周辺で起きた陸域・海域の浅発地震に見られるPL波とその生成要件ーPL波を用いた津波の即時予測の可能性

日本各地浅层陆地和海洋地震中出现的 PL 波及其产生要求 - 利用 PL 波即时预测海啸的可能性

• 发表时间: 2021
• 作者: Aiko Miyamoto;Mitsuharu Matsumoto;大須賀啓士・古村孝志
• 通讯作者: 大須賀啓士・古村孝志

Data Assimilation‐Based Early Forecasting of Long‐Period Ground Motions for Large Earthquakes Along the Nankai Trough

基于资料同化的南海海槽大地震长周期地震动早期预报

• DOI: 10.1029/2019jb019047
• 发表时间: 2020
• 期刊: Journal of Geophysical Research: Solid Earth
• 作者: Oba Atsuki;Furumura Takashi;Maeda Takuto
• 通讯作者: Maeda Takuto

High-resolution source imaging based on time-reversal wave propagation simulations using assimilated dense seismic records

• DOI: 10.1093/gji/ggaa586
• 发表时间: 2021-01-14
• 期刊: GEOPHYSICAL JOURNAL INTERNATIONAL
• 影响因子: 2.8
• 作者: Furumura, Takashi;Maeda, Takuto
• 通讯作者: Maeda, Takuto

地震波逆伝播計算を用いた大地震の断層すべり即時推定の高解像度化

利用地震波反向传播计算提高大地震期间断层滑移实时估计的分辨率

• 发表时间: 2021
• 作者: Ibadurrahman;Kunihiro Hamada;Yujiro Wada;Jota Nanao;Daisuke Watanabe;and Takahiro Majima;柴田勇吾・古村孝志・前田拓人
• 通讯作者: 柴田勇吾・古村孝志・前田拓人

Passive-source reverse-time migrationに基づく海洋スPassive-source reverse-time migrationに基づく海洋スラブのイメージング数値実験,

基于被动源逆时偏移的海洋板片成像 基于被动源逆时偏移的海洋板片成像数值实验

• 发表时间: 2021
• 作者: Yamasaki Haruhiko;Kishimoto Kohei;Shimada Takumi;Kuroki Tomoyuki;Kang Jinkyu;Kim Dongwook;Yagi Tadao;Okubo Masaaki;古村孝志
• 通讯作者: 古村孝志