巨大地震に伴う重力変化と地球の粘弾性構造―重力観測衛星GRACEを用いた研究

大地震引起的重力变化和地球粘弹性结构——利用重力观测卫星GRACE进行的研究

• 批准号: 09J01223
• 负责人: 長谷川 崇
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J01223/
• 关键词: GRACE; 余効滑り; 粘弾性緩和; 地震に伴う重力変化; 2004年スマトラ地震; 粘弾性球対称地球でもDislocation理論; 余効変動; 2004年スマトラ-アンダマン地震; 球体地球dislocation理論

本研究の目的は、重力観測衛星GRACEから得られる地震に伴う重力変化から、断層滑りと地球の粘弾性構造を求めることである。前年度は、地震前後のGRACE及びGPSデータから、余効滑りの時空間発展とマントルの粘性率を同時にインバージョン推定する計算スキームを作成し、2004年スマトラ地震に伴うGRACE及びGPSデータから、マントルの粘性率と余効滑りモデルを求めることに成功した。一方で、用いたGRACEデータの誤差特性から、GRACEデータがM9級の巨大地震にしか応用できないことも示された。そこで、平成23年度は、米国NASAへ出張し、GRACE Level 1Bデータの解析を行った。Level1Bデータは、昨年まで用いたLevel2データよりも低次のプロダクトで、データ処理が複雑な一方、震源地域に適した重力場推定法を選ぶことができるため、重力変化をより高い分解能で得ることができる。申請者は、GRACE Level1Bデータから重力場を求める基本的な計算コードの作成と、それを応用した次期重力観測衛星DECIGO Pathfinderの重力観測の数値シミュレーションを行った。欧米の一部の機関しか保有しないLevel1Bデータの解析手法をこの課題で得たことは、先進的なデータ解析や将来の重力観測衛星の設計を可能とする点で重要性が高い。また、課題実施最終年度として、研究を総括する論文を作成した。GRACEから得られる地震に伴う重力変化は、陸海域両方の地殻変動情報を反映するため、従来の地上観測では捉えられなかった余効変動の全体像をとらえ、GRACEと地上観測データを合わせて解くことで粘弾性緩和と余効滑りのシグナルを分離して求めることができることが明らかとなった。このことは、地球の粘弾性構造や余効滑りの時空間発展の推定に、GRACEデータが有用であることを示した点で、重要な成果となった。

The purpose of this study is to find out the relationship between gravity measurement satellite GRACE and earthquake, gravity transformation, fault slip and viscous structure of the earth. GRACE and GPS data before and after the earthquake were successfully calculated. The error characteristics of GRACE data in a large earthquake of magnitude M9 are shown in the table below. The analysis of GRACE Level 1B was carried out in 2003. Level1B data is used in the middle of the year, Level2 data is used in the middle of the year, and the gravity field estimation method is used in the middle of the year. The applicant shall, GRACE Level1B, calculate the gravity field of the satellite DECIGO Pathfinder and perform the calculation of the gravity field of the satellite DECIGO Pathfinder. The importance of advanced analysis and possible design of future gravity measurement satellites is high. The final year of the project is to prepare a comprehensive paper on the subject. GRACE: Earth's crust motion information The earth's viscous structure and residual slip are estimated to be useful and important.

项目成果

オーストラリアの陸水貯留量の長期変化-GRACE、SG及び、地上陸水データを用いた研究

澳大利亚陆地水储量的长期变化 - 使用 GRACE、SG 和陆地水数据进行的研究

• 发表时间: 2009
• 作者: 長谷川崇;福田洋一;仲江川敏之;田村良明;山本圭香
• 通讯作者: 山本圭香

小型重力波観測衛星DECIGO Pathfinderによる地球重力場観測のシミュレーション

利用小型引力波观测卫星DECIGO Pathfinder模拟地球重力场观测

• 发表时间: 2012
• 作者: R Minegishi;A Takashima;D Kurabayashi;R Kanzaki;後藤高英;R Minegishi;A Takashima;高嶋淳;峯岸諒;長谷川崇
• 通讯作者: 長谷川崇

DPFによる地球重力場観測

使用 DPF 进行地球重力场观测

• 发表时间: 2011
• 作者: R Minegishi;A Takashima;D Kurabayashi;R Kanzaki;後藤高英;R Minegishi;A Takashima;高嶋淳;峯岸諒;長谷川崇;長谷川崇
• 通讯作者: 長谷川崇

小型重力波観測衛星DECIGO Pathfinderによる地球表層流体モニタリングのシミュレーション

利用小型引力波观测卫星DECIGO Pathfinder模拟地表流体监测

• 发表时间: 2011
• 作者: R Minegishi;A Takashima;D Kurabayashi;R Kanzaki;後藤高英;R Minegishi;A Takashima;高嶋淳;峯岸諒;長谷川崇;長谷川崇;長谷川崇
• 通讯作者: 長谷川崇

GRACEデータから得られる2004年スマトラ地震後の余効変動モデルの精度評価

2004年苏门答腊岛地震后GRACE数据后效变形模型的精度评估

• 发表时间: 2010
• 作者: Nagai S;Nannya Y;Takahashi T;Kurokawa M;長谷川崇
• 通讯作者: 長谷川崇