[S-TT42] 光ファイバーセンシング技術と分析による地球科学の発展

[STT42-P07] 東南海沖ケーブルDAS観測におけるノイズレベルの調査

*吉田 康宏¹、田中 昌之¹ (1.気象研究所)

キーワード：DAS、ノイズレベル

気象研究所では、気象庁が静岡県御前崎市沖合の南海トラフ沿いに敷設している東南海沖光海底ケーブルのダークファイバを使ってDAS観測を行っている。このケーブルは2022年に御前崎沖約４km付近でケーブルが損傷するトラブルがあったが、2024年の春に復旧した。気象研では2024年9月から改めて東南海沖光海底ケーブルのDAS観測を再開した。その結果、御前崎の局舎から77km先までのDAS記録を連続で収録することができるようになった。DAS記録は空間的に高密度で波形を取得するという利点はあるが、地震計と比べるとダイナミックレンジが低い、設置環境が良くない場合が多く地面とのカップリングが不明である、１つの成分（ケーブル方向の線ひずみ）しか計測できない、などの欠点がある。特に海底ケーブルでは、設置環境を直に観察することは困難であり、ノイズレベルの検証が重要となってくる。そこで、本講演では東南海ケーブルで行っているDAS観測のノイズレベルを調査した結果を発表する。

ノイズレベルをひずみ速度の振幅スペクトルにより評価した。DAS各チャンネルのデータを5分毎に切り出し、昼夜など時間によるノイズレベルの影響が小さくなるように１日間の平均振幅スペクトルを計算した。その結果、水深が約100mより浅い場所では周期10秒付近の振幅が大きくなっており、波浪ノイズが大きく出ていることがわかる。水深が深くなるにつれて周期10秒あたりのノイズ振幅は小さくなり、周期数秒の振幅が増加していくと共に、全体の振幅レベルが増加していく。全体の振幅レベルが増加するのは、反射点までの距離が伸びるためにレーザー光が減衰しSN比が小さくなったためと思われる。次に、近接チャネル間のスタッキングを行うことで、ノイズレベルが減少するかを検証した。レーザーの光源から遠いチャネルや高周波ではスタッキングを行うことで振幅レベルは減少することがわかったが、それ以外では減少せず、チャネル間で相関のあるノイズが卓越していることが示唆される。また、ゲージ長で振幅スペクトルが変化するかどうかを確かめるため、２つのゲージ長（約19mと約39m）で観測を行い、ノイズレベルの比較を行った。また、ケーブル上の東南海５OBSの記録との比較や、DAS観測によってどのような地震波形が得られたかについても紹介する。