不均質構造における散乱理論に基づく高周波強震動予測法の開発と適用

基于散射理论的异质结构高频强地震动预测方法的开发与应用

• 批准号: 07J02043
• 负责人: 澤崎 郁
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J02043/
• 关键词: 前方散乱近似; エンベロープインバージョン; 高周波エネルギー輻射過程; 2003年十勝沖地震; 短波長ランダム不均質媒質; コーダ波; 鳥取県西部地震; 地盤浅部の剛性率変化; 地震波エンベロープ; マルコフ近似; 震源輻射特性; デコンボリュージョン; 地盤浅部の不均質性; 地震波速度の時間変化

本年度は,昨年開発した前方散乱近似に基づく理論エンベロープ合成法を実際の小地震記録のエンベロープに適用し,従来の輻射伝達理論に基づくエンベロープよりも直達S波におけるエンベロープ拡大をよく説明できることを示した.この性質を利用して,短波長側の速度揺らぎの大きさがべき乗側にしたがうフォン-カルマン型ランダム不均質媒質を仮定し,小地震のエンベロープ幅と距離減衰勾配から北海道地域(深さ60km以浅)の平均的な速度揺らぎの大きさεと短波長成分の相対的な強さを決めるパラメータκ,および内部減衰を推定した.その結果,北海道地域ではε=0.07, κ=0.9,内部減衰は2-16Hz帯域で0.8～1.1×10^<-3>と推定された.推定したパラメータのもとで合成した理論エンベロープをグリーン関数として用い,2003年十勝沖地震の2-16Hz帯域におけるエネルギー輻射過程と地盤増幅率をエンベロープインバージョンにより求めた.その結果,2-16Hz帯域のエネルギー輻射量は3.8×10^<14>(J)と推定され,破壊開始点の北西側120km以内で特に強いエネルギー輻射量が求められた.この領域は1Hz以下の長周期波形を用いて推定されたすべり量の大きい領域と一致した.また,高周波エネルギー輻射率が最大になる時刻はモーメント解放率が最大となる時刻と一致した.これらの結果から,当初の研究計画の目的の一つである「大すべり域と高周波エネルギー輻射域の相補性の有無」について,2003年十勝沖地震については空間的にも時間的にも相補的ではないことが明らかとなった.これは,直達波部分のエネルギーを精度よく推定することができる本研究の理論エンベロープを用いることによって初めて明らかとなった成果である.

今年，我们将去年开发的基于前向散射近似的理论包络合成方法应用到实际小震记录的包络中，结果表明该方法比基于传统辐射包络的包络可以更好地解释直达S波的包络扩展。传输理论。利用这一性质，短波长侧的速度波动幅度可以提高到一个幂。假设沿水平方向的冯卡门型随机异质介质，我们根据包络宽度和我们估计了小地震的距离衰减梯度，该参数决定了小地震的强度。 κ=0.9，估计2-16Hz频段内部衰减为0.8～1.1×10^<-3>。利用估计参数下合成的理论包络作为格林函数，计算能量辐射过程和地面放大2-16Hz频段由此推算2～16Hz频段的能量辐射量为3.8×10^<14>(J)，且在破裂西北侧120km范围内有特别强的能量辐射量该区域对应于 1Hz 或更小的长周期波形。此外，高频能量发射率达到最大值的时间与瞬间释放率达到最大值的时间一致，从这些结果来看，我们能够实现最初的研究计划的目标之一。大滑移区与高频能量辐射区之间存在互补性。很明显，2003 年十胜冲地震在空间和时间上都不互补。这一结果首次通过使用包络线来揭示。

项目成果

Temporal changes in site responses at borehole sites before and after strong motions as revealed from coda wave analyses

尾波分析揭示了强运动前后钻孔部位响应的时间变化

• 发表时间: 2007
• 作者: Kaoru Sawazaki;Haruo Sato;Hisashi Nakahara;and Takeshi Nishimura
• 通讯作者: and Takeshi Nishimura

Time-lapse changes of seismic velocity in the shallow ground caused by strong ground motion shock of the 2000 Western-Tottori Earthquake, Japan, as revealed from coda deconvolution analysis

尾波反褶积分析揭示2000年日本鸟取县西部地震强地震动引起的浅层地震速度时移变化

• 发表时间: 2009
• 期刊: Bull. Seismol. Soc. Am 99
• 作者: Sawazaki;K.;H. Sato;H. Nakahara;and T. Nishimura
• 通讯作者: and T. Nishimura

ランダム不均質媒質中の非等方震源におけるベクトル波エンベロープ合成

随机异质介质中各向异性源的矢量波包络合成

• 发表时间: 2009
• 作者: Hideaki IIDUKA;Isao YAMADA;Hideaki IIDUKA;Hideaki IIDUKA;Hideaki IIDUKA;Hideaki IIDUKA;Kaoru Sawazaki;澤崎郁・佐藤春夫・西村太志;Hideaki IIDUKA;飯塚 秀明;澤崎郁・佐藤春夫・西村太志;澤崎郁・佐藤春夫・西村太志
• 通讯作者: 澤崎郁・佐藤春夫・西村太志

マルコフ近似に基づくエンベロープをグリーン関数として用した高周波震源インバージョンの試み

尝试使用基于马尔可夫近似作为格林函数的包络线进行高频震源反演

• 发表时间: 2009
• 作者: Hideaki IIDUKA;Isao YAMADA;Hideaki IIDUKA;Hideaki IIDUKA;Hideaki IIDUKA;Hideaki IIDUKA;Kaoru Sawazaki;澤崎郁・佐藤春夫・西村太志;Hideaki IIDUKA;飯塚 秀明;澤崎郁・佐藤春夫・西村太志
• 通讯作者: 澤崎郁・佐藤春夫・西村太志

Temporal changes in S-wave velocity structure at a borehole site after strong ground motion shock

强地震动冲击后钻孔现场横波速度结构的时间变化

• 发表时间: 2007
• 作者: Kaoru Sawazaki;Haruo Sato;Hisashi Nakahara;and Takeshi Nishimura
• 通讯作者: and Takeshi Nishimura