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Extraction of wave propagation characteristics from spatial continuity of seismic and tsunami wavefields

从地震和海啸波场的空间连续性中提取波传播特征

基本信息

批准号：
19K04006
负责人：
前田拓人
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Hirosaki University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

アジョイント方程式に基づく地震・津波波動の表現について，さらなる進展があった．まず，SH波おおよび線形長波津波を表すスカラー波波動方程式に関し，津波を意識した波源・観測点レイアウトに基づいて波動場再構築の数値実験を実施した．この方法では，仮定あるいは推定された状態を初期条件とする前方予測シミュレーションと，アジョイント方程式に基づく時間反転シミュレーションの繰り返し（イタレーション）により初期状態を逐次的に推定するものである．あえて観測網は波源から偏らせた分布にすると，初期状態の推定には観測から拘束できないことに起因する空間的な染み出しが発生する．また，収束までには順方向と逆方向に数百のイタレーションが必要であった．この知見をもとに，この方法を即時予測に適合させるため，解析時間窓をアジョイント方程式を解くたびに時間方向に漸増させていくことにより，ある時間ステップに対しては一定以上の回数のイタレーションを維持しつつも逐次的に現在状態の推定が行える，というものである．本年度は比較的単純なレイアウトにおいてこの新手法の有効性を確認し，また地表でしか観測ができない地震動の波動場初期状態再構築の数値実験にも着手した．他方で，これまでスカラー波動方程式に対して導出されていたアジョイント方程式の導出方法を再検討し，波動現象を記述する時間発展型の偏微分方程式に幅広く適用できるアジョイント方程式の導出レシピを作成できた．これに基づき，地震波動を表現する弾性体運動方程式の波動場初期状態を推定するためのアジョイント方程式の導出に成功した．地震動については構造不均質（構造の接道）に対するアジョイント方程式が広く用いられているが，波動場そのものについての導出はおそらく初めての成果である．

The basic equation of seismic wave ratio is derived from the equation of seismic wave ratio. The equation for the wave ratio of SH wave and linear long wave is related to the realization of the wave source, measurement point and fundamental value reconstruction of the ratio field. This method determines the initial condition of the initial state. The initial state of the network is estimated by the source of the wave. It's necessary to have a few hundred pairs of shoes in the opposite direction. The method of real-time prediction is suitable for solving the equation of time and direction gradually. The method of real-time prediction is suitable for solving the equation of time and direction gradually. This year, the effectiveness of the new method was confirmed, and the initial state of the fluctuation field of the ground vibration was reconstructed. In other words, the ratio equation of the ratio is derived from the equation of the ratio. The method of deriving the ratio equation is discussed again. The ratio phenomenon is described. The partial differential equation of the time evolution type is applied to the amplitude. The equation of motion of the body is derived successfully from the initial state of the ratio field of the seismic ratio. The earth vibration is caused by structural heterogeneity (structural connection), and the equation of the vibration field is used in the calculation of the vibration field.