[S-CG72] [EJ] 地震動・地殻変動・津波データの即時把握・即時解析・即時予測

[SCG72-P01] フーリエひずみ解析による地震の即時規模推定

*大久保 慎人¹、太田 雄策²、板場 智史³ (1.高知大学 教育研究部自然科学系理学部門、2.東北大学大学院理学研究科附属地震・噴火予知研究観測センター、3.産業技術総合研究所　活断層・火山研究部門)

キーワード：フーリエひずみ解析、地震モーメント、多成分ボアホール歪計

Ohta et al. (2012) による GNSS を用いた震源断層即時推定の防災への利用が始まっている．自然科学分野の観測記録を，防災へと応用するためには，情報の確度を高めることが重要であり，そのためには多くの，異なる観測量を多角的に利用した解析結果を用いることが重要である．本研究では GNSS と同様に地殻変動を対象とした観測機器であり，より高い周波数帯域まで機器応答が期待できるひずみ計で得られた記録を用い，ひずみ地震動としての波動伝播を対象とした解析を行うことで，地震規模推定の精度向上に寄与する手法の開発行う．
ひずみ計では GNSS 観測で得られる地表変位ではなく，その空間微分である変形を観測する．複雑な解析を施すことによって地表変位を得る GNSS とは異なり，ひずみ計の原理は単純で，容易に観測周波数帯域を高周波成分まで拡張することができる．その高い周波数帯域まで伸びる応答特性を生かし，巨大地震の震源過程把握のためのひずみ地震動解析が行われている（大久保・他, 2007; JpGU，大久保, 2007; SSJ）．2004 年以降に設置されたボアホール歪計では機器の故障に対応するため，観測成分に冗長性を持たされている場合もある．一般に，平面歪の解析には同一面内に 3 成分の観測量が必要であるが，水平 4 成分以上を有する観測点を解析対象にすることで，主ひずみ方位，振幅を，観測誤差を含む形で評価できる（大久保, 2005; SSJ）．また，ひずみ変動量は周波数成分ごとに独立であるため，ひずみ解析を周波数領域においても適用することが可能である (Okubo, 2007; SSJ) ．周波数領域でのひずみ解析（Fourier Strain Analysis; FSA）では，震源過程解析には含まれて欲しくない超長周期成分の分離や観測点近傍の擾乱の影響評価を行うことができる．ひずみは空間分布であるため，降雨応答や地下水位変化といった観測地点に強く依存する変動に影響を受けるが，これらの影響も遠方での地震の影響と分離が可能である．
本手法では，FSA によって分離した，震源の影響強く含む周波数成分を時系列変動として再合成することで，地震の震源時間関数（モーメント解放の時間発展）を求め，地震規模（スカラーモーメント）の推定に利用する．解析には，産業技術総合研究所のボアホールひずみ計で得られた水平 4 成分記録を利用した．観測記録に FSA 手法を適用し，主ひずみ振幅がナイキスト周波数付近のひずみ振幅の 10 倍，主ひずみ方位推定誤差 5º 以内の基準を設け，震源から放出されたひずみ地震動成分を検出した．分離した最大 50 周波数のひずみ地震動スペクトルから，震源時間関数を合成し，地震のスカラーモーメントを推定した．発表では，複数の地震に対しての適用事例を交え，本手法の有効性について議論する．

本研究は JSPS 科研費 JP15H03713 の助成を受け実施しました．