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測地データと物理モデルを融合した断層摩擦特性の推定手法の構築

开发一种结合大地测量数据和物理模型来估计断层摩擦特征的方法

基本信息

批准号：
18K03776
负责人：
福田淳一
金额：
$ 2.83万
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 (C)
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

測地学的に観測される余効変動は主に断層における余効すべりとマントルの粘弾性応力緩和の寄与の和であると考えられている。従って、余効変動の観測データに基づき、断層の摩擦特性やマントルのレオロジーを明らかにすることができると考えられる。本研究では、応力によって駆動される余効すべりと粘弾性緩和の物理モデルを用いて、断層の摩擦構成則のパラメータやマントルのレオロジーのパラメータの空間分布を測地データに基づいて推定する手法の構築を行っている。パラメータの最適値のみならず、その不確実性を明らかにするために、本研究ではパラメータ推定の逆問題をベイズ的に定式化し、パラメータの事後確率分布を推定することを目指している。しかし、パラメータの空間分布を推定する問題では、未知パラメータ数が非常に多くなるため、事後確率分布推定は計算コストが非常に高く困難である。事後確率分布を現実的な計算コストで推定するために、iterative ensemble smootherに基づく近似推定手法を開発した。この手法では、事前確率分布からサンプルを観測データとモデル計算結果に基づいて反復的に更新し、最終的に事後確率分布を近似するガウス分布からのサンプルを得る。この手法の性能を評価するために、モデルを用いて人工的なGNSS時系列データを作成し、このデータからモデルのパラメータ（断層の摩擦構成則のパラメータ、マントルのレオロジーのパラメータ、地震時の応力変化等の空間分布）の事後確率分布を推定した。その結果、推定された事後確率分布の平均が真値を良く再現できることを確認した。また、地震時の応力変化が大きい場所でパラメータの不確実性（事後確率分布の標準偏差）が小さいという妥当な結果が得られた。

Geodetic survey of residual motion of the main fault, residual motion of the main fault, residual motion of the main fault, The friction characteristics of the fault and the residual motion of the fault are discussed. This study aims to construct a method for estimating the spatial distribution of the residual force, viscosity relaxation and friction composition of faults. In this study, the inverse problem of the estimation of the optimal value of the parameter is formulated, and the posterior accuracy distribution of the parameter is estimated. The problem of estimating spatial distribution of data is very difficult. In order to estimate the posterior probability distribution based on actual calculations, a basic approximate estimation method for iterative ensemble smoother was developed. This method is based on the iterative update of the prior accuracy distribution and the approximation of the final posterior accuracy distribution. The performance evaluation of this method is based on the estimation of the posterior accuracy distribution of the artificial GNSS time series data, the data and the spatial distribution of the seismic force. The average of the results, estimates, and post-event accuracy distributions is true. For example, the variation of seismic forces in large areas, the uncertainty of post-event probability distribution, and the accuracy of results.

项目成果

期刊论文数量（7）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Variability of the space-time evolution of slow slip events off the Boso Peninsula, central Japan, from 1996 to 2018

1996年至2018年日本中部房总半岛慢滑移事件时空演化变化

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
Sano;T.;M. L. G.;Tejada C. R. Neal;M. Coffin;M. Nakanishi;P. J. Michael;J. Geldmacher;T. Hanyu;S. Miura;C. Timm A. A. P. Koppers;D. Suetsugu;T. Tonegawa;A. Ishikawa;K. Shimizu;and P. Castillo;J. Fukuda
通讯作者：
J. Fukuda

Bayesian inversion for spatially variable fault frictional properties and mantle rheology using postseismic geodetic measurements

使用震后大地测量测量空间可变断层摩擦特性和地幔流变学的贝叶斯反演

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Maria Luisa Garcia Tejada; Takashi Sano Takashi;Takeshi Hanyu; Anthony Koppers; Maso Nakanishi;Akira Ishikawa;Takashi. Miyazaki; Kenichiro Tani; Shoka Shimizu;Qing Changm;and Bogdan Vaglarov;J. Fukuda and S. Barbot
通讯作者：
J. Fukuda and S. Barbot

Bayesian inverse modeling of postseismic deformation following the 2011 Tohoku-oki earthquake using mechanically coupled models of coseismic slip, stress-driven afterslip, and viscoelastic relaxation

使用同震滑移、应力驱动后滑移和粘弹性松弛的机械耦合模型对 2011 年东北冲地震后的震后变形进行贝叶斯逆建模