[S-CG45] 海洋底地球科学

[SCG45-P17] マルチチャンネル特異スペクトル解析を用いた海底圧力計データからの海洋変動成分の除去

*清水 健太¹、佐藤 利典¹、村田 耕一¹、碓氷 典久²、塩原 肇³、山田 知朗⁴、篠原 雅尚³ (1.千葉大・理、2.気象研、3.東大・地震研、4.気象庁)

キーワード：マルチチャンネル特異スペクトル解析、海底圧力計、海洋変動モデル

１．はじめに
海底圧力計（OBP）は、海底の上下変動を連続的に観測でき、スロースリップなどのゆっくりした変動を捉えることにも有効である。しかし、OBPの観測データには、地殻変動以外に、海洋潮汐、海洋変動、機器の永年変化（ドリフト）などが記録されていて、これらを適切に取り除く必要がある。これまで海洋変動の除去のために、近接する複数の観測点の平均を差し引く方法(e.g. Suzuki et al. 2016) や、陸上GNSSで用いられるパラメトリックモデルをフィッティングする方法（Sato et al. 2017）、海洋データを同化した海洋変動モデルを差し引く方法 (e.g. Inazu et al. 2012) などが提案されている。本研究では、観測データと海洋変動モデルをマルチチャンネル特異スペクトル解析を用いて成分に分解し、相関のよい成分のみを用いて観測データから海洋変動を取り除くという方法を試みる。これにより海洋変動モデルの不完全さを取り除き、より観測データから地殻変動を取り出しやすくなると考えられる。

２．方法
解析に使用した海洋変動モデルは、北西太平洋海洋長期再解析データセット「FORA-WNP30」(Usui et al. 2017)である。OBPデータは2013年から2015年に房総沖スロースリップ域で観測したデータを使用した。
OBPデータからは、潮汐モデル「Baytap08」(Tamura et al. 1991)を用いて潮汐成分を取り除き、直線フィットでトレンドを取り除いた。潮汐とトレンドを除いたデータと海洋変動モデルを用いてマルチチャンネル特異スペクトル解析を行い、成分ごとにデータとモデルの相関を出し、相関の良い成分のみを用いて海洋変動モデルを再合成し、これを潮汐とトレンドを除いたデータから差し引いた。

３．結果
解析の結果、潮汐とトレンドを除いたデータから再合成した海洋変動モデルを差し引いたデータは、変動の標準偏差が約1.0 hPaとなった。単純に海洋変動モデルをそのまま差し引いた場合の標準偏差は約1.6 hPaであり、本研究の方法によって海洋変動がよりよく除けている可能性がある。
再合成した海洋変動モデルを差し引いたデータに、1年と半年周期、スロースリップによる変動を入れたパラメトリックモデルをフィッティングすると、残差の標準偏差は約0.8 hPaとなった。

謝辞
本研究の遂行にあたり、海洋研究開発機構の観測調査船「白鳳丸」、「なつしま」を使用させて頂きました。両船長以下、乗組員の方々に感謝します。本研究は文部科学省の「災害の軽減に貢献するための地震火山観測研究計画」の支援および科研費(25287109) の補助を受けました。