２台の超伝導重力計を用いた重力水平勾配観測による地震即時重力変化の検出

两台超导重力仪重力水平梯度观测检测地震瞬时重力变化

基本信息

批准号：
21K18644
负责人：
今西祐一
金额：
$ 4.08万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-09 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K18644/
关键词：
超伝導重力計地震即時重力変化重力水平勾配

项目摘要

2022年度は，おもに，前年度末に長野県松代へ移設した超伝導重力計CT #036の維持と調整を行なった．前年度に重力センサーの磁場の調整を行なった際，テクニカルな問題のため勾配を十分に弱めることができず，開回路での感度が低い状態での運転を続けてきた．しかし，記録されたデータを見る限り，長期的安定性やノイズレベルなどの点において，実際上の問題はほとんどないことが確認された．磁場の調整をやり直すことは，センサーに熱を注入する関係で液体ヘリウムを相当量消費することになるが，昨今のヘリウム供給が非常にタイトである状況を考えると，液体ヘリウムの消費を極力抑えることが観測を維持するためには必須である．こうしたことから，磁場の再調整はあえて行わず，現状のままで運転を継続することとした．一方，CT #036と比較すべき超伝導重力計iGrav #028については，おおむね正常に稼働しているものの，冷凍機内部に水が混入したことによる不安定な挙動が発生し，データの品質が著しく悪化して使用に耐えない時期があった．冷凍機を交換したことにより，現在では安定した動作を取り戻している．2台の重力計の並行観測データの詳細な比較に関しては，当初はCT型のコントローラーのフィードバック回路を改造して周波数特性を一致させることを計画していたが，製造から20年以上が経過した古い装置であるためか，周辺温度の影響などに関してやや理屈に合わない挙動が観察された．このため，アースまわりを強化するにとどめ，回路の大幅な改造は見送ることとした．そのかわり，デジタルデータ処理によって，2台の周波数特性の違いを吸収することを試みた．角周波数の関数としての伝達関数が複雑になるため，係数を安定して決めることが難しいことがわかった．未定係数の決定には，MCMC法などの適用が必要かもしれない．

2022年，我们主要对前年底搬迁至长野县松代市的超导重力仪CT#036进行了维护和调整。去年我们调整重力传感器磁场时，由于技术问题，无法充分减弱梯度，继续以低开路灵敏度运行。然而，查看记录的数据可以确认，无论是长期稳定性还是噪音水平，几乎不存在实际问题。重新调整磁场会因向传感器注入热量而消耗相当多的液氦，但考虑到目前氦气供应极其紧张的情况，有可能最大限度地减少液氦的消耗，这是至关重要的。用于维持观察。基于这些原因，我们决定不重新调整磁场并继续按原样运行。另一方面，应该与CT#036进行比较的超导重力仪iGrav#028总体上运行正常，但由于水进入冰箱而出现不稳定行为，并且数据质量有所恶化。有一段时间，情况严重恶化，以至于无法使用。通过更换冰箱，现已恢复稳定运行。关于两台重力仪并行观测数据的详细比较，原计划是修改CT型控制器的反馈电路以匹配频率特性，但距其制造已经过去了20多年，也许是因为。旧设备，在环境温度等影响方面观察到一些不合理的行为。因此，我们决定只加强地面面积，不对电路进行任何重大修改。相反，我们试图通过数字数据处理来吸收两个单元之间频率特性的差异。事实证明，由于作为角频率函数的传递函数很复杂，因此很难稳定地确定系数。可能需要应用 MCMC 方法来确定未确定的系数。