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[SSS23-21] 波相論とソリトン
キーワード：波相論, ソリトン, KDV方程式, 非線形波動
1. まえがき筆者は文献1で、地震発生後50秒足らずで1回目の、90秒過ぎに急激な加速度の上下変動が認められ、文献2で示した(図-1)尾池和夫氏の宮城県南部沖のGPS波浪計の記録の、一つ目は“水面にゆっくりした上昇をもたらしたプレート型の地震動であり、二つ目は断層型という海底の急激な上下変動である”と述べた。本論文では、このゆっくりした水面上昇とSolitonを発生させるような急激な水面変動を生じさせる地震波を、Wave Features Theory を用いて簡単に説明する。2. 水面変動形態とWave Features TheoryFrequencyがたとえば3 c/sと20 c/sのSeismic Waveを考える。筆者は直感で3 c/sの地震波は“ゆっくりした水面変動”を、20 c/sの地震波は、“より急激な水面変動”を起こすと考える。したがって、図-1の尾池和夫氏の著書の“緩やかな水面の上昇”と記されている部分の地震波のFrequency は小で、“急激な上昇”とある部分の地震波のFrequencyは大であるはずである。2011年、東日本大震災では、Solitonを発生させたわけである。尾池和夫氏の図で、②～⑦と波の山に番号が打たれていることは、この図の品格を著しく高めていることは、函館での地震学会で述べた通りである。②～⑦は孤立波ソリトン(Break down of Solitary Wave Solitons)の分裂を示しており、後のソリトンの衝突、追い越しを考えさせられるからである。3 c/sと20 c/sの地震波のスペクトル(振動数の大、小の異なる地震波) の山の形(正規分布形) (文献2)のちがいが理解されれば、水面がゆっくり上昇あるいはより急激に上昇するかが理解される。これは、水面変動ばかりでなく、地盤についても、建物についても同様である。構造物の場合には、大きな構造物(長周期構造物)と小さな構造物(短周期構造物)について、文献3、4、5等で述べた。2012.3.11東日本大地震では、壊れなかった建物が翌月4.7の宮城県沖地震で壊れたという建物がかなりあったと聞く。この原因も、地震波のスペクトル形(正規分布形)により、判明すると考える。3. 関東大震災の文学者達の眼 (The eye of Writers under the title “The Great Kanto Earthquake (of 1923))a) 正宗白鳥。「文明の薄弱さ」で“大磯なども東京人の別荘は全て破壊され、トタン屋根の貧弱な家は大抵は倒壊を免れた。田山花袋も「東京震災記」等で同じような記述をしている。b) 竹久夢二。「変災雑記」で、昔の職人の建てた土蔵は所々に残ってゐる。陶磁器も眼で見た全体の感じと、質と量と形の上の釣合のとれたものはびくともしていない。一見してよくないものは倒れたり壊れたりしていゐる。アメリカ仕入れの西洋菓子のような、所謂文化建築は、いち早くぺちゃんこになった。又邪魔物にして、取り壊すとか、埋めるとか、二重橋の空き地にビルディングを建てるとかよくきいたが、上野の森や不忍の池、宮城の濠や芝や愛宕の山がどれだけ火事を防いでくれたかと、次の東京は、「緑の東京」でなくてはと述べている。文献3、4、5等で述べた、阪神大震災での、大きな構造物(長周期構造物)と小さな構造物(短周期構造物)の挙動のちがいについて、ここで述べた文学者達以外も描写記述されている。もしこれらの文学者達に科学的知識があれば、関東大震災直後から、今日の長周期・短周期構造物に対する諸問題の研究がスタートしていたように思われる。4. これからの地震学について (From now on, Seismology)これからの「地震学」は流体力学、特に「波動理論」が大切である。広くは「振動学」となる。構造物は「振動学」、「地盤の液状化」は「波動論」。又今回の2011東日本大震災の津波計算では、Solitonの発生によることから、「非線形波動」つまり「非線形波動とソリトン」、KDV方程式の学問等が必要となる。又NZ地震、浦安などの液状化も、湖のような“波動論”であつかう必要があることは、すでに述べた。参考文献1. 西澤勝 (Masaru Nishizawa)：GPS波浪計のSolitonと2011東日本大震災の地震波との関係 (The Relationship between Soliton in GPS Wave gage and Seismic Wave of 2011 The TOHOKU District Pacific Ocean Earthquake)、JpGU S-SS-33-19 (2013.5.19-24)2. 西澤勝 (Masaru Nishizawa)：地震動によるフーリエスペクトルの山の形(正規分布形)の考察 (Study of Shape of Mountain (Normal Distribution) of Fourier Spectrum of Earthquake Motion), JpGU S-SS30-P12 (2012.5.20-25)3. 西澤勝：阪神大震災の調査結果の感想、第21回日本環境学会講演集、19954. 西澤勝：1995年1月兵庫県南部地震の液状化に伴う免振力についての若干の考察5. 西澤勝：液状化に対する私見とその応用、第37回日本環境学会研究発表会、2011年6月