11:30 AM - 11:45 AM
[S17-04] Tsunami source model of the 2024 Noto Peninsula earthquake inferred from nonlinear inversion of tsunami waveform and trace height
2024年1月1日に能登半島北部で発生したMｗ7.5の地震に伴い，日本海の広い範囲で津波が観測された．この津波は波源域の周辺で陸域への遡上・浸水を伴い，遡上高は高いところで6 mに達した．この津波については既に波形インバージョンによる波源モデルが提案されているものの，津波痕跡高は考慮されておらず，特に新潟県沿岸での津波高の再現は難しい．本研究では，津波の波形と痕跡高の両方に着目し，これらを同時に再現可能な波源モデルを構築することを目的とする．
ここでは，富山湾外で観測された津波はすべて断層運動により説明できるものと仮定し，断層モデルの形状にはFujii and Satake (2024) のJSPJモデルを用いた．浅海域・陸域では津波の非線形性が無視できないため，非線形インバージョンによりすべり分布を復元した．津波の伝播・遡上は135 mメッシュの地形データ上で非線形長波理論に基づくTUNAMI-N2により解いた．通常，非線形インバージョンでは反復解法が必要になるが，本研究では特異値分解に基づく代理モデル（Tozato et al., 2022）を反復に用いることにより，高速に非線形インバージョンを実施した．代理モデルは，ラテン超方格法で生成した500ケースのランダムなすべり分布による津波数値解析の結果から構築した．非線形インバージョンにあたっては，津波波形と痕跡高それぞれの残差二乗和に重み付けをして加えたものを目的関数として，simulated annealingによって最小化した．津波波形はIOC・NOWPHASによる佐渡・新潟沖・金沢・福井の4地点で記録されたものをフィルタリングして用いた．痕跡高はYuhi et al. (2024) で報告されたもののうち信頼度A・Bのものと，髙清水ほか（2024）で痕跡が直接確認されているものを使用した．
インバージョンの結果，小断層NT3に5 mを越える大きなすべり量が推定された．NT3では，従来の津波インバージョンによるすべり量はごく小さかった．一方，小断層NT4ではNT3に比べ小さい推定値を得た．この断層モデルによる津波数値解析では，インバージョンに使用しなかった検潮所・海象計においても，おおむね良好に津波波形が再現された．本研究で実施したインバージョンの結果は，新潟県沿岸での津波高を再現するにあたり，波源断層東端部（NT3）の活動が重要であることを示す．また，この結果は従来活動しなかったとされてきたF42断層（NT2・NT3）のうちおよそ半分が活動したことを示唆するものであり，今後の地震発生ポテンシャルについて再考を促す可能性がある．
参考文献
Fujii, Y. and Satake, K., 2024, Slip distribution of the 2024 Noto Peninsula earthquake (MJMA 7.6) estimated from tsunami waveforms and GNSS data. Earth Planets Space, 76, 44.
髙清水康博ほか，2024，石川県，富山県，および新潟県における令和6年（2024年）能登半島地震津波の現地調査．津波工学研究報告，41，103–106.
Tozato, K., et al., 2022, Rapid tsunami force prediction by mode-decomposition-based surrogate modeling. Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 22, 1267–1285.
Yuhi, M. et al., 2024, Post-event survey of the 2024 Noto Peninsula earthquake tsunami in Japan. Coastal Eng. J.
ここでは，富山湾外で観測された津波はすべて断層運動により説明できるものと仮定し，断層モデルの形状にはFujii and Satake (2024) のJSPJモデルを用いた．浅海域・陸域では津波の非線形性が無視できないため，非線形インバージョンによりすべり分布を復元した．津波の伝播・遡上は135 mメッシュの地形データ上で非線形長波理論に基づくTUNAMI-N2により解いた．通常，非線形インバージョンでは反復解法が必要になるが，本研究では特異値分解に基づく代理モデル（Tozato et al., 2022）を反復に用いることにより，高速に非線形インバージョンを実施した．代理モデルは，ラテン超方格法で生成した500ケースのランダムなすべり分布による津波数値解析の結果から構築した．非線形インバージョンにあたっては，津波波形と痕跡高それぞれの残差二乗和に重み付けをして加えたものを目的関数として，simulated annealingによって最小化した．津波波形はIOC・NOWPHASによる佐渡・新潟沖・金沢・福井の4地点で記録されたものをフィルタリングして用いた．痕跡高はYuhi et al. (2024) で報告されたもののうち信頼度A・Bのものと，髙清水ほか（2024）で痕跡が直接確認されているものを使用した．
インバージョンの結果，小断層NT3に5 mを越える大きなすべり量が推定された．NT3では，従来の津波インバージョンによるすべり量はごく小さかった．一方，小断層NT4ではNT3に比べ小さい推定値を得た．この断層モデルによる津波数値解析では，インバージョンに使用しなかった検潮所・海象計においても，おおむね良好に津波波形が再現された．本研究で実施したインバージョンの結果は，新潟県沿岸での津波高を再現するにあたり，波源断層東端部（NT3）の活動が重要であることを示す．また，この結果は従来活動しなかったとされてきたF42断層（NT2・NT3）のうちおよそ半分が活動したことを示唆するものであり，今後の地震発生ポテンシャルについて再考を促す可能性がある．
参考文献
Fujii, Y. and Satake, K., 2024, Slip distribution of the 2024 Noto Peninsula earthquake (MJMA 7.6) estimated from tsunami waveforms and GNSS data. Earth Planets Space, 76, 44.
髙清水康博ほか，2024，石川県，富山県，および新潟県における令和6年（2024年）能登半島地震津波の現地調査．津波工学研究報告，41，103–106.
Tozato, K., et al., 2022, Rapid tsunami force prediction by mode-decomposition-based surrogate modeling. Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 22, 1267–1285.
Yuhi, M. et al., 2024, Post-event survey of the 2024 Noto Peninsula earthquake tsunami in Japan. Coastal Eng. J.