Development of point process models and prediction methods for non-stationary seismic activity

非平稳地震活动点过程模型和预测方法的开发

基本信息

批准号：
20K11722
负责人：
野村俊一
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Waseda University (2021-2022)The Institute of Statistical Mathematics (2020)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

Nomura et al. (2017, Geophysical Journal International)にて開発した小～中規模の繰り返し地震活動に基づいてプレート間準静的滑り速度をB-スプライン関数で推定する非定常更新過程モデルの改良を行った．改良モデルでは，滑り速度の代わりに相対的な応力蓄積率の時空間変化を時間域の自然3次スプライン関数と空間域の薄板スプライン関数とのテンソル積で表現した上でベイズ事後確率最大化により推定している．さらに，正規近似した事後分布からの各サンプルについてスプライン関数を将来に渡って補外して応力蓄積率の将来推移を短期的に予測することで，繰り返し地震の将来発生時期に対するベイズ予測分布を算出し，そこから将来の一定期間における地震発生確率を評価することができる．提案手法を東北地方太平洋沖のプレート境界付近に点在する小～中規模の繰り返し地震群の2014～2020年の発生データへと適用し，2020年中の四半期毎の繰り返し地震発生確率を評価した上で発生実績との比較検証を行った結果，ポアソン過程に比べて十分に高い予測性能が示された．一方，繰り返し地震発生確率の値が四半期毎に安定せずに大きくばらついてしまう課題も残った．また，野村・田中(2020)にて開発した大地震による余震誘発効果を考慮した中規模繰り返し地震予測の非定常更新過程モデルについて，東北地方太平洋沖のプレート境界付近に分布するマグニチュード5前後の6つの中規模繰り返し地震系列へと適用し，2023年1月1日からの1年間および3年間における系列ごとの地震発生確率を評価した．

我们已经改善了非平稳更新过程模型，该模型基于Nomura等人在Nomura等人中开发的中小型中的重复地震活动来估计板间准静态滑移速度。（2017年，《地球物理杂志国际》）。在改进的模型中，代替滑动速度，相对应力累积速率的时空变化表示为时空区域的天然立方样条功能和空间区域的薄板样条功能的张量，然后由贝叶斯后验概率最大化估算。此外，通过排除将来的正常近似后验分布的每个样品的样条函数，以预测短期内应力累积率的未来趋势，可以计算出贝叶斯的预测分布在未来重复地震的未来发生时间，并且可以评估地震发生的可能性。提出的方法应用于散布在板块边界周围的中小型重复地震的发生数据，并在评估了2020年每个季度每季度发生的重复地震的可能性之后，我们比较并验证了与POISSON相比的出现结果，并证明了发生的结果。另一方面，存在一个问题，即每季度发生重复地震的可能性并不稳定，并且变化很大。 In addition, the unsteady update process model for medium-sized repeat earthquake predictions taking into account the aftershock-inducing effects of major earthquakes developed by Nomura and Tanaka (2020) was applied to six medium-sized repeat earthquake sequences with a magnitude of around 5 distributed near the plate boundary off the Pacific Ocean in Tohoku region, and the probability of earthquake occurrence for each series over the one and three years starting from January 1,评估了2023年。