2011年東北地方太平洋沖地震の強震動生成のための震源モデル（2011年8月17日修正版）
Source Model for Generating Strong Ground Motions
during the 11 March 2011 off Tohoku,Japan Earthquake(Revised on August 17, 2011)
入倉孝次郎、倉橋奨
愛知工業大学地域防災研究センター
Kojiro Irikura and Susumu Kurahashi
Aichi Institute of Technology Disaster Prevention Research Center

Rupture Process of the 11 March 2011
off Tohoku, Japan Earthquake
1. Slip and Moment-Rate Distribution inverted from Long Period
Ground Motions
After Yoshida, Miyakoshi, Irikura and Petukhin (2011)
200 s to 20 s in period (0.005 Hz to 0.05 Hz in frequency)
Using F-net and K-net data by NIED
2. Tsunami Simulation for the 2011 Tohoku Earthquake Using
Long-period Source Model
After Petukhin, Yoshida, Miyakoshi, and Irikura (2011)
Tsunami simulation using slip 200 s to 20 s in period
3. Strong Motion Generation Areas (SMGA) from Short Period
Ground Motions
After Irikura and Kurahashi (2011)
Simulation of acceleration and velocity waveforms using
the empirical Green’s function method

1. Slip and Moment-Rate Distribution inverted fromLong Period Ground Motions
After Yoshida, Miyakoshi, Irikura and Petukhin (2011)
Final slip distribution

Moment rate function

2. Tsunami Simulation Using Long-period Source Model from 20
to 200 sec. After Petukhin, Yoshida, Miyakoshi, and Irikura (2011Height of Sea Surface

海面の高さ（ｍ）

Slip Distribution by Yoshida

海底面の振動、ｍ

対象領域におけるJ－EGG500ｍのデータ

導波路

遡上

津波最大高さ（ｍ）

津波の波高分布導波路による波の増加

観測とシミュレーションによる津波の波高分布比較
遡上高
浸水高計算

過小評価

＊建築研究資料、2011

過小評価の原因：不十分な海底地形精度

3. Strong Motion Generation Areas (SMGA) from Short-Period
Ground Motions

After Irikura and Kurahashi (2011)

Starting Points of SMGAs Estimated by Back-propagation Method
SMAG2

SMAG1

SMAG4

SMAG3

SMAG5

経験的グリーン関数として用いた小地震（Event 1, Event 2,Event 3,Event 4)の震源スペクトル108

fc=0.22Hz
108

107

106

105

104
0.01

0.1

1
Frequency(Hz)100711262251

108

fc=0.3Hz

Unit Distance Source Spectra(cm*s*km)

1103100624
Unit Distance Source Spectra(cm*s*km)

Unit Distance Source Spectra(cm*s*km)

109

107

106

105

104

103
0.01

0.1
1
Frequency(Hz)100902010652
fc=0.48Hz

107

106

105

104

103
0.01

0.1
1
Frequency(Hz)10本震の震源情報

Origin time
Main shock 2011/3/11 14:46

Latitude(deg)
38.103Longitude(deg)
142.86Mw
9.0strike(deg)
24/193dip(deg)81/10

rake(deg)
92/79

dip
(deg)
68/23
71/20
76/15

rake
(deg)
85/10186/102
83/116

経験的グリーン関数に用いた小地震の震源情報
Origin time
Event AEvent B
Event C

2011/3/10 6:24
2007/11/26 22:51
2009/2/1 6:52

Mo(Nm)
Event AEvent B
Event C

5.51E+18
7.66E+17
4.65E+17

Latitude(deg)
38.27137.30436.717

Longitude(deg)
142.879141.757
141.279

coner
frequency
(Hz)
0.22
0.3
0.48

Stress
Drop
(MPa)
11.8
4.1
10.4

Mw
6.5
5.9
5.7

Area
(km2 )
108.9
58.5
22.9

strike(deg)
22/21324/21725/232

Strong Motion Generation Areas
by Forward Modeling of Strong Motion Waveforms

Comparison of Observed and Synthetic Seismograms 1
Acceleration
Observed
SyntheticVelocity

Comparison of Observed and Synthetic Seismograms
Acceleration
Observed
Synthetic
Velocity

強震動生成域（SMGA 1, 2, 3, 4 and 5)の震源パラメータ

SMGA 1SMGA 2SMGA 3
SMGA 4SMGA 5

L(km)

W(km)

Mo(Nm)

Stress Drop(Mpa)

62.40
41.60
93.60
38.50
33.60

41.60
41.60
52.00
38.50
33.60

2.31E+21
7.05E+20
4.34E+21
3.83E+20
3.99E+20

41.3
23.6
29.5
16.4
26.0

Delay time fromOrigin time(sec)
15.64
66.42
68.41
109.71
118.17

女川原子力発電所 地中観測点(-128 m)

平成２３年東北地方太平洋沖地震のすべり分布（GPSと改訂地殻変動による）

東北大学

東北地方太平洋沖地震の破壊プロセス Ide(2011)
全世界のデジタル地震観測網で観測された地震波記録

最終すべり量

すべり速度分布の時間的変化

USAのArray Data (414 stations) を用いたBack-Projection
Methodによる断層破壊過程 (Wang and Mori, 2011)

Sources of radiation for data high-passed filtered at 1 hz (green), band-passed
filtered between 0.2 and 1.0 hz (brown) and low-passed filtered at 0.2 hz (blue).

USAのArray Dataを用いた
Back-Projection Methodによる短周期生成域

Kiser(Harvard Univ.)Shortest Distance to Fault Plane
Onagawa NPS：46.3km
Fukushima Diichi：46.1km
Fukushima Daini：44.5km
Tokai Daini：44.6km

OnagawaNPS

2011/03/11 14:46 Mw9.0
Str: 201 Dip:9 23.7km

103Tokai Daini102
PGV (cm/s)

Fukushima
Daiichi
Fukushima
Daini

101
Obs
Shi Mw9.0
Shi Mw8.0
Shi Mw7.5
Shi Mw7.0

100

10-1

1

10100
Distance

1000

Shortest Distance to Fault Plane
Onagawa NPS：46.3km:607gal
Fukushima Daiichi：46.1km ：550gal
Fukushima Daini：44.5km : 288gal
Tokai Daini：44.6km:225.4gal
女川原発

2011/03/11 14:46 Mw9.0
Str: 201 Dip:9 23.7km103

福島第一

東海村

PGA (cm/s/s)

福島第二

102
Obs
Shi Mw9.0
Shi Mw8.0
Shi Mw7.5
Shi Mw7.0

101

1001

10100

Distance1000

まとめ－１• 東北地方太平洋沖地震の強震動は５つの強震動生成域（SMGAs 1, 2, 3, 4, 5) からなる特性化震源モデルで再現可能。
• SMGA 1は震源のすぐ東、SMGA 2は震源のやや北、SMGA 3, SMGA 4, SMGA 5は震源断層の深部西端に沿って分布。
• 本研究で得られた強震動生成域は、長周期の強震動記録（20秒ｰ200秒）を用いた波形インバージョンによるPeak
Moment Rate Functionの最大値の分布によく対応している。
• 強震動生成域は、地震調査委員会の長期評価のための領域区分に対応して、各領域にほぼ１つづつ分布している。

まとめ－２• 強震動記録から推定される震源モデルは、遠方でのARRAYデータを用いてBack-projection methodで推定された短周期生成の震源分布(Wang and Mori, 2011; Kiserand Ishii, 2011)によく一致している。