海溝型巨弾地震による高精度地震動予測と地震早期警報に関する研究

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将来発生する南海トラフの地震の長周期地震動評価の高度化を目的として，観測点間グリーン関数を構築するため，海底地震計DONETと本州紀伊半島の地震計Hi-netの記録に地震波干渉法を適用した．相互相関関数はゼロ時刻を基準として対称となることが理想的であるが，実際は対称にはなっていない．地震波干渉法においては，信号の震動源が２観測点に対して周辺に均一に分布していることが対称性には必要である一方，本研究で狙いとしている周期数秒程度の震動源は，波浪起源であると考えられるため，陸と海域の観測点ペアに対しては震動源の分布は均一でないことに加えて時空間的に変動しているためと考えられた．それは，１年間のデータを１ヶ月毎に分けて確認したところ，季節によってその非対称性が強い場合とそれほどでもない場合が見られたという分析結果による．このような特徴を持つデータをそのままスタッキングしても信頼に足りる観測点間グリーン関数を構築することができないばかりか，結果をミスリードする可能性が高いと考えられる．我々は，この個々の期間の相互相関関数に対して主成分分析を行い，いくつかの特徴をもったグループに分けるとともに，より似通った相互相関関数をスタッキングすることを，深層学習の方法を適用することで分離し，信頼できる観測点間グリーン関数を得る方法を実施した．これにより，従来の一様スタック法に比して，真に近い観測点間グリーン関数を得ることができるようになった．この方法の有用性は，得られた観測点間グリーン関数によって，2016年4月1日に海底地震計観測網直下で起きた熊野灘の地震の，本州紀伊半島の観測点記録の再現性を示すことで確認された．この成果はJGRで公表された．