ベイズ推定に基づく断層物理モデリングの新手法の確立、実地震の破壊停止の力学の解明

建立基于贝叶斯估计的断层物理建模新方法并阐明真实地震中破裂停止的动力学

基本信息

批准号：
22KJ1658
负责人：
佐藤大祐
金额：
$ 1.16万
依托单位：
Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology (2023)Kyoto University (2021-2022)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1658/
关键词：
断層摩擦震源インバージョンベイズ推定

项目摘要

本研究は、断層の摩擦応力状態とその合理的空間解像度の同時推定を狙うものである。断層滑りの推定で発展してきたベイズ逆解析手法を断層運動の物理シミュレーションに組み合わせることで、断層面の摩擦状態のみならずデータから推定可能な摩擦状態の解像限界を同時推定することが、本研究の主眼だった。モデルパラメターの解像度を決める超パラメターの推定において事前情報への過剰適合が容易に生じうることを明らかにした研究が、今年度改訂ののち受理された(Sato, Fukahata, & Nozue, 2022)。上記研究成果は主にガウス分布型の尤度と事前分布を用いる(しばしば線形逆問題と呼ばれる)ベイズ推定を対象にした問題提起だったが、同様の困難が非線形逆問題でも生じることを今年度の研究で明らかにした。さらに、この困難を回避するため、特にモンテカルロ計算について新しい計算アルゴリズムも提案している。これらの内容は今年度の地震学会で発表しており、人工測地データを用いた滑りインバージョンで手法の有効性を定量化できた(佐藤及び深畑, 2022）。現在、同研究について投稿論文を準備している。一方、手法開発に大きく時間が割かれ、今年度実施を目指した実データへの適用には至らなかった。来年度の研究で実データへの適用を目指す。本研究課題の成果について、統計数理研究所リスク解析戦略研究センターからセミナー依頼を受けて講演を行った。この他、昨年度受理された海外研究者との共著論文について学会発表を行い、また、能登の群発地震活動に関する観測機器設置に参加した。

这项研究旨在同时估计断层的摩擦应力状态及其理性的空间分辨率。这项研究的重点是结合贝叶斯反向分析方法，该方法在估计断层滑倒与故障运动的物理模拟方面发展，以同时估计断层平面的摩擦状态的分辨率限制，而且还可以从数据中估算的摩擦状态。一项研究表明，在此财政年度修订后，接受了确定模型参数分辨率的超级参数（Sato，Fukahata，＆Nozue，2022年）后，可以轻松地发生过度拟合的先验信息。上面的研究结果主要提出了贝叶斯估计的问题（通常称为线性问题），使用高斯分布的似然和先验），但是今年的研究表明，非线性反问题也会出现类似的困难。此外，为避免这种困难，已经提出了一种新的计算算法，特别是对于蒙特卡洛计算。这些内容是在今年的地震社会中提出的，使用人工地球数据（Sato and Fukahata，2022）使用滑移反转来量化该方法的有效性。目前，我正在准备这项研究的提交文件。另一方面，花费了大量时间来开发方法，并且无法实施今年的数据。我们的目标是将其应用于明年的研究中。当他收到统计数学战略研究中心的请求时，他就该研究主题的结果进行了演讲。此外，他在去年接受了与海外研究人员合着的论文会议，并参加了与Noto集群地震活动有关的观察设备的安装。