17:15 〜 18:30
[SSS25-P08] 震源パラメータのばらつきを取り入れた広帯域地震動予測と観測記録の再現性
キーワード：地震動予測、震源モデル、ばらつき
強震動予測手法「レシピ」（地震調査委員会, 2009）による特性化震源モデルでは、スケーリング則等に基づく平均的な震源の特徴のモデル化によって震源パラメータを決めている。そのため、レシピに基づいて計算される全国地震動予測地図では、平均的な予測地震動を提示している可能性が高く、破壊開始点の位置やアスペリティ配置設定等も含めて、未知の地震に対する予測としては現状ではまだ十分とは言えないという課題がある。この課題に対処するためには、過去の地震記録の解析により考慮すべき震源パラメータのばらつきの範囲を推定するアプローチ、および、統計的に発生させた多数の震源パラメータの組み合わせからなる震源モデル群を用いた多量の地震動計算によるアプローチが重要であると考えられる。
本研究ではこのようなアプローチへの取りかかりとして、震源パラメータのばらつきを取り入れた震源モデル群を用いて過去の地震に対する「地震動予測」を行い、予測地震動のばらつきと観測記録の再現性を調べる。まずは2000年鳥取県西部地震を対象とし、山田・他(2007)、Yamada et al. (2011)を参考にして、特性化震源モデルを構成するパラメータのうち偶発的ばらつき(aleatory variability)を持つと考えられるパラメータについて、レシピにおける平均的なパラメータ設定からのばらつきを正規分布で表現し、Latin Hypercube Sampling (LHS)によって震源モデル群を作成する。ばらつきを考慮するパラメータは①短周期レベル（地震モーメントの1/3乗との比）、②アスペリティのすべり量（断層全体のすべり量との比）、②破壊伝播速度（震源域媒質のS波速度との比）、④アスペリティ位置、⑤破壊開始点とする。①②③についてはレシピや先行研究を参考にして平均値と標準偏差を設定する。アスペリティと破壊開始点はランダムな位置に設定する。
予備検討として、アスペリティ位置と破壊開始点を固定した上で、短周期レベル、アスペリティのすべり量、破壊伝播速度に平均値または平均値＋標準偏差の値を与えたケースについてそれぞれ震源モデルを作成し、接続周期を1秒とした3次元差分法と統計的グリーン関数法のハイブリッド法で広帯域地震動を計算した。震源距離およそ1 ~ 180 kmの40観測点における工学基盤相当の5%減衰擬似加速度応答スペクトルを用いた指標(Goulet et al. 2015)によって観測記録との比較や計算結果同士の比較を行った。全ての震源パラメータに平均値を設定したケース（基本ケース）による予測地震動は、周期1秒より長周期側で観測記録をやや過大評価、短周期側でやや過小評価する傾向があった。短周期レベルだけを平均＋σとしたケースでは、おおむね周期1秒よりも短周期側では観測点全体で基本ケースと比べて振幅が大きくなった。アスペリティのすべり量だけを平均＋σとしたケースは基本ケースとの差が他のケースと比べて小さかった。破壊伝播速度だけを平均＋σとしたケースでは、基本ケースとの差が観測点によって大きくばらつく傾向が見られた。
今後は、LHSによって全てのパラメータについてばらつきを考慮して生成した100ケース程度の震源モデル群を用いて地震動を計算し、予測地震動のばらつきの評価および観測記録との比較を行う。さらに、多くの過去の地震について同様の解析を行い、予測地震動のばらつきが観測記録の有するばらつきと同程度となるような地震動評価手法を検討することが必要である。
本研究ではこのようなアプローチへの取りかかりとして、震源パラメータのばらつきを取り入れた震源モデル群を用いて過去の地震に対する「地震動予測」を行い、予測地震動のばらつきと観測記録の再現性を調べる。まずは2000年鳥取県西部地震を対象とし、山田・他(2007)、Yamada et al. (2011)を参考にして、特性化震源モデルを構成するパラメータのうち偶発的ばらつき(aleatory variability)を持つと考えられるパラメータについて、レシピにおける平均的なパラメータ設定からのばらつきを正規分布で表現し、Latin Hypercube Sampling (LHS)によって震源モデル群を作成する。ばらつきを考慮するパラメータは①短周期レベル（地震モーメントの1/3乗との比）、②アスペリティのすべり量（断層全体のすべり量との比）、②破壊伝播速度（震源域媒質のS波速度との比）、④アスペリティ位置、⑤破壊開始点とする。①②③についてはレシピや先行研究を参考にして平均値と標準偏差を設定する。アスペリティと破壊開始点はランダムな位置に設定する。
予備検討として、アスペリティ位置と破壊開始点を固定した上で、短周期レベル、アスペリティのすべり量、破壊伝播速度に平均値または平均値＋標準偏差の値を与えたケースについてそれぞれ震源モデルを作成し、接続周期を1秒とした3次元差分法と統計的グリーン関数法のハイブリッド法で広帯域地震動を計算した。震源距離およそ1 ~ 180 kmの40観測点における工学基盤相当の5%減衰擬似加速度応答スペクトルを用いた指標(Goulet et al. 2015)によって観測記録との比較や計算結果同士の比較を行った。全ての震源パラメータに平均値を設定したケース（基本ケース）による予測地震動は、周期1秒より長周期側で観測記録をやや過大評価、短周期側でやや過小評価する傾向があった。短周期レベルだけを平均＋σとしたケースでは、おおむね周期1秒よりも短周期側では観測点全体で基本ケースと比べて振幅が大きくなった。アスペリティのすべり量だけを平均＋σとしたケースは基本ケースとの差が他のケースと比べて小さかった。破壊伝播速度だけを平均＋σとしたケースでは、基本ケースとの差が観測点によって大きくばらつく傾向が見られた。
今後は、LHSによって全てのパラメータについてばらつきを考慮して生成した100ケース程度の震源モデル群を用いて地震動を計算し、予測地震動のばらつきの評価および観測記録との比較を行う。さらに、多くの過去の地震について同様の解析を行い、予測地震動のばらつきが観測記録の有するばらつきと同程度となるような地震動評価手法を検討することが必要である。