地震波の振動軌跡のモデル化と地下不均質構造推定への応用

地震波振动轨迹建模及其在地下非均质结构估计中的应用

• 批准号: 04J02634
• 负责人: 齊藤 竜彦
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04J02634/
• 关键词: 地震波; 地下不均質構造

地下の不均質構造によって地震波形は崩れ,振動軌跡の乱れや後続波群が励起される.この現象をモデル化し,これを利用した地下の不均質構造推定法を開発することが本研究の目的である.本年度は,振動軌跡の乱れに重要な影響を与える異方性不均質構造を想定し,その中での波動伝播特性を理論的に記述・導出した.(1)地震波エンベロープランダムな地下不均質構造による波の散乱現象によって,震源ではインパルス的であった地震波も,継続時間をもった包絡波形(波形エンベロープ)を形成する.波形エンベロープの理論的合成法として,マルコフ近似を用いた方法がある.従来,この方法は等方なランダム媒質の条件下で定式化されていた.本研究では,2次元の異方性をもつランダム媒質中の理論エンベロープ合成法を定式化した.その結果,地震波が鉛直下方から入射する場合よりも,水平方向伝播へ近いほど,主要動部がくずれ後続波群が発生しやすくなる.これらの現象は,数値シミュレーションでも確認され,定式化の妥当性を確認した.(2)地震波の実効的な伝播速度地震波は高速度域を選択的に通過するため,ランダムな不均質構造中を地震波が通過する場合,速度値を空間平均した値よりも,波の実効的な伝播速度は速くなる.これまで,等方ランダムな地下不均質構造中における実効平均速度の導出法が提案されていたが,異方性をもつランダム不均質構造中の実効平均速度の導出は未完であった.本研究では,異方性をもつ2次元異方性ランダム不均質構造における地震波の実効的な伝播速度を,波動場の前方散乱近似を用いて理論的に導出した.その結果,地震波は鉛直方向よりも水平方向へ速く伝播するといった速度異方性を示し,その異方性の強さは高周波数になるほど大きくなることがわかった.

Underground の heterogeneous structure に よ っ て seismic waveform は れ, vibration track の disorderly れ や after 続 wave group が wound up さ れ る. こ の phenomenon を モ デ ル し, こ れ を using し た underground の heterogeneous structure estimate を open 発 す る こ と が の purpose this study で あ る. This year は, vibration track の れ に important な influence を and え る square difference heterogeneous structure を し scenarios, そ の in で の fluctuations 伝 sowing を theory features に account, export し た. (1) the seismic wave エ ン ベ ロ ー プ ラ ン ダ ム な underground heterogeneous structure に よ る wave の scattered phenomenon に よ っ て, focal で は イ ン パ ル ス of で あ っ も た waves, 継 続 time The を った った envelope waveform (waveform エ エ ベロ プ プ プ)を forms する. Waveform エ ン ベ ロ ー プ の theory of synthesis と し て, マ ル コ フ approximate を with い た method が あ る. Youdaoplaceholder0 then, the <s:1> <s:1> method et al. なラ ダム ダム で formalization されて た た た た under <s:1> medium <s:1> conditions. This study で は, 2 dimensional の square difference を も つ ラ ン ダ ム medium の theory エ ン ベ ロ ー プ synthesis を demean し た. そ の as a result, the seismic wave が straight below か ら incident す る occasions よ り も, horizontal 伝 sowing へ nearly い ほ ど, mainly dynamic が く ず れ after 続 wave group が 発 raw し や す く な る. こ れ ら は の phenomenon, the numerical シ ミ ュ レ ー シ ョ ン で も confirm さ れ, demean の justice を confirm し た. (2) the seismic wave の be sharper な 伝 sowing speed high seismic wave は domain を sentaku に through す る た め, ラ ン ダ ム な heterogeneous structure seismic wave が を through す る occasions, average speed numerical を space し た numerical よ り も, wave の be sharper な 伝 sowing speed は speed く な る. こ れ ま で, such as party ラ ン ダ ム な Underground heterogeneous structure に お け る be sharper average speed の derived method proposed が さ れ て い た が, square difference を も つ ラ ン ダ ム heterogeneous structure of の be sharper average speed の export は unfinished で あ っ た. This study で は, different sex を も つ 2 dimensional square difference ラ ン ダ ム heterogeneous structure に お け る seismic の be sharper な 伝 を seeding rate, approximate を scattered wave field の ahead with い て theory に export し た. そ の as a result, the seismic wave は straight direction よ り も horizontal へ speed く 伝 sowing す る と い っ た speed square difference を し, そ の different party strong sexual の さ は high frequency The number になるほ くなる is large くなる くなる とがわ った った.

项目成果

Synthesis of scalar-wave envelopes in 2-D weakly anisotropic random media by using the Markov approximation

使用马尔可夫近似合成二维弱各向异性随机介质中的标量波包络

• 期刊: Geophysical Journal International (印刷中)
• 作者: T.Saito;H.Sato;M.Ohtake;K.Obara;T.Saito
• 通讯作者: T.Saito

Velocity shift in 2-D anisotropic random media using the Rytov method

使用 Rytov 方法计算二维各向异性随机介质中的速度变化

• 期刊: Geophysical Journal International (印刷中)
• 作者: T.Saito;H.Sato;M.Ohtake;K.Obara;T.Saito;T.Saito
• 通讯作者: T.Saito

Hybrid synthesis of scalar wave envelopes in two-dimensional random media having rich short-wavelength spectra

具有丰富短波谱的二维随机介质中标量波包络的混合合成

• 发表时间: 2005
• 期刊: Journal of Geophysical Research, Solid-Earth 109
• 作者: H.Sato;M.Fehler;T.Saito
• 通讯作者: T.Saito

Unified explanation of envelope broadening and maximum‐amplitude decay of high‐frequency seismograms based on the envelope simulation using the Markov approximation: Forearc side of the volcanic front in northeastern Honshu, Japan

• DOI: 10.1029/2004jb003225
• 发表时间: 2005
• 期刊: Journal of Geophysical Research
• 作者: Tatsuhiko Saito;H. Sato;M. Ohtake;K. Obara