高密度地震観測データ解析に基づく、伝播・増幅特性の定量化と強震動予測の応用

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本研究の目的は、大地震による強い揺れ(強震動)予測のための重要な要素の一つである表層地盤のS波増幅特性について、コーダ波を用いた「コーダ規格化法」解析から大地震の前後の時間変化を明らかにすることである。本研究では、まずコーダ波の増幅特性と、強震動を引き起こすS波の増幅特性が同じであることを確認するために、二つの地震波を用いて調査し、地震波増幅特性の比較を行ったところ、1-10Hzの間で両者はよく対応することを確認した。そこで、Takemoto et al.(2012)の手法を用いて、2011年東北地方太平洋沖地震の余震の観測データを用いて観測点毎に地表付近の表層付近のS波増幅特性とその時間変化を、地震前のデータと地震後2～3週間の二つのデータセットを用いた解析から推定した。この期間に起きた5個の地震を選び、東北地方の76点のK-NET観測点データと9点のKiK-net観測点のデータを用いて、インバージョン解析により周波数0.5-8Hzのサイト増幅特性を詳細に解析した。推定された地表付近のS波増幅特性を本震前(Takemoto et al., 2012)と比較したところ、S波増幅係数が全ての周波数帯で本震前の0.6倍-1.4倍の範囲で変化している可能性が明らかになった。しかしながら、本震前後における表層付近の地震波増幅特性の変化の大小はランダムな分布となり、強い揺れにより地盤が変化したと期待される軟弱地盤や変化が起きないと考えられる硬質岩盤などとの地質的な関係は確認できなかった。また、求められた地震波増幅特性の変化は異なるデータセットを用いた場合の地震波増幅特性とのバラツキと同程度であった。このことから、本震前と本震後のサイト増幅特性の変化は、あったとしても解析誤差より小さい程度のものであったと結論づけられた。また、本震によって表層付近の地震波増幅特性が変化していたとしても、地震から2-3か月以内にもとに戻っていた可能性も残る。以上の成果は、日本地球惑星科学連合大会および日本地震学会秋季大会で発表した。