11:00 〜 13:00
[SVC31-P07] Relative Hypocenter Determination of Volcanic earthquakes at Mt. Azuma using DAS System
キーワード：DAS、相対震源決定、火山性地震
はじめに
火山性地震は，火山体内部の断層運動や，マグマ・熱水の挙動により励起されると考えられる．しかし，火山性地震の地震波形は位相が明瞭でない場合が多く，一般的に利用されているP波・S波の到達時刻を利用する震源決定法を用いることができない場合も少なくない．最近，DASを用いた超高密度な観測データを利用することによって，震源決定を行なった研究も報告されている(e.g. Nishimura et al., 2021) ．そこで，本研究では，より精度を高める目的で，吾妻山で発生した火山性地震に対して，地震波の着信時刻差と振幅比を用いた相対震源決定を行なったので，その結果を報告する．
データ
吾妻山の磐梯吾妻スカイライン沿いに敷設された長さ14[km]の光ファイバーケーブルとDASによって記録された観測データを用いた．観測期間は2019年7月4日から25日の3週間である．サンプリング周波数は1000[Hz]，測定間隔は10.2[m]，ゲージ長は40.8[m]である．基準となる地震として7月4日に発生した地震を用いた（以下，参照イベント）．この参照イベントに対してNishimura et al. (2021)で震源が決められている6つの地震を解析した（以下，解析イベント）．
手法
それぞれのイベントに対して，光ケーブル上の任意の2つの測定点の波形の着信時間差を用いる．ここで，2つの測定点は30.6, 40.8, 51.0, 61.2, 71.4[m]の間隔で選び，クロススペクトル法によって2-6Hzの地震波の着信時刻差を読み取る．参照イベントと解析イベントのそれぞれで得られる各測定点ペアの着信時刻差について，さらにその差を読み取る．この差は，地震波の発震時刻がキャンセルされ，参照イベントと解析イベントの相対位置の1次関数で表すことができる．振幅比を用いる相対震源決定では，参照イベントと解析イベントの最大振幅の比の対数は，参照イベントと解析イベントの震源振幅比の対数と相対位置の1次関数で表現できる(Ogiso and Yomogida., 2021) ．それぞれの相対震源決定法をハイパーパラメータによって結合させ最小二乗法で解く．異なるハイパーパラメータで最小二乗法を適用し，誤差が最も小さくなるものを最適解とした．
結果
それぞれのイベントに対して，光ケーブル上の任意の2つの測定点の波形の着信時刻差を用いる．ここで，2つの測定点は30.6, 40.8, 51.0, 61.2, 71.4[m]の間隔で選び，クロススペクトル法によって2-6Hzの地震波の着信時刻差を読み取る．参照イベントと解析イベントのそれぞれで得られる各測定点ペアの着信時刻差について，さらにその差を読み取る．この差は，地震波の発震時刻がキャンセルされ，参照イベントと解析イベントの相対位置の1次関数で表すことができる．振幅比を用いる相対震源決定では，参照イベントと解析イベントの最大振幅の比の対数は，参照イベントと解析イベントの震源振幅比の対数と相対位置の1次関数で表現できる(Ogiso and Yomogida 2021) ．それぞれの相対震源決定法をハイパーパラメータによって結合させ最小二乗法で解く．異なるハイパーパラメータで最小二乗法を適用し，誤差が最も小さくなるものを最適解とした．
謝辞
本研究では，国土交通省管轄の光ファイバーケーブルを利用したDASデータを使用させていただきました．記して感謝申し上げます．
火山性地震は，火山体内部の断層運動や，マグマ・熱水の挙動により励起されると考えられる．しかし，火山性地震の地震波形は位相が明瞭でない場合が多く，一般的に利用されているP波・S波の到達時刻を利用する震源決定法を用いることができない場合も少なくない．最近，DASを用いた超高密度な観測データを利用することによって，震源決定を行なった研究も報告されている(e.g. Nishimura et al., 2021) ．そこで，本研究では，より精度を高める目的で，吾妻山で発生した火山性地震に対して，地震波の着信時刻差と振幅比を用いた相対震源決定を行なったので，その結果を報告する．
データ
吾妻山の磐梯吾妻スカイライン沿いに敷設された長さ14[km]の光ファイバーケーブルとDASによって記録された観測データを用いた．観測期間は2019年7月4日から25日の3週間である．サンプリング周波数は1000[Hz]，測定間隔は10.2[m]，ゲージ長は40.8[m]である．基準となる地震として7月4日に発生した地震を用いた（以下，参照イベント）．この参照イベントに対してNishimura et al. (2021)で震源が決められている6つの地震を解析した（以下，解析イベント）．
手法
それぞれのイベントに対して，光ケーブル上の任意の2つの測定点の波形の着信時間差を用いる．ここで，2つの測定点は30.6, 40.8, 51.0, 61.2, 71.4[m]の間隔で選び，クロススペクトル法によって2-6Hzの地震波の着信時刻差を読み取る．参照イベントと解析イベントのそれぞれで得られる各測定点ペアの着信時刻差について，さらにその差を読み取る．この差は，地震波の発震時刻がキャンセルされ，参照イベントと解析イベントの相対位置の1次関数で表すことができる．振幅比を用いる相対震源決定では，参照イベントと解析イベントの最大振幅の比の対数は，参照イベントと解析イベントの震源振幅比の対数と相対位置の1次関数で表現できる(Ogiso and Yomogida., 2021) ．それぞれの相対震源決定法をハイパーパラメータによって結合させ最小二乗法で解く．異なるハイパーパラメータで最小二乗法を適用し，誤差が最も小さくなるものを最適解とした．
結果
それぞれのイベントに対して，光ケーブル上の任意の2つの測定点の波形の着信時刻差を用いる．ここで，2つの測定点は30.6, 40.8, 51.0, 61.2, 71.4[m]の間隔で選び，クロススペクトル法によって2-6Hzの地震波の着信時刻差を読み取る．参照イベントと解析イベントのそれぞれで得られる各測定点ペアの着信時刻差について，さらにその差を読み取る．この差は，地震波の発震時刻がキャンセルされ，参照イベントと解析イベントの相対位置の1次関数で表すことができる．振幅比を用いる相対震源決定では，参照イベントと解析イベントの最大振幅の比の対数は，参照イベントと解析イベントの震源振幅比の対数と相対位置の1次関数で表現できる(Ogiso and Yomogida 2021) ．それぞれの相対震源決定法をハイパーパラメータによって結合させ最小二乗法で解く．異なるハイパーパラメータで最小二乗法を適用し，誤差が最も小さくなるものを最適解とした．
謝辞
本研究では，国土交通省管轄の光ファイバーケーブルを利用したDASデータを使用させていただきました．記して感謝申し上げます．