[S-SS09] 地震波伝播:理論と応用

[SSS09-14] 日本周辺の台風により励起される脈動に関する研究

*河上 洋輝¹、須田 直樹¹ (1.広島大学)

キーワード：脈動、台風、地震計、海洋波、嵐

地震計記録には間欠的で振幅の大きな地震による振動だけでなく，連続的で振幅の小さな振動も含まれている。その中でも 0.05-0.5 Hz の振動は一般に脈動と呼ばれ，比較的大きな振幅を持つ。脈動は 0.05-0.1 Hz の弱い一次脈動と 0.1-0.5 Hz の強い二次脈動に分類され，前者は海洋波そのものによって，後者は海洋波同志の相互作用によって励起されると考えられている。脈動は主にレイリー波とラブ波から構成されており，脈動のエネルギーは効率よく固体地球を伝播する。大きな海洋波を励起する台風と脈動を結び付けた研究はこれまでにも行われているが，脈動の発生源や励起メカニズムについては十分に明らかになっていない。脈動の震源を特定することは，大気―海洋―固体地球間の相互作用の理解だけでなく，脈動を利用して地球内部構造を推定するためにも重要である。本研究では，日本列島に接近した台風によって励起された一次脈動の震源を推定した。

地震波のデータには F-net 広帯域地震計の記録を使用した。その際，全72観測点の1パーセンタイルパワースペクトルを作成し，観測点分布を考慮して静穏な20観測点を選択した。台風の情報は気象庁の「過去の台風資料」を参照した。今回は2019年と2020年に最大風速33 m/s 以上で日本列島に接近した FRANCISCO (台風番号 1908), KROSA (同1910), FAXAI (同1915), HAGIBIS (同1919), HAISHEN (同2010), CHAN-HOM (同2014)の６つの台風について，接近時の地震計記録を解析した。

本研究では，南シナ海を通過した台風による脈動の震源を求めた Park & Hong (2020) の方法と同様に，レイリー波を用いて震源を推定した。この方法では，レイリー波の変位波形の水平成分が上下動成分に対して時間軸の負の方向に位相が??⁄2シフトしていることを用いる。ある方位に回転させた水平成分と，位相を時間軸の負の方向に??⁄2シフトさせた上下動成分との相互相関係数が最も高いとき，その方位に震源がある。今回は地表面に0.1 度間隔で震源グリッドを配置し，それらに対して相互相関係数の観測点平均を計算することで台風の接近期間における脈動の震源分布を推定した。特に相関係数の高い地域を震源エリアとして定義した。

その結果，いずれの台風においても接近に伴って一次脈動の周波数帯(0.08Hz～0.1Hz)の地震波エネルギーが大きく励起されており，主な震源エリアは台風の暴風域とほぼ同じであることが分かった。しかし，HAGIBIS, FAXAI, HAISHEN, CHAN-HOM の４つの台風では，日本列島への接近後は台風の進行にかかわらず震源エリアが停滞することが示された。停滞していた地域における海洋波と停滞時の脈動の振幅には強い相関があった。震源エリアの停滞していた地域の海底は凸な地形によって挟まれており，それによって台風通過後も脈動が効率よく励起された可能性が考えられる。