超高性能地震観測記録の変分法に基く解析による上部マントルの3次元構造の決定

基于超高性能地震观测记录变分法分析确定上地幔三维结构

• 批准号: 02640300
• 负责人: ゲラ- ロバ-ト
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1990
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1990 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02640300/
• 关键词: 地球内部構造; 地震波形インバ-ジョン

本研究の目的は長周期デジタル地震記録の解析により、地球内部の3次元均質構造を求めることである。本研究の特徴は、従来の研究では初期モデルが球対称モデルに限られていたのに対して、任意不均質初期モデルを使うことが出来る逐次線形波形インバ-ジョン法を解析に用いることである。インバ-ジョンを実行して、精密な地球モデルを得るためには、任意不均質モデルに対して理論波形とその偏微分係数を高精度で求めることが必要である。これまで我々は、変分法によって求めた地球の自由振動の正規モ-ド解の線形結合によってこれらの量を計算していた。今年度の研究で我々は、変分法と同じ精度で理論波形とその偏微分係数を計算できるDirect Solution法及びそのソフトウェアの開発を行った。変分法を用いた方法と比べて、Direct Solution法には、(1)非弾性の効果を安定に取り扱える、(2)計算効率がよい、(3)地球の回転、密度の不均質構造の効果の取り扱いが簡単、という利点がある。Direct Solution法の開発によって、地球内部構造を非弾性の不均質構造も求めることがこれまでより容易になった。今年度の研究で我々は、Direct Solution法を実際の地震波形記録に応用した。今回は周期200〜220秒に相当する周波数帯域で逐次インバ-ジョンを行った。この帯域は深さの200〜300kmの地球内部構造に敏感である。S波の不均質構造を球面調和関数で展開し、展開係数の次数8(水平波長にして5000kmに相当)までの不均質構造を求めた。する。インバ-ジョンの結果は、200kmにおけるS波の速度不均質構造と地球表面にみられるテクトニクスに相関があることを示唆した。今後は、より短波長の不均質構造及び非弾性の不均質構造を求めるパラメタに含めて複数の周波数帯域のデ-タを用いてインバ-ジョンを行うことにより精密な地球モデルを決定する予定である。

The purpose of this study is to analyze the long period seismic records and to find the 3-D homogeneous structure in the earth. The characteristics of this study are: initial phase, spherical phase, limiting phase, initial phase of arbitrary heterogeneity, progressive linear waveform, and analysis of spherical phase. It is necessary to calculate the partial differential coefficient of the theoretical waveform with high precision. This method is used to calculate the amount of free vibration of the earth in the normal linear combination of solutions. This year's research is based on the Direct Solution method and the development of the partial differential coefficient of the theoretical waveform. (1) Non-uniform effect, stability, calculation efficiency, and (3) Earth's rotation, density, and non-uniform structure. The development of Direct Solution method is easy, and the internal structure of the earth is heterogeneous. This year's research shows that Direct Solution method can be used in practical seismic waveform recording. This cycle is 200 ~ 220 seconds, which corresponds to the frequency band of the cycle. This zone is 200 ~ 300km deep and sensitive to the internal structure of the earth. S-wave heterostructure: spherical harmonic coefficient expansion, expansion coefficient 8(horizontal wavelength: 5000km), heterostructure calculationする。The results show that the velocity heterogeneity of S wave at 200km is related to the structure of the earth surface. In the future, the determination of short-wavelength heterogeneous structure and non-homogeneous heterogeneous structure including complex frequency band shall be carried out according to the predetermined conditions.

项目成果

ゲラ-・ロバ-ト,原 辰彦,坪井 誠司&大湊 隆雄: "不均質初期モデルを使った新しい波形インバ-ジョンのアルゴリズム" 日本地震学会 1990年度秋季大会.

Robert Guerra、Tatsuhiko Hara、Seiji Tsuboi 和 Takao Ominato：“使用异构初始模型的新波形反演算法”日本地震学会 1990 年秋季会议。

R.J.Geller,T.Hara & S.Tsuboi: "On the eguivalence of two methods for computing partial derivatives of seismic waveformsーII.Laterally hemogeneous initial model" geophys.J.Int. 102. 499-502 (1990)

R.J.Geller、T.Hara 和 S.Tsuboi：“关于计算地震波形偏导数的两种方法的等效性 - II. 横向同质初始模型” geophys.J.Int. 102. 499-502 (1990)

原 辰彦,坪井 誠司,ゲラ-・ロバ-ト: "新しいアルゴリズムを使った水平方向不均質構造の波形インバ-ジョン" 日本地震学会 1990年度秋季大会.

Tatsuhiko Hara、Seiji Tsuboi、Robert Guerra：“使用新算法对水平异质结构进行波形反演”日本地震学会 1990 年秋季会议。

T.Hara,S.Tsuboi & R.J.Geller: "Inversion for laterally heterogeneous Earth Structure using a laterally heterogeneous starting model prelirainary results" geophys.J.Int.

原T·坪井圣

T.Hara,S.Tsuboi & R.J.Geller: "Iterative waveform inversion for laterally heterogeneous structure using a laterally heterogeneous Starting model" The 1990 Western Pacific geophysics Meeting.

原T·坪井圣