[H-DS11] 津波とその予測

[HDS11-P09] 非線形ジョイントインバージョン法に基づく1946年昭和南海地震の波源断層モデル推定

*上谷 政人¹、馬場 俊孝² (1.徳島大学大学院創成科学研究科、2.徳島大学大学院社会産業理工学研究部)

キーワード：津波、非線形インバージョン、ジョイントインバージョン、Levenberg-Marquardt法

本研究では，津波の遡上計算を考慮した新たな非線形インバージョン法を開発し，昭和南海地震を対象として，波源断層モデルを推定した．津波計算は非線形長波式を用い，18秒，6秒，2秒の格子間隔を持つ地形データで3層ネスティングを組み，計算時間を3時間，時間ステップ幅を0.1秒とした．津波励起では海底斜面の水平変位による津波励起とKajiuraフィルターを考慮した．大型計算機で非線形長波式による津波の伝番・遡上を含めた数値計算を繰り返し行い，イタレーションごとに理論値と観測値の残差から，Levenberg-Marquardt法(Levenberg 1944; Marquardt 1963)ですべり量の修正量を求めることで，断層パラメータのすべり量を逐次修正した．観測データとして津波痕跡高データを利用した．断層の初期モデルとして安中ほか(2003)で提案された1946年昭和南海地震の断層モデルを8枚の小断層に分割したものを利用した．
本研究では津波痕跡高のみを用いたインバージョン（モデル1）と，津波波形と地殻変動を加えた3種類の観測データによるジョイントインバージョン（モデル2）を実施した．津波痕跡高は東北大学津波痕跡データベースで公開されている信頼度Aの海面基準で整理されたデータに対して，津波痕跡高が0.5m以上かつ汀線から100m以内を満たす122の津波痕跡高を利用した．津波波形は細島，宇和島，堺，師崎，福江，内浦，伊東の7箇所の検潮所における観測データを地震発生時以降の1分間隔の津波波形を3時間分使用した．地殻変動データに関しては，Murotani et al. (2015)で使用された49地点における地殻変動データを使用した．モデル２の3つの異なるデータ間の重みは，地殻変動，津波波形，津波痕跡高の残差二乗和の比率がそれぞれ1:2:20となる様にイタレーションごとに重みを調整した．
津波痕跡高の再現精度はモデル1のK-κ，残差平方和は0.99-1.26，43.8㎡，モデル2では0.96-1.39，82.0㎡であり，2つのモデル共に良好な再現精度を示す基準値(0.95＜K＜1.05，κ＜1.45)を満たしていた．しかしながら，地殻変動の再現性には違いが見られモデル２のほうがよく観測データを説明した．得られたすべり分布から，剛性率を50GPaと仮定して地震モーメント，モーメントマグニチュードを推定すると，モデル１で6.02×10²¹Nm，8.45であり，モデル2は5.38×10²¹Nm，8.42であった．モデル1は四国沖から紀伊水道沖にかけて大きなすべりが見られ，四国沖の最大すべり量は7.16mであった．これに対して，モデル2はBaba et al. (2002)の断層モデルとすべり量分布が類似していたものの，震源付近に7.18mの最大すべりが見られた点がBabaモデルと異なっていた．