SSS26-01

会場:103

時間:5 月 26 日 09:00-09:15

非線形性振動源から放射される地震波と地震予知
Seismic waves radiated from nonlinear vibration source and prevision of earthquakes
菊池 年晃 1∗KIKUCHI, Toshiaki1∗
1
1

防衛大学
National defense academy

先に、震源振動をタイムリバーサルに基づいた解析法を用いて分析した。その結果から震源振動の動的モデルを提唱した。そしてそのモデルの有効性を確認した。今回はそのモデルを用いて震源の活動域の算出を試みる。
始めに、動的モデルの概要を述べる。2009 年 8 月に駿河湾の中部で発生した地震に対して、観測点で受信した P 波信号にタイムリバーサル処理を施し、震源の位置に形成されるパルス、即ち、タイムリバーサルパルスを求めた。この TRP
は震源が放射する等価的な音源に相当する。求められた TRP には明確な方位依存性が存在した。この方位依存性の成因を解明するために、方位に対する TRP の周波数スペクトルを求めた。周波数スペクトルは方位角によって大きく変化した。そこで、方位角に対する最大振幅周波数の分布を求めた。その結果、方位が西から東に移動するにつれて最大振幅周波数が大きく上昇して、そして下降した。この場合の周波数上昇は音源が局所的に高速で移動しためであると考えられる。移動方向は西伊豆西、河津及び伊東方向へ集中した。
これらの観測点で受信した P 波を調べると特徴ある波形が表れた。西伊豆西の受信波の先頭部が膨張していた。しかし、西伊豆西に近い伊東と河津での受信波は通常の波形であった。この様に頭部が大きくなることは活断層中での亀裂の進行速度が伝搬速度に近くなった場合に発生する。亀裂によって発生した圧力が高速で移動することにより累積的に加算される、即ち、パラメトリック効果によって生じると考えられる。西伊豆西はこの地震の特性を反映する特定点である。この観測点で受波した余震の波形は、本震以上に P 波の先頭部が膨張していた。これは亀裂が断層全般に拡大したためと考えられる。一方、本震以前に発生した前兆地震でも先頭部の膨張が多く観測された。これらの結果から震源振動の動的モデルを提唱した。活断層から放射された狭角のビームが地表に達する点をパラメトリックスポット、ここで観測される頭部の増大したパルスの頭部をパラメトリックヘッドと呼ぶ。
このモデルを、2009 年から 2012 年の間に富士山付近で発生した M5 以上の 4 つの地震について検証する。その有効性を示した。この動的モデルは、前兆、本震及び余震に関して一貫して成立する。従って、その特性を地震予知に利用することが出来る。2009 年 8 月に駿河湾の中部で発生した本震より前の、2008/1/26 から 2009/8/11 までに、同じ震源域で発生した M2 以上の地震は 17 回である。その中でパラメトリックヘッドを伴った波形は 7 回観測された。これらは活断
層中を亀裂が高速で移動し始めた前兆を示している。従って、各活断層に固有のパラメトリックスポットで、M2 程度の微弱な段階の地震波を観測して、その変化を調べることは、その後の大きな地震を予知することができると考えられる。

キーワード: 震源振動, タイムリバーサル, 地震波形, 遷移放射, 地震波伝播, 地震予知
Keywords: Hypocenter vibration, Time reversal, Waveform of seismic wave, Transition radiation, Seismic wave propagation,
Prevision of earthquakes

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SSS26-02

会場:103

時間:5 月 26 日 09:15-09:30

海底水圧観測で捉える津波の発生過程：固液複合シミュレーションの非圧縮性理論
による解釈
Tsunami observation inside the source region: a simulation and a theory齊藤 竜彦 1∗
SAITO, Tatsuhiko1∗
1
1

防災科学技術研究所
National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention

東日本太平洋沖で広域かつ稠密な地震津波観測網が建設中である．震源域から離れた場所で行う従来の津波観測と異なり，新しい観測網では震源域内に設置された海底水圧計を利用することで，より迅速に津波を検知することが期待されている．しかしながら，震源近くでは，地震波・海中音響波と津波が同時に現れるため，震源域内の水圧記録を使って津波規模を正確に推定するためには，海底変位，地震波，海中音響波が，海底の水圧に与える影響を正確に評価することが重要となる．本研究では，地震断層運動による海底変位・弾性波・海中音響波・津波の発生過程を，連続体の運動
方程式・構成方程式に基づく数値シミュレーション (e.g. Maeda and Furumura 2013 PAGEOPH) により再現し，津波発生場における海底圧力の時空間変化の特徴を調査した．これまでの研究では，海底変動の加速度 a によって，海底には，p= rho h a の圧力が加わるとされていたが (e.g. Filloux 1982 GRL)，本研究のシミュレーションによって，海底変動の空間スケールが短い場合，つまり，海底変位が急激に変化する箇所では，p = rho h a の関係は成り立たなくなることを確認した．一方で，非圧縮性理論による津波発生過程の解析解 (Saito 2013 EPS) を利用することで，海底圧力と海底変動の関係を拡張できる．波数 (k) 領域のフィルタ tanh(kh)/kh を用いることで，従来のシンプルな関係式では再現出来ない，海底
圧力と海底変動の関係をも含めてシミュレーション結果を忠実に再現できることを確認した．
キーワード: 津波, 断層, 地震波, 海洋音響波
Keywords: tsunami, earthquake fault, seismic wave, ocean acoustic wave

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SSS26-03

会場:103

時間:5 月 26 日 09:30-09:45

Hi-net 高密度地震観測と地震波伝播シミュレーションから見た，日本列島の地殻・マ
ントル不均質性と近地地震波動伝播の地域性
The crust and mantle heterogeneities beneath Japanese Islands investigated by the Hi-net
and wave propagation simulation
古村 孝志 1∗
FURUMURA, Takashi1∗
1
1

東京大学大学院情報学環総合防災情報研究センター/地震研究所
CIDIR/ERI The Univ. Tokyo

１．はじめに
日本列島に展開された Hi-net 高感度地震観測網の地震波形データと，高分解能トモグラフィ等から推定された地震波
速度・減衰モデルを用いた地震波伝播シミュレーションから，日本の近地地震波動場の地域性と不均質な地下構造との対応を詳しく評価した。
近地地震波場は，伝播経路に沿った地殻・マントルの不均質構造の影響を強く受けるが，中でも，屈折波（Pn と Sn相）は地殻／マントル境界（モホ面）近傍の速度構造に敏感である。また，短周期表面波（Rg 波）は地表付近の低速度層の影響を受け，強い分散と減衰を起こす。そして，地殻内を広角反射して伝わる Lg 波は，地表・モホ面形状，地殻／マントルの速度コントラスト，地殻内の不均質構造・減衰構造など，地殻全体の影響を受ける。伝播特性の異なる地震
波を使い分けることにより，地殻・マントルの不均質性を総合的かつ詳細な推定が期待できる。
２．データ・解析手法
日本周辺で発生した，M4-5 程度の浅い（H<40km）地震における Hi-net 観測データを用いて，各地の地震波伝播特性を評価し，特に地殻・マントル構造が大きく異なると期待される西南日本と東北日本の地震波伝播特性の違いを調べた。次に，高分解能速度構造トモグラフィ（例えば，Matsubara et al., 2008）や減衰構造トモグラフィ（関根，2001; 中
村，2008）の結果を用いて，高周波数（f<6 Hz）地震波伝播の２次元・３次元差分法シミュレーションを行なった。１-2
Hz を超える高周波数地震動は，地殻・マントルの短波長（＜数 km）不均質構造により強い散乱を起こして波形の伸びや減衰を起こす。そこで，既往の研究（Furumura and Kennett, 2005; Furumura et al., 2014 等）を参考にして，相関距離
Ax,y/Az ＝ 10km/0.5km，標準偏差 e=2%の vonKarman 型の分布関数を持つ短波長速度揺らぎをトモグラフィモデルに付加した「ハイブリッド型不均質モデル」を用いて波動伝播計算を行った。
３．結論
Hi-net 地震観測データ解析と地震波伝播シミュレーションに基づき，近地地震波伝播の地域とその原因に関して，以下の結論を得た：（１）西南日本では Sn の振幅が大きい（東北日本に比べて）。その原因は，１）西南日本のモホ面直下の最上部マントル（サブモホ）に速度勾配があり，最上部マントルを伝播する S 波が地殻内に戻り大きな Sn を作ること，２）マントルの Qs が大きく（>800）Sn の距離減衰が小さいことが原因と考えられる。
（２）東北日本で Lg 波の距離減衰が大きい（西南日本に比べて）。その原因は，１）東北地方（特に火山地帯）の低
速度の表層地盤において強い Lg?P 波変換が発生して S 波エネルギーが弱まること，２）東北地方の背弧側（日本海側）
では地殻内の Qs 値が小さく Lg の距離減衰が大きいこと，３）東北地方ではモホ面の速度コントラストが小さい（Vs：
3.5/6.0km/s）く，マントルへの S 波エネルギーの散逸が起きやすいことが考えられる。
（３）東北日本で Pg 波の振幅が大きい。その原因は，東北地方の低速度の表層の存在により，地表での P->S 変換が抑制され，P 波が地殻（上部地殻）内を広角反射しながら Pg 波として伝播するためと考えられる。
（４）東北日本で短周期表面波（Rg 波）の減衰が大きい。その原因は，１）東北地方の低速度の表層で表面波が強い
分散を起こし，波群の伸びとともに振幅が小さくなること，２）低 Qs の地殻（特に表層）による短周期地震動の距離減衰が大きいことが考えられる。

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SSS26-04

会場:103

時間:5 月 26 日 09:45-10:00

アジョイントトモグラフィー法による関東平野下の三次元地震波速度構造の推定
Three dimensional seismic wave-speed structure beneath the Kanto Plain based on adjoint
tomography
三好 崇之 1∗ ; 大林 政行 1 ; 東野 陽子 1 ; 安藤 和人 1 ; 坪井 誠司 1
MIYOSHI, Takayuki1∗ ; OBAYASHI, Masayuki1 ; TONO, Yoko1 ; ANDO, Kazuto1 ; TSUBOI, Seiji1
1
1

海洋研究開発機構
JAMSTEC

関東平野の周期 5 秒より長周期側の地震観測波形の再現を目的として，スペクトル要素法による理論波形計算とアジョ
イント法によるカーネル計算を組み合わせたアジョイントトモグラフィー法を用いて関東平野下の三次元地震波速度構造を推定した．インバージョンで使用したデータは，関東地方とその周辺で発生した M4.5 以上の地震で観測された広帯域地震波形である．地震波速度構造の初期モデルは走時トモグラフィーモデル（Matsubara and Obara 2011）の三次元構造とし，理論波形を 500km × 450km × 120km の領域で計算した．理論波形の精度は約 4 秒で，シミュレーションは
固体地球のみ，減衰なしで行った．理論波形と観測波形を変位波形 5-20 秒の帯域で比較したところ，P 波部分は観測波形との一致がよいが，S 波以降の波は観測波形との一致が高くないことがわかった．観測波形と理論波形の実体波部分について，相関係数が 0.75 以上となる区間を window として抽出し，アジョイント波形を計算して（Liu and Tromp
2006），モデルパラメータ Vp および Vs の勾配であるイベントカーネルを得た．フォワード計算とアジョイント計算はSPECFEM3D Cartesian コード（例えば Peter et al. 2011）を用いて京コンピュータで実施した．京コンピュータにおけるオリジナルコードのピーク性能比は約 5%であったが，最適化を進めることで性能は約 2 倍向上した．1 反復には約 10 万
CPU 時間を要する．すべてのイベントカーネルを足し合わせ misfit カーネルを計算し，モデルパラメータを最急降下法
によって更新した．1 回の反復による更新モデルは，S 波速度がやや遅くなるように修正され，更新モデルに基づいて理論波形を計算したところ観測波形の一致も改善された．
本研究は，HPCI 戦略プログラム（分野３）「防災・減災に資する地球変動予測」の一部として行われました． DanielPeter 博士には貴重なコメントをいただきました．地震波形データは防災科学技術研究所広帯域地震観測網 F-net の速度波形を使用しました．記して感謝いたします．

キーワード: 関東平野, 地震波速度構造, アジョイントトモグラフィー
Keywords: Kanto Plain, seismic wave-speed structure, adjoint tomography

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SSS26-05

会場:103

時間:5 月 26 日 10:00-10:15

高周波地震波形シミュレーションから推定されるタール火山の減衰構造と地震波動
場の特性
S wave attenuation and high-frequency seismic wavefield at Taal volcano, Philippines,
inferred from waveform simulations
森岡 英恵 1∗ ; 熊谷 博之 1 ; 前田 拓人 2 ; 前田 裕太 1
MORIOKA, Hanae1∗ ; KUMAGAI, Hiroyuki1 ; MAEDA, Takuto2 ; MAEDA, Yuta1
1
1

名古屋大学大学院環境学研究科, 2 東京大学地震研究所
Graduate School of Environmental Studies, Nagoya University, 2 Earthquake Research Institute, the University of Tokyo

フィリピンのタール火山は世界で最も活発な火山のひとつであり，現在は 40 年近く噴火が起こっておらず，いつ噴火
してもおかしくない状態にある．Kumagai et al . [GRL, 2014] は，高周波地震波振幅を用いた手法（ASL 法）によって地表付近に強い減衰領域（Q 異常領域）があることを推定した．さらに，その領域にはマグマがあり，将来その場所から噴火する可能性が示唆されている．ASL 法は，地震波が散乱の効果によって S 波が卓越し，振幅が距離のみに依存する等方輻射が成り立つという単純な仮定に基づくものである．このような仮定で推定された Q 異常領域の妥当性と高周波地震
波動場の特性を調べるために，本研究では，波形シミュレーションで波動場を計算し，広い周波数帯で波形を解析した．
波形シミュレーションにはMaeda et al . [BSSA, 2013] によって開発された SEISM を使用した．このプログラムは運動方程式の時間発展を差分法で解いて波動場を計算しており，時間発展は 2 次精度，空間微分は 4 次精度で差分化する．粘弾性体モデルにより 3 次元の Q 構造を考慮でき，また地形と 3 次元地下構造も考慮できる．
シミュレーションの計算範囲はタール火山を含む 13 × 17 × 10 km で，空間グリッドサイズは 15 m，時間刻み幅は0.0010 秒とした．P 波・S 波速度と密度は一定として，（1）Q 値 50 で一定の場合，（2）ASL 法で推定された Q 値 10 の異常領域を含む場合，（3）Q 異常領域を拡大した場合，（4）Q 異常領域を縮小した場合の 4 つについて計算した．震源
位置とメカニズムは，初動走時と初動の押し引きで決められた，タール火山で起こった 2 つのイベント（火山島の南東部と北西部）のものを用いた．
観測波形と合成波形を比較して定量的に評価するために，各観測点において 4 つの周波数帯（1-6，3-8，5-10，7-12 Hz）
で 10 秒間の平均振幅をとり残差を求めた．北西部のイベントでは，Q 異常領域を拡大した場合のみ残差が大きくなり，
他の 3 つの場合はほぼ同じ値をとっていた．一方で南東部のイベントでは，高周波側になるにしたがって残差に違いが現れ，最も小さくなったのは ASL 法で推定された Q 異常領域の場合であった．
本研究の波形シミュレーションでは，ASL 法で推定された Q 異常領域と整合的な結果が得られた．ASL 法は散乱の効
果によって S 波の等方輻射という単純な仮定が成り立つとする確率論的アプローチであるのに対し，本研究の波形シミュ
レーションは決定論的アプローチであるが，Q 異常領域に関する結果は等しくなった．さらに，メカニズムには複数の候補があったため，それぞれのメカニズムについて合成波形を計算し，観測波形との残差を求めたところ，メカニズム
によって残差に違いがみられた．もし，観測波形で等方輻射の仮定が成り立っているとすると，どのようなメカニズム
で合成波形を計算しても残差は大きく変化しないと考えられる．2 つのアプローチによる Q 異常領域の結果の一致とメカニズムによる残差の違いから，観測波形は高周波側で放射パターンの崩れはあるがメカニズムの影響もある程度受けているのではないかと考えられる．

キーワード: Q 値, マグマ, ASL 法, 差分法, 放射パターン
Keywords: Q factor, Magma, Amplitude source location method, Finite-difference method, Radiation pattern

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SSS26-06

会場:103

時間:5 月 26 日 10:15-10:30

長大距離地震波動伝播シミュレーションのための地球の曲率を考慮した計算スキーム
Scheme for computing seismic wave propagation in a 3D round sub-global earth model
竹中 博士 1∗ ; 豊国 源知 2 ; 中村 武史 3 ; 小松 正直 1 ; 岡元 太郎 4
TAKENAKA, Hiroshi1∗ ; TOYOKUNI, Genti2 ; NAKAMURA, Takeshi3 ; KOMATSU, Masanao1 ; OKAMOTO, Taro41

岡山大学大学院自然科学研究科, 2 東北大学大学院理学研究科, 3 独立行政法人海洋研究開発機構, 4 東京工業大学大学院
理工学研究科1
Graduate School of Natural Science and Technology, Okayama University, 2 Graduate School of Science, Tohoku University,
3
Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology, 4 Graduate School of Science and Engineering, Tokyo Institute ofTechnology
例えば日本列島全体域を地震波動伝播シミュレーションのターゲットにする場合，水平距離で約３千キロメートル，深さ方向にも数百キロメートルの大規模領域を扱う必要がある．このような広大で深い領域（ここでは「超広域スケール」と呼ぶ）をモデル化する場合，ローカルな領域の地震動シミュレーションで多用されている「平たい地球」モデルではな
く，地球の曲率を考慮した「丸い地球」のモデルを採用するのが自然である．ただ，この規模の領域は，全球ではなく，球殻の一部分にすぎない．従来は球殻の一部であっても球座標系 (r, θ, φ) を用いて解かれることがほとんどで，デカルト座標系が使われるローカルな「平たい地球」モデルの計算との間に大きなギャップがあった．これまでは計算機能力の問題もあって「丸い地球」モデルの地震波動シミュレーションと「平たい地球」モデルのシミュレーションでは異なる周波数帯をターゲットに独立に行われてきたため，そのギャップはほとんど問題にならなかった．しかし，最近の超並列スパコンに代表されるハードの進展のお蔭で，両モデルともに同じ周波数帯をターゲットにしたシミュレーション
が計算機能力的には可能になりつつある．ただ，現時点では，上述のギャップによって「丸い地球」モデル（
「超広域ス
ケール」
）の計算と局所的な「平たい地球」モデル（ローカルなスケールのモデル）の計算との連携は容易ではない．「超広域スケール」の計算における球座標系の利用は，小スケールの詳細な構造モデルとの階層化やマルチスケール計算には適していないためである．そこで，今回我々は，球座標系の支配方程式をローカルな疑似デカルト座標系 (x, y, z) で表現して，それを差分法で解くスキームを新たに開発した．
「丸い地球」モデル用の疑似デカルト座標系の方程式は，形式
的にデカルト座標系の「平たい地球」モデル用の方程式にたいへんよく似ており，「平たい地球」モデル用の計算コードの一部を書き換え・付加するだけで実装可能である．我々は，現在ローカルスケールの地震動シミュレーション等で多用されているデカルト座標系の３次元スタガード格子差分法のコードを一部書き換えるだけで，「丸い地球」モデル用の疑似デカルト座標系スキームを実装した．スキーム自身の検証には，実際の地球よりも曲率の効果が大きい，地球より半径の小さな天体における地震波動シミュレーションも予定している．
キーワード: 地震波動, シミュレーション, 差分法
Keywords: seismic wave, simulation, finite-difference method

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SSS26-07

会場:103

時間:5 月 26 日 11:00-11:15

2011 年 Mw9 東北地震の時に房総半島南部で生じたハイパーレゾナンス
Hyper resonance in the southern part of the Boso Peninsula for a period of 15 s to 20 s
川崎 一朗 1∗ ; 西村 卓也 2 ; 石井 紘 1 ; 浅井 康広 1
KAWASAKI, Ichiro1∗ ; NISHIMURA, Takuya2 ; ISHII, Hiroshi1 ; ASAI, Yasuhiro1
1
1

公益財団法人 地震予知総合研究振興会 東濃地震科学研究所, 2 京都大学防災研究所
Tono Research Institute of Earthquake Science, 2 Disaster Prevention Research Institute, Kyoto University

１．はじめに川崎・他（2014）は，試行錯誤によって，2011 年東北地震の時の GEONET の GPS １秒サンプリング変位記録の波形合わせを行い，次の結論を得た。
記録上の最も卓越的なフェイズは，東北地方のＵ r 成分記録に顕著に表れる，幅ほぼ 100 秒，振幅数ｍの、Mw9 のモー
メントレイト関数がそのまま伝わってくるような主パルスで，気象庁発震時からほぼ 35 秒後に初期破壊が始まる単純な
長方形の低角逆断層型断層モデルで大勢を説明できる。
２番目に卓越的なのは，U φ成分記録に顕著な，幅ほぼ 30 秒，振幅最大 70cm の，片振れの副パルス（ＳＨ波）で，特に関東地方で目立つ。Fig.1 は，南関東の５度間隔のレコードセクションで，経過時間 65 秒と 95 秒の補助線の間が副パルスである。副パルスの大勢は，主地震からほぼ 30 秒後，主地震の破壊過程が進行中に、震央（E142.5, N38.5）から破壊を始め，Mw8.4 に匹敵するモーメントを解放した，走向 N140E，ほぼ垂直断層面の左横ずれ断層型のサブイベントによって説明できる。彼らはこのサブイベントをスーパサブイベントと呼んだ。ただし，試行錯誤のため，波形の一致は完全ではなく，パラメーター間のトレードオフもあり，パラメータの曖昧さは大きい。
２．周期 15 秒〜20 秒のハイパーレゾナンス
Fig.1 の方位 N140W-N145W の三浦半島や方位 N145W-N150W の房総半島南部（震央距離 420〜460km）において副パルスに続いて顕著なのが，周期 15 秒から 20 秒，peak-to-peak 振幅が 1m 近い数サイクルのレゾナンス（HR-1）である。
この巨大なレゾナンスをハイパーレゾナンスと呼ぶ。ハイパーレゾナンス発生域は，房総半島先端部の分厚い付加体堆積層（中山、2013）に対応するように思われる。
約 30 分後に茨城県 50km 東方沖で MJ7.6（G-CMT は Mw7.9）の最大余震が生じた。それによる U φ成分主要動は，関東以外の地域では本震のＳＨ波同様の片振れのパルス（幅〜25 秒）であるが，房総半島（震央距離 150km〜200km）では peak-to-peak 振幅が 20cm〜30cm を越える数パルスの波形（周期 15 秒〜20 秒）となり，それ自身がハイパーレゾナン
スの性質（後述）を有している。
３．周期 10 秒〜15 秒のレゾナンス
次ぎに顕著なのが，千葉県北部の東京湾近くで見られる，周期 10 秒〜15 秒，振幅 10cm〜20cm で１分から２分程度継続するレゾナンス（R-2）である。第三紀堆積層の特に分厚い分布域に対応している。同様のレゾナンスが，新潟平野
信濃川河口部，最上川河口部の酒田などでもみられる。
４．周期 6 秒〜7 秒のレゾナンス
３番目に顕著なのが，東京湾北部から荒川周辺に広く見られる，周期 6 秒〜8 秒で数分継続するレゾナンス（R-3）で
ある。
５．まとめ
房総半島南端と三浦半島において，周期 15 秒〜20 秒の巨大なハイパーレゾナンスを認識することができた。それ以外にも，周期 10 秒〜15 秒，周期 6 秒〜8 秒のレゾナンスが生じ，それは付加体堆積層や，第三紀堆積層に対応している。
茨城沖の最大余震（MJ7.6）の時に同様のレゾナンスが再来したが、Mw9 の地震によるレゾナンスより一回り小さい。
ＳＨ波の変位波形は，半無限媒質の理論計算からも期待されるように，片振れのパルスになる。震源から放出された
実体波なのか，レゾナンスなのかの識別に使うことができる。そのため、記録を円筒座標系に座標変換することが重要であり。GPS １秒変位記録は大変有用な記録と言える。
参考文献
川崎一朗・石井紘・浅井康広・西村卓也，2014，2011 年 Mw9.1 東北地震に伴った Mw8.4 スーパーサブイベント，地震 2，87-98．
中山貴隆，2013，制御震源による房総半島の地殻構造，東京大学院理系研究科地球惑星科学専攻修士論文．

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SSS26-07

会場:103

時間:5 月 26 日 11:00-11:15

図の説明 2011 年東北地震のときの南関東における GPS １秒サンプリング記録の，方位 N135W から N155W までの
５度間隔のレコードセクション。横軸は，気象庁発震時からの経過時間。Mw8.4 のスーパーサブイベントの震央（E142.5,
N38.5）（Kawasaki et al., 2014）を仮定し，3.9km/s でレデュースした。縦軸は，右辺が震央距離，左辺が振幅。HR-1 が
周期 15 秒から 20 秒のハイパーレゾナンス，R-2 と R-3 は，周期 10 秒から 15 秒，5 秒から 10 秒のレゾナンス。

キーワード: ハイパーレゾナンス, GPS １秒サンプリング記録, 2011 年東北地震, 房総半島, 第三紀堆積層
Keywords: hyper resonance, GPS high sampling record, 2011 Tohoku earthquake, Boso Peninsula, Tertiary sedimentary layer

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SSS26-08

会場:103

時間:5 月 26 日 11:15-11:30

Stochastic excitation of seismic waves by an intense Hurricane: Seismic excitation proportional to the cube of pressure
Stochastic excitation of seismic waves by an intense Hurricane: Seismic excitation proportional to the cube of pressure
TANIMOTO, Toshiro1∗
TANIMOTO, Toshiro1∗11Dept. of Earth Science, UCSB, CA93106, USA
Dept. of Earth Science, UCSB, CA93106, USA

Earthscope Transportable Array (TA) has recorded a few hurricanes that propagated through the network. We report our analysis of Hurricane Isaac in 2012 that provided an opportunity to monitor the interactions between the atmosphere and the solid
earth in detail as this hurricane passed through the network; this was possible because TA has both seismometers and barometers
and allowed us to examine how seismic ground motions were excited with changing surface pressures. We analyzed data in a low
frequency band 0.01-0.02 Hz because we had evidence that the signals are generated by processes near the center of a hurricane.
Surface pressure is the excitation source of seismic signals; it has short correlation length (˜1 km or less) whereas excitedsurface waves (0.01-0.02 Hz) have horizontal wavelengths of 100-300km. The source is also spread over some areas. Under
such conditions, we must model the source by a stochastic pressure source that is spread over the surface of the Earth. In terms ofparameters, this source is then characterized by two parameters, the pressure power spectral density Sp and its correlation length
L but both parameters can vary in space. We derived a relation between the observed power spectral density (PSD) of seismic
velocity Sv and the PSD of surface pressure Sp by the normal mode theory.
For a low frequency range 0.01-0.02 Hz, seismic and pressure amplitudes show, at least to first order, axisymmetric variations
and also decreasing trends with distance from the center of a hurricane. Taking the center of a hurricane at the origin and assuming axisymmetry,
we can write down an integral relation between Sv and Sp as∫Sv (x) = K(x, y) L2 Sp (y) dy
where x and y are distances from the center of a hurricane. K(x,y) is the excitation kernel for a source at y and a seismic
observation at x and was computed for an Earth model PREM.
From data, we have Sv and Sp in the integrand. We first noted that a constant L cannot make the two observed quantities
compatible. Therefore, we introduced the y dependence in L2 where the correlation length varied with distance and solved for it. With such spatially varying L(y), the two data can be made compatible. The important point is that we also found a correlation
between this L (solution) and surface pressure Sp. In fact there is a good linear relationship that can be expressed as L=c Sp
where c is a constant. This is equivalent to saying that L2 Sp in the integrand is c2 Sp 3 .
This relation implies that the excitation of seismic ground motion becomes proportional to the cube of pressure. Near thecenter of a hurricane, pressure variations generally increase, but seismic-excitation becomes even more efficient near the center
because of this nonlinear relation.

キーワード: Stochastic excitation, Hurricane, Atmosphere-Solid Earth interaction
Keywords: Stochastic excitation, Hurricane, Atmosphere-Solid Earth interaction

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SSS26-09

会場:103

時間:5 月 26 日 11:30-11:45

エアガン-OBS 探査データのレシーバ関数解析による PS 変換波イメージング
Receiver function analysis of airgun-OBS survey data for imaging PS converted wave
白石 和也 1∗ ; 阿部 進 1 ; 淺川 栄一 1 ; 藤江 剛 2 ; 佐藤 壮 2 ; 小平 秀一 2
SHIRAISHI, Kazuya1∗ ; ABE, Susumu1 ; ASAKAWA, Eiichi1 ; FUJIE, Gou2 ; SATO, Takeshi2 ;KODAIRA, Shuichi2
11(株) 地球科学総合研究所, 2 海洋研究開発機構
JGI, Inc., 2 JAMSTEC

多成分の海底地震計（以下 OBS）を用いたエアガン-OBS 探査では、成分毎の共通受振点記録を対比することで、基盤面などからの PS 変換波の発生がしばしば観測される。観測波形記録から P 波と S 波の走時や振幅の情報が得られれば、堆積層内の S 波情報の獲得が期待できる。レシーバ関数解析は、主として自然地震観測記録に対して適用され、例えば水平成分を鉛直成分でデコンボリューションすることで PS 変換波を抽出し、P 波から S 波への変換を生ずる地層境界の構造をイメージングするのに利用されている。本研究では、このレシーバ関数解析をエアガン-OBS 探査データに対して適用することにより、PS 変換波を抽出し受振点側の基盤面その他の構造推定を試みる。
多成分 OBS で取得されたエアガン発震記録のうち、三つの速度成分を解析に用いる。まず、水平二成分について発震点と受振点を直線で結ぶ方向（ラディアル方向）と直交方向（トランスバース方向）に回転を行う。次に、受振点毎にすべての発震記録について、三つの成分を互いにデコンボリューション演算を施すことで、全部で 3x3=9 通りのデコン
ボリューショントレースを得る。ただし本研究では、このうち鉛直成分 (Z) とラディアル方向成分 (R) から得られる二つのレシーバ関数 (R/Z と Z/R) を解析対象とする。オフセット距離の比較的大きい領域について、透過 P 波と変換 S 波が
OBS へ入射する方向がほぼ鉛直となる場合には、変換面から受振点までの片道走時差がほぼ共通となるので、これらを足し合わせることで PS 変換波のみを抽出できる。さらに、相反性を仮定して R/Z 成分と Z/R 成分の時間反転したものを足し合わせる。時刻ゼロは海底面を表し、時間遅れは変換面からの透過 P 波と透過 S 波の片道走時の差を表す。OBSを用いた探査の場合、一般的に受振点間隔が広く、水平方向に連続的な変換波による断面を構築するのが難しい。そのため OBS 設置位置に最終的なレシーバ関数をプロットすることで、受振点側の PS 変換面のイメージング結果とする。
本研究では、北西太平洋で取得されたエアガン-OBS 探査データ（JAMSTEC）（エアガン発震測線長約 237km、OBS
間隔 6km）へ適用した例では、明瞭な PS 変換面を抽出することができる。受振点間距離は大きいものの、構造が比較的単純な成層構造で海底起伏も小さいため、同じフェーズの変換波を水平方向に追跡でき、この変換面はマルチチャンネ
ル反射法の断面との対比により、海底下の堆積層下面からの反射波とはっきりと対応づけられる。この結果は、エアガ
ン-OBS 探査データに対してレシーバ関数解析を適用することで OBS 近傍の堆積層の形状をイメージングすることの妥当性を示している。レシーバ関数解析から得られる波形記録はさらに、S 波に関連する情報の推定、多成分の組み合わせによる異方性解析など、堆積層内の詳細な地質情報を獲得できる可能性を持つ。
キーワード: レシーバ関数, エアガン-OBS 探査, PS 変換波
Keywords: receiver function, airgun-OBS survey, PS converted wave

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会場:103

時間:5 月 26 日 11:45-12:00

FK-filtering vs. Predictive Deconvolution in the Multiple Reflection Removal Approach
FK-filtering vs. Predictive Deconvolution in the Multiple Reflection Removal Approach
ISCAN, Yeliz1∗ ; LORETO, M.filomena2 ; ZGUR, Fabrizio3 ; OCAKOGLU, Neslihan4
ISCAN, Yeliz1∗ ; LORETO, M.filomena2 ; ZGUR, Fabrizio3 ; OCAKOGLU, Neslihan41Istanbul University Engineering Faculty Department of Geophysical Engineering 34320 Avcilar/Istanbul, 2 Istituto di Scienze
Marine Consiglio Nazionale delle Ricerche 40129 Bologna/Italy, 3 Istituto Nazionale di Oceanografia e di Geofisica Sperimentale 34010 Sgonico, Trieste, Italy, 4 Istanbul Technical University Department of Geophysical Engineering Maslak 34469 Istanbul/Turkey
1
Istanbul University Engineering Faculty Department of Geophysical Engineering 34320 Avcilar/Istanbul, 2 Istituto di Scienze
Marine Consiglio Nazionale delle Ricerche 40129 Bologna/Italy, 3 Istituto Nazionale di Oceanografia e di Geofisica Sperimentale 34010 Sgonico, Trieste, Italy, 4 Istanbul Technical University Department of Geophysical Engineering Maslak 34469 Istanbul/Turkey
Multiple reflection removal is one of the most important topic in seismic reflection processing, especially in the marine seismic
data, where seabed multiple reflections can often severely mask the primary events. It is thus necessary to remove or to attenuate
them prior to stack the data. In shallow water, the most common type of multiples is water reverberation.
In this study two different pre-stack attenuation techniques have been tested and compared by using the Focus PARADIGM
software package: namely, the FK-filtering and the Predictive deconvolution. We performed this comparison on a multichannel
seismic profile acquired offshore W-Calabria (SE Tyrrhenian Sea; Loreto et al., 2012), and characterized by the presence ofremarkable multiple reflections.
Coherent linear events within the t-x domain can be separated as dip events within the F-K domain. This allows to remove
some undesired energy (such as multiples) from the data. F-K filtering works based on the following strategy. NMO (Normal
Move Out) correction is first applied to the Common Mid Point sorted data by using velocity lower than water velocity up to thefirst seabed multiple occurrence; a velocity close to sea water velocity (or slightly higher) will instead be applied from the firstmultiple up to the end of the record.
This will result in an overcorrection of the primary events in the t-x domain that consequently will fall within the positive
sector of the F-K spectrum. The multiple reflections, conversely, will be either flattened or slightly under corrected, and thus will
be positioned in the proximity of the F-K spectrum vertical axes or in its negative sector.
By applying the F-K filter on either the corrected (vertical axis) or undercorrected (negative sector) events, the multiples will
be removed leaving untouched the primary events.
Deconvolution is a process whose purpose is to improve the temporal resolution by compressing signals to very short duration
wavelets (spiking deconvolution) or to remove, if present, periodic events present in the data (peg lag multiples, bubble effectetc.). In the latter case, we refer to predictive deconvolution that can also be used to suppress seafloor multiple reflection. To
perform predictive deconvolution, first the seafloor reflector has been picked on the brute stacked section, and the correspondingtime stored within the water depth data header. Later, a dedicated velocity analysis was performed in order to flatten both theseafloor and the related multiple reflections of the first and secondary order. Finally, the deconvolution was applied with byadopting a gap parameter retrieved by the picked water depth, representing in this specific case the predictable occurrence of thefirst multiple. Compared to the conventional predictive deconvolution, where the gap parameter is kept constant, in the applied
deconvolution the water depth changes continuously because it refers to the seafloor depths. Operator length is chosen so as tocarefully remove only the multiple reflections and possibly leave untouched the primaries.
The results of F-K filtering and Predictive deconvolution indicate that the predictive deconvolution is more successful both toremove the multiples and to increase the resolution in the shallow part of the section.
References
Loreto, M. F., et al., 2012. In search of new imaging for historical earthquakes: a new geophysical survey offshore western
Calabria (southern Tyrrhenian Sea, Italy). Bollettino di Geofisica Teorica ed Applicata, 53(4), 385-401.

キーワード: FK Filtering, Predictive Deconvolution, Multiple Reflection
Keywords: FK Filtering, Predictive Deconvolution, Multiple Reflection

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会場:103

時間:5 月 26 日 12:00-12:15

強振動波形のフェーズ
Phase of Severe Earthquake of Seismic Wave
西澤 勝 1∗NISHIZAWA, Masaru1∗
1
1

なし
none

1．まえがき2011 年東北地方大地震の近地強震動波形に見られるフェーズの特徴を述べる。用いたのは防災科学技術研究所 (1)の資料である。
2．要旨
図-1 に、北は岩手から南は千葉までの波形が示されている。波の波動の基本式は ν=λ/T =f λ...(1)（f =1/T ）で示される。波動には、音波、水面の波、地震波、光などたくさんある。
(1) 式より、f （振動数）が大きければ波の速度は大きくなる。文献 (1) で述べたように、フェーズの最初の強震動の山は、プレート型地震により、2 番目のフェーズの強震動の山はソリトンによるものである。
文献 (2) で述べているように、ベル型あるいは富士山型に正規分布が近づき、最終的にはソリトンになるのであるから、2 番目のフェーズの山の振動数は、最初のプレート型のフェーズの山の振動数より大きい。したがって第二のフェーズのほうが、第一のフェーズの山よりも早く伝わると考えられる。ソリトンは文献 (3) で述べたように、波高が高いほうが、低いほうより速く進むため、小さいほうに追いついて、衝突し追いこしてゆくわけである。また、波動論から述べると、波が岸に近づくにつれて、波の速度は減少し、波高が増大する。こういうことになると、波を微少振幅波とみなせなくなる。すなわち自由表面の力学的、運動学的境界条件式を線形化することができなくなる。このような波を有限
振幅波（finite amplitude wave）と呼んでいる。有限振幅波の解としてはストークス波、クノイド波・孫立波、ソリトンおよびゲルストナーのトロコイド波がある。（日野幹雄著：流体力学）
したがって、第一のフェーズの山は微少振幅波理論であつかえ、第二のフェーズの山はソリトンであるから、有限振幅の扱いになる。
こんなことを基本に、図-1 の強震動波形のフェーズについて述べる。上の 3 つ、IWTH08、IWT019、IWT016 では
南より震源に近かったため第一の山が第二の山より先に致達したと考える。震源に最も近い三つのフェーズは第一の山、第二の山のフェーズ共しっかりした型で顕著である。FKS004、FKS013 の福島のフェーズを見ると、第二のフェーズが第一のフェーズに追いついてきたことを示している。第二のフェーズが卓越してきている。福島より南の千葉方面になると、第二のフェーズがほぼ完全に第一のフェーズに追いつき、IBR001、CHB012 では完全に一つになっている。
ところで、緊急地震速報であるが、昨年の横浜での日本地球惑星科学連合の学会でも、関東地方は良く合ったが、北部では合わなかったと、確か議論されていたと、記憶している。この原因は、今迄述べた、北の岩手から南の千葉までの強震動波形のフェーズの説明で明らかである。緊急地震速報が東京から発せられると聞いて、合うわけがないと思われる。
第一のフェーズの山は微少振幅波理論で、第二のフェーズの山は有限振幅波 Soliton の理論による地震波である。
したがってこの二つの式を一本にまとめることは無理と考えられる。このフェーズの山の北から南までは 40 秒足らずで達している。
筆者は緊急地震速報には詳しくないので、関東と東北で合わなかった理由のみ述べ、対応は専門に研究している方々におまかせする。
参考文献(1) 東日本大震災調査報告：防災科研(2) 西澤勝 著：GPS 波浪計の Soliton と 2011 東日本大震災の地震波との関係．
「The Relationship between Soliton in GPS wave gage and Seismic Wave of 2011 the Tohoku District Pacific Ocean
Earthquake」日本地球惑星科学連合 JGUM, 2013, 5(3) 日野幹雄 著「流体力学」1992(4) 西澤勝 著（Masaru Nishizawa）「Handling by Solitary Wave and Soliton Earthquake Motion」 2012, 10 月 18 日 日本地震学会秋季大会 D22-01
Keywords: Severe Earthquake, Finite Ampritude Wave, Phase

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会場:103

時間:5 月 26 日 12:00-12:15

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会場:103

時間:5 月 26 日 14:15-14:30

九州地方の散乱減衰と内部減衰
Scattering and intrinsic attenuation in Kyushu
志藤 あずさ 1∗ ; 松本 聡 2 ; 大倉 敬宏 1
SHITO, Azusa1∗ ; MATSUMOTO, Satoshi2 ; OHKURA, Takahiro1
1
1

京都大学地球熱学研究施設, 2 九州大学地震火山観測研究センター
Institute for Geothermal Sciences, Kyoto University, 2 Institute of Seismology and Volcanology, Kyushu University

Attenuation of seismic wave energy is caused by two factors: scattering and intrinsic absorption. The former is the scattering ofseismic wave energy due to random heterogeneities in seismic wave velocity and the density of the medium, while the latter is theconversion from seismic wave energy to heat energy by internal friction due to anelasticity of the medium. Quantifying scatteringand intrinsic attenuation is important to understanding the structure of the lithosphere in terms of seismotectonic features.
We separately estimate scattering and intrinsic attenuation by applying the multiple lapse time window analysis (MLTWA)
technique [Hoshiba et al., 1991]. This technique is based on a comparison between observed and calculated seismic wave energy
density obtained using radiative transfer theory in several successive lapse time windows. In the present study, we measure theintegrated seismic wave energy as a function of distance and frequency for three consecutive time windows with a length of 15 s
following the S-wave onset. The window length is chosen in such a way that the first window contains a significant contributionof the direct S-wave energy and the last two windows mainly contain the contribution of the scattered energy. The observed
energy is calculated in three steps. First, we filter the waveforms using a third-order Butterworth band-pass filter at the following
frequency bands: 1-2, 2-4, 4-8, 8-16, and 16-32 Hz. Second, we obtain the envelopes by taking the sum of squares sum of thethree-component amplitudes of filtered waveforms. Third, we integrate the root mean square amplitude of the envelopes in thethree time windows. By comparing the observed and calculated energy distributions in terms of the misfit function, we obtain
the best pair of scattering and intrinsic attenuation. We use the Lavenberg?Marquard algorithm, a non-linear least squares fitting
procedure, to find the minimum of the misfit function.
We estimate the scattering and intrinsic attenuation in Kyushu, which is the site of active volcanoes and seismic activity within
the Beppu-Shimabara rift valley and elsewhere. We collect waveform data from the Hi-net network operated by NIED. During
the period from 2004 to 2014, we choose 180 earthquakes with magnitudes (Mjma) of 0.5-3.5 and with depths of <20 km. We
select event station pairs with epicentral distances of <100 km recorded at 78 Hi-net stations.
In all the studied area, intrinsic absorption dominates over scattering loss at low frequencies (1-2 Hz), whereas scattering loss
predominates at high frequencies (16-32 Hz). The results show strong spatial variations in scattering and intrinsic attenuationthat depend mainly on the tectonic setting. For frequencies of 1-2 Hz, areas with strong scattering loss correspond mainly to thelocations of the volcanoes, while areas with strong intrinsic absorption correspond to the locations of volcanoes and active faults,
which are marked by low-velocity anomalies.
Keywords: crust, scattering attenuation, intrinsic attenuation

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会場:103

時間:5 月 26 日 14:30-14:45

浅部海洋性地殻内の短波長速度不均質構造
Small-scale velocity heterogeneity of subducting oceanic crust inferred from high-frequency
trapped P and S waves
武村 俊介 1∗ ; 吉本 和生 1 ; 利根川 貴志 2
TAKEMURA, Shunsuke1∗ ; YOSHIMOTO, Kazuo1 ; TONEGAWA, Takashi2
1
1

横浜市立大学, 2 海洋研究開発機構
Yokohama City University, 2 Japan Marine Science and Technology

観測波形に見られるトラップ波の特徴
茨城県南部の深さ 50-60 km で発生した地震において、微弱な直達波の数秒後に大振幅の後続波が観測されることが報告されている（Hori, 1990, 2006）。この後続波は海洋性地殻を伝播してきたトラップ波と解釈されており、その伝播特性
は海洋性地殻内部の不均質構造の影響を受けていると考えられている。
関東・東海地域で得られた Hi-net の地震波形記録を詳細に調べたところ、フィリピン海プレートが 10-15 km と浅い地域において紡錘形で不明瞭なトラップ P 波および S 波が観測された。その他の地域ではパルス的で明瞭なトラップ波が観測されていることから、浅部海洋性地殻の不均質構造が紡錘形のトラップ波の成因と考えられる。
差分法による地震動シミュレーション
パルス的および紡錘形のトラップ波が観測されるそれぞれの測線の断面について 2 次元差分法による地震動シミュレー
ションを行い、高周波数トラップ波の伝播特性と不均質構造の関係を調べた。シミュレーションの詳細は武村・他（2014,
日本地震学会秋季大会）に従って行い、16 Hz までの地震動を評価した。
高周波数地震動への地震波散乱の効果を取り込むため、短波長速度不均質構造を導入した。地殻、マントルおよび海洋性マントルについては Takemura and Yoshimoto（2014）の表 4 によるパラメータを採用した。海洋性地殻内の短波長
不均質構造は紡錘形の波形形状から、相関距離 a = 3 km、ゆらぎの強さ e = 0.07 の指数関数型と a = 1 km, e = 0.07 のガ
ウス型を重ねあわせた媒質を仮定した（Takemura and Yoshimoto, 2014）。関東・東海下に沈むこむフィリピン海プレートの海洋性地殻第２層は深さ 30-40 km での脱水反応により高速化し、深さ 40 km 以深では均質な構造へ変化していることが指摘されている（武村・他, 2014; Takemura et al., 2015）。そこで、海洋性地殻第 2 層の高速化と同時に海洋性地殻内の短波長速度不均質構造も消失すると仮定して、その深さ ZD を 30, 40, 50 km と変化させて地震動シミュレーションを行
い、観測波形と比較を行った。
シミュレーションで得られた速度波形を比較すると、ZD = 50 km ではどちらの断面においても紡錘形のトラップ波となってしまい、逆に ZD = 30 km とするとパルス的なトラップ波となる。ZD = 40 km の時、観測事実を最もよく説明した。
トラップ波の伝播特性と浅部海洋性地殻
紡錘形のトラップ波が観測される断面ではフィリピン海プレートが 10-15 km まで浅くなっており、そのためトラップ
波のエネルギーは地殻へ解放されず、海洋性地殻に沿い観測点まで伝播する。そのため、浅部海洋性地殻内の短波長速度不均質構造によりトラップ波の最大振幅が大きく遅延し、紡錘形のトラップ波となった。
脱水反応（30-40 km）以浅の浅部海洋性地殻は多くの含水鉱物が含まれていることが考えられ、流体または含水鉱物による短波長不均質構造の形成が示唆された。

謝辞
防災科学技術研究所の Hi-net の速度波形記録および F-net の CMT 解を使用させていただきました。数値シミュレー
ションには海洋研究開発機構の地球シミュレータを使わせていただきました。

キーワード: 地震波伝播, 海洋性地殻, 短波長速度不均質構造, 地震波散乱, 地震動計算
Keywords: Seismic wave propagation, oceanic crust, small-scale heterogeneity, seismic wave diffraction and scattering, numerical simulation

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会場:103

時間:5 月 26 日 14:45-15:00

見掛け P 波及び S 波輻射特性の周波数・距離変化
Frequency and distance changes in the apparent P-wave and S-wave radiation pattern
小林 学 1∗ ; 武村 俊介 1 ; 吉本 和生 1
KOBAYASHI, Manabu1∗ ; TAKEMURA, Shunsuke1 ; YOSHIMOTO, Kazuo1
1
1

横浜市立大学
Yokohama City University

はじめに
地震時に震源断層から輻射される S 波は，断層面の走向とそれに直交する方向で大きく，45 度ずれた方向で小さい 4
象限型の振幅の分布となることが予想される．しかし，観測された地震波形を解析すると， 1 Hz 以下の低周波数では 4象限型の最大振幅分布になるが，5 Hz 以上の高周波数ではほぼ等方的になることが指摘されている（例えば，Liu andHelmberger, 1985; Takemura et al., 2009）．近年，高感度地震観測網 Hi-net の良質な地震波形記録により，P 波についても高周波数において振幅分布（見掛け輻射特性）が崩れることが報告されている（小林・他，2014，日本地震学会秋季大会）．本研究では，小林・他（2014）の手法を S 波にも適応し，見掛け P 波及び S 波輻射特性の周波数・距離変化を解析から明らかにし，P 波と S 波の伝播特性の相違を調べた．
データと解析手法
解析には，高感度地震観測網 Hi-net で得られた中国地方の地殻内で発生した地震（横ずれ型の 10 イベント，震源距
離 0-150 km）の 755 の速度波形を用いた．小林・他（2014）による手法を用い，Coda 規格化法（e.g., Yoshimoto et al.,1993）で求めた P 波及び S 波の平均的な距離減衰のトレンドからの振幅のばらつきの方位依存性の精査によって見掛け輻射特性を評価した．ダブルカップル震源モデルから予測される輻射特性係数の方位依存性を理論予測とし，この理論
予測と観測振幅の方位依存性との相関係数をもとに見掛け輻射特性の崩れを定量的に調べた．解析周波数帯は 0.5-1 Hz，
1-2 H，2-4 Hz，4-8 Hz，8-16 Hz とした．
見掛け輻射特性の周波数・距離変化
P 波，S 波とも見掛け輻射特性は 0.5-1 Hz 以下の低周波数において 4 象限型を保持しているが，周波数の増大に伴い単調に 4 象限型から崩れることが明らかになった．4-8 Hz 以下の帯域では，見掛け輻射特性は震源距離の増大に伴い単調に崩れることから，伝播経路中の短波長不均質構造による地震波散乱の影響が示唆された．一方で，8-16 Hz では見掛け輻射特性は震源距離 40 km においてすでに大きく崩れている．このことから高周波数においては，震源近傍の不均質構
造や震源過程の複雑さが見掛け輻射特性の崩れに寄与していることが示唆された．
見掛け輻射特性の 4 象限型からの崩れは，震源距離・周波数帯によらず，常に S 波のほうが P 波より大きかった．例
えば，4-8 Hz における理論予測との相関係数は P 波と S 波でそれぞれ 0.37 と 0.23 であった．また，震源近傍に対して推定したこの相関係数は，P 波では低周波数において 1 程度の値を 2-4 Hz まで保持するのに対して，S 波では P 波よりも有意に小さい値が求まる（例えば 2-4 Hz での比較でそれぞれ 0.75 と 0.55）． 以上の結果は，地殻内の不均質性や震源破壊過程の複雑さの影響が P 波と S 波で異なる可能性を示している．
発表では，見掛け輻射特性の周波数・距離変化の特徴についてより詳しく紹介し，P 波と S 波の伝播特性の相違や地殻内の不均質性について議論する．
謝辞
防災科学技術研究所の高感度地震観測網 Hi-net および広帯域地震観測網 F-net の波形記録を使用させていただきました．また，F-net の CMT 解と気象庁の初動発震機構解を使用させていただきました．

キーワード: 輻射特性, 実体波, 地震伝播, 地震波散乱
Keywords: Radiation pattern, Body wave, Wave propagation, Wave scattering and diffraction

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会場:103

時間:5 月 26 日 15:00-15:15

Comparison between ray theory and synthetic seismograms for transversely isotropic media
Comparison between ray theory and synthetic seismograms for transversely isotropic media
BORGEAUD, Anselme1∗ ; KONISHI, Kensuke1 ; GELLER, Robert J.1 ; KAWAI, Kenji2
BORGEAUD, Anselme1∗ ; KONISHI, Kensuke1 ; GELLER, Robert J.1 ; KAWAI, Kenji2
1

Department of Earth and Planetary Science, Graduate School of Science, University of Tokyo, 2 Department of Earth Scienceand Astronomy, Graduate School of Arts and Sciences, University of Tokyo1
Department of Earth and Planetary Science, Graduate School of Science, University of Tokyo, 2 Department of Earth Scienceand Astronomy, Graduate School of Arts and Sciences, University of Tokyo
Imaging seismic anisotropy is essential for a better understanding of geodynamics, since it provides information on deformation and flow in the crust and mantle. S-wave splitting has been widely used to infer the presence and extent of anisotropy. The
inference of anisotropy from S wave splitting relies, however, on ray theory, which is strictly valid only for infinitely high frequencies, and thus may not accurately reflect real finite-frequency seismic data. For example, a recent study by Komatitsch et al.
(2010) showed that splitting of diffracted S waves in the D” region, just above the CMB, is present in synthetics computed for an
isotropic velocity model. In this study we compute travel times for a transversely isotropic (TI) medium using a newly developed
software package (Konishi et al., JpGU, 2015). We then compute full-wave synthetics using the Direct Solution Method (DSM;
Kawai et al., 2006). We focus on two regions of the mantle: D” and the upper mantle. We confirm apparent S-wave splitting insynthetics computed for the isotropic IASP91 velocity model for epicentral distances over 100 degrees, in agreement with theresults of Komatitsch et al. (2010). We also compare the predictions of geometrical optics to synthetics for TI models for phases
which sample the upper mantle and the D” region.
キーワード: DSM, Travel time, D double prime, Upper mantle, Anisotropy, S-wave splitting
Keywords: DSM, Travel time, D double prime, Upper mantle, Anisotropy, S-wave splitting

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会場:103

時間:5 月 26 日 15:15-15:30

東北地方太平洋沖で発生した地震からの近地 sP 波の振幅分布
Amplitudes of sP depth phase observed at small epicentral distances from offshore eventsin the northeastern Japan
小菅 正裕 1∗ ; 加藤 爽 1
KOSUGA, Masahiro1∗ ; KATO, So1
1
1

弘前大学理工学研究科
Grad. Sch. Sci. & Tech., Hirosaki Univ.

sP 変換波の走時が，近地においても震源深さの決定精度の向上に有効であることはよく知られているが，sP 波の振幅に関する研究はあまり行われていない．そこで本研究では，波動の特徴を利用して sP 波を効率よく抽出する手法の開発を行い，それを東北地方太平洋沖で発生した地震に適用して sP 波の振幅分布の特徴を把握し，振幅分布に影響する要因の検討を行った．抽出のための解析では， polarization 解析によって求めた振動の長軸方位・傾斜角・直線性が P 波としての条件を満たす時間ウィンドウにおいて，エンベロープ振幅の最大値を sP 波振幅として読み取った．sP 波の卓越周波数は 1-2 Hz であるので，解析は中心周波数 1 Hz の帯域フィルターを通した波形を用いて行った．この方法によれば，目視では困難な場合も含めて，極めて効率よく sP 波を検出できる．sP 波の振幅は一般的に日本海側で大きく，方位依存性を示唆するような分布を示す．振幅分布に影響する要因として，距離減衰，震源からの放射特性，海底での反射係数の空間的不均質を考えて検討した．距離減衰については P 波とほぼ同様であることがわかったので，震央距離に対して線形近似をすることによって除いた．震源からの放射特性は，距離減衰補正後の振幅を震源球上にプロットして F-net のCMT 解と比較することで検討した．その結果，振幅分布が放射特性を反映しているような例もあったが，震源球上で近接する観測点において振幅が大きく異なる場合は，放射特性では説明することができない．そこで，振幅を反射点位置にプロットして海底地形と対応を調べたが，明瞭な対応は見られなかった．以上のことから，sP 波振幅は距離減衰と震源からの放射特性を反映していると考えられるが，反射に対する地形や地下構造の局所的な不均質性が影響している可能性も否定できない．それが，sP 波が観測される観測点の割合が震源位置によって大きく異なる原因となっているのかもしれない．
キーワード: sP 波, 反射, 振幅, 震源メカニズム
Keywords: sP wave, reflection, amplitude, focal mechanisms

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会場:103

時間:5 月 26 日 15:30-15:45

AnisoTime TI 媒体下走時計算ソフトウエア”AnisoTime” Travel time computation software for transversely isotropic media.
小西 健介 1∗ ; ボジョー アンセルム 2 ; ゲラー ロバート 2 ; 河合 研志 3
KONISHI, Kensuke1∗ ; BORGEAUD, Anselme2 ; GELLER, Robert2 ; KAWAI, Kenji31

台湾中央研究院, 2 東京大学大学院理学系研究科, 3 東京大学大学院総合文化研究科
Academia Sinica, 2 Graduate School of Science, University of Tokyo, 3 Graduate School of Arts and Sciences University of
Tokyo

1

多くの地震学研究において実体波の走時計算ソフトウエアは必要不可欠である。水平方向均質な等方媒体の場合、TauP
toolkit (Crotwell et al., 1999) が多くの研究教育機関で使われている。一方、Transversely isotropic (TI) の異方性媒質における走時を計算する理論 (Vlaar,
1968, 1969; Woodhouse, 1981) はすでに定式化されているが、走時計算ソフトウエアは、知りうる限り公開されていない。
そこで、私たちは水平方向均質 TI 媒体における走時計算ソフトウエア（AnisoTime）を開発し、そのテスト版の公開を行った。（http://www-solid.eps.s.u-tokyo.ac.jp/˜dsm/からダウンロード可。）本発表ではそのソフトウェアの紹介を行う。

キーワード: 走時, 異方性
Keywords: Travel time, anisotropy

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会場:103

時間:5 月 26 日 15:45-16:00

タブレット端末での地震波動伝播シミュレーション
Simulation of the seismic wave propagation on the tablet computer
江本 賢太郎 1∗
EMOTO, Kentaro1∗
1
1

東北大学大学院理学研究科
Graduate School of Science, Tohoku Univ.

近年，スマートフォンやタブレット端末が広く普及してきた．それらの端末で使用されている CPU 性能やメモリ容量も高性能化しており，数年前の PC に匹敵する性能を持つものもある．つまり，簡単な数値計算であればモバイル端末でも行うことが可能である．また，気軽に起動させて直感的に操作するという面においては，タブレット端末の方が PC よりも優れている．本研究では，タブレット端末上での数値計算の可能性を探るとともに，手軽に地震波動伝播をシミュ
レーションすることのできるアプリケーションを作成することを目的とする．複雑で専門性の高い数値計算は PC で行うべきであり，ここではタブレット端末の利点である手軽さを追求する．本研究では，iPad Air をターゲットとして開発を行う．
地震波動伝播シミュレーションは 2 次元で行う．弾性体の運動方程式をスタッガードグリッドで差分化する．計算を簡単にするため，精度は空間・時間ともに 2 次とする．ここでは，地表の表現として空気の層を考え，地中は 3 層構造とする．空間刻みは上下・水平ともに 200m とし，グリッド数は水平方向 512 個，深さ方向 384 個とした．つまりシミュ
レーション領域は水平方向 102km，深さ方向 77km である．時間刻みは 10ms とした．ユーザの待ち時間をなくすため，計算終了後に動画を作成して波動伝播のようすを表示するのではなく，差分計算と同時に波動場のスナップショットを描画する．ここでは，20 ステップごと（0.2s）ごとに波動場を描画する．波動場は勾配と回転を計算して，P 波と S 波の振幅を分離して表示させる．この時，ピクセルごとに値を指定して描画すると処理が間に合わないため，波動場の画像を作成してそれを表示させる．波動場と共に，任意の観測点での波形表示を更新する．直感的な操作の一つとして，層境界，震源位置，観測点位置を指で自由に変更できるようにする．層境界は 10 個の点を動かすことによって規定する．それぞれの層の速度は固定だが，境界を自由に動かすことにより，さまざまな状況における地震波動伝播シミュレーショ
ンを行うことが可能である．また，より高度なシミュレーションとして，それぞれの層の速度にランダムなゆらぎを与えることが可能である．ここでも直感的な操作を重視し，与えるゆらぎの空間スペクトルの形状を指で自由に変更できるようにすることで，任意のサイズのゆらぎを与えることが可能である．
水平方向，鉛直方向のサイズをともに 2 倍（面積 4 倍）にしてもメモリ容量に問題はない．しかし，10 秒間の地震波
伝播シミュレーションの計算・描画をするのに，従来は約 40 秒かかっていたが，2 分 45 秒かかるようになった．波動場の描画は 0.2s 更新であるため，10 秒のシミュレーションでは 50 回更新される．つまり，広くした領域では描画の間隔
が 1 秒以上空くことになる．軽快な動作が求められるタブレット端末では遅すぎることになる．たとえば，描画を 0.1s
（10 ステップ）更新にすれば描画間の時間は短くなるが，描画する負荷もあるため，単純に半分の時間間隔で描画が進む
ことにわならない．このとき，波動場の進み具合も小さくなり，軽快にシミュレーションが進んでいるようには感じられなくなる．また，波動場の画像サイズが大きくても描画の負荷が大きくなり，動作が遅く感じられるようになる．このとき，画像の細かさよりも，画像全体のサイズの影響の方が大きい．

iPad で 2 次元地震波伝播をシミュレーションすることは十分可能であり，直感的でインタラクティブな操作ができる
ため，専門家以外の人へ地震波動伝播の様子を伝えるのに役立てることができる．

キーワード: モバイル端末, アプリ, 地震波伝播シミュレーション, iOS
Keywords: mobile application, seismic wave propagation, simulation, iOS

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会場:103

時間:5 月 26 日 16:15-16:30

Hi-net および KiK-net 記録の地震波干渉法解析と波動伝播計算に基づく地震波速度変化の深さ推定Estimation of velocity change depth from wave-propagation simulation and interferometric analysis of Hi-net and KiK-net
澤崎 郁 1∗ ; 上野 友岳 1 ; 汐見 勝彦 1 ; 齊藤 竜彦 1
SAWAZAKI, Kaoru1∗ ; UENO, Tomotake1 ; SHIOMI, Katsuhiko1 ; SAITO, Tatsuhiko1
1
1

防災科学技術研究所
National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention

Hi-net と KiK-net とは同一の観測サイトに併設されているため、双方の観測記録に地震波干渉法解析を施し、その結果を比較することにより、地震波速度変化の深さ依存性を検出できると考えられる。この考えに基づき、本研究では、妙高高原観測点（N.MKGH/NIGH17）の Hi-net 速度計で取得された雑微動記録の自己相関関数（ACF）と、KiK-net 強震計で取得された地震波記録の地表地中間デコンボリュージョン関数（DCF）とを併用し、2014 年 11 月 22 日に発生した長野
県北部の地震（MW 6.3）に伴う地震波速度変化の深さ依存性を調査した。地震波干渉法解析の結果、本震発生から一週間の期間内において、Hi-net 記録の ACF からは 1-2%、KiK-net 記録の DCF からは 3-4%の速度低下率をそれぞれ検出した。この速度低下率の違いは、KiK-net 記録の DCF が地表-地中観測点間（深さ 0-150 m）の速度変化のみを検出するのに対し、Hi-net 記録の ACF はより広い範囲の平均的な速度変化を検出するために生じると考えられる。次に、深さ 0m
から 150m までの地震波速度を KiK-net で観測された速度低下率と同じく 3%低下させた場合の ACF の変化を、差分法による２次元波動伝播計算により調べた。解析に用いる速度構造は、地震波トモグラフィにより得られた妙高高原観測点周辺の深さごとの速度平均値にランダムな速度揺らぎを足し合せて作成した。トモグラフィの分解能がない 2.5km 以
浅については、最上層の速度が VP =4.0km/s および VS =2.0km/s の場合（モデル１）と VP =3.0km/s および VS =1.0km/sの場合（モデル２）について、トモグラフィ結果と滑らかにつながるように速度を補間して作成した。震源および観測点は深さ 150m の同位置とし、速度変化に伴う計算波形の位相変化をストレッチング法により調べた。計算の結果、計算波形から検出された速度低下率はモデル１とモデル２についてそれぞれ平均 0.7%および 1.2%となった。妙高高原観測点の検層記録によると、深さ 0m から 150m までの平均地震波速度は VP =1.8km/s および VS =0.6km/s であり、モデル２で採用した最上層の速度よりも遅い。したがって、実際の速度構造を用いた計算では 1.2%以上の速度低下が見込まれる。
この結果は、Hi-net 記録の ACF から検出された速度低下率の半分以上が 150m 以浅での速度低下によって説明可能であることを示唆する。
キーワード: Hi-net, KiK-net, 地震波干渉法, 地震波速度変化, 差分法
Keywords: Hi-net, KiK-net, interferometry, velocity change, finite-difference simulation

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会場:103

時間:5 月 26 日 16:30-16:45

Ground Motion Prediction of Finite Rupture Subduction Earthquakes using the Ambient
Seismic Field
Ground Motion Prediction of Finite Rupture Subduction Earthquakes using the Ambient
Seismic Field
VIENS, Loic1∗ ; KOKETSU, Kazuki1 ; MIYAKE, Hiroe1 ; SAKAI, Shin’ichi1 ; HIRATA, Naoshi1 ;HONDA, Ryou2
VIENS, Loic1∗ ; KOKETSU, Kazuki1 ; MIYAKE, Hiroe1 ; SAKAI, Shin’ichi1 ; HIRATA, Naoshi1 ;HONDA, Ryou2
1
1

Earthquake Research Institute, University of Tokyo, 2 Hot Springs Research Institute of Kanagawa Prefecture
Earthquake Research Institute, University of Tokyo, 2 Hot Springs Research Institute of Kanagawa Prefecture

The ever-increasing construction of large-scale structures such as high-rise buildings, oil tanks, and suspension bridges requires
an accurate prediction of long-period ground motions (4-10 s) for seismic hazard assessment. The slow attenuation with distanceof the long-period ground motions combined to possible amplification in sedimentary basins can lead to large damages as thoseobserved during the 1985 Michoacan earthquake (Mw 8.0) where more than 1000 buildings were destroyed in the Mexico city
located at more than 300 km from the hypocenter. We focus this study on the Kanto basin where the Tokyo city is located. In thebasin and its surrounding, more than 600 stations composed of 3 component seismometers recording continuous data have been
selected. These stations are a part of different networks including the Metropolitan Seismic Observation network (MeSO-net),
Hi-net and F-net of NIED, the Japan Meteorological Agency (JMA) network, and the Hot Spring Research Institute of Kanagawa
Prefecture network. Stations located above the 1923 Kanto earthquake rupture area have been considered as virtual sources andothers as receivers. Deconvolution method has been applied between every virtual source and the receivers to extract single
force impulse response functions for each pair of stations. As only relative, rather than absolute, amplitude can be extracted withthis technique, we calibrated the impulse response function amplitudes using records of a moderate shallow earthquake (Mw∼ 5) that occurred close to the virtual sources. Once the amplitude scaled, we show that both impulse response functions andearthquake records have similar phase and amplitude in the period range of 4 to 10 s. Then, we built finite rupture models for
Mw ∼ 7 subduction earthquake scenarios that we discretized in subfaults. For each station considered as a receiver, we show that
it is possible to interpolate the calibrated impulse response functions extracted between every virtual source and the receiver toobtain one impulse response function for each subfault. We also took into account the depth and the dip angle of the fault andthe rupture propagates radially with a speed of 2 km/s. We confirm that peak ground velocities and durations of our simulated
ground motions are strongly amplified in the Kanto basin.
キーワード: Long-period ground motion prediction, Finite rupture subduction earthquakes, Ambient seismic field, Seismic interferometry, Kanto basin
Keywords: Long-period ground motion prediction, Finite rupture subduction earthquakes, Ambient seismic field, Seismic interferometry, Kanto basin

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会場:103

時間:5 月 26 日 16:45-17:00

農業用ダム既設地震計における微小振動記録への地震波干渉法の適用
Application of seismic interferometry to waveforms of small vibration recorded by theexisting seismometer of a dam
黒田 清一郎 1∗ ; 田頭 秀和 1 ; 増川 晋 1
SEIICHIRO, Kuroda1∗ ; TAGASHIRA, Hidekazu1 ; MASUKAWA, Susumu1
11

農研機構 農村工学研究所
NARO, National Institute for Rural Engineering

大規模で重要度の高いダムにおいては一般的に地震計が整備されており、大規模地震の発生時には貴重な地震時振動
波形データを記録してきた。そのようなダムの強震動観測記録は、大規模地震時にダムがどのような挙動をしたかを示す貴重なものであり、農業用ダムにおいても総合的に活用がなされてきた。一方で、ダムの地震時の挙動は、ダムに入射する地震波の特徴だけではなく、ダム堤体周辺の地盤や堤体そのものの特徴を反映する。そこで筆者等は構造物内の地震波伝播特性を継続的に評価・監視を行なう技術として、地震波干渉法のダム地震観測記録への適用を行なってきた。
本報では、農業用ダム既設地震計の観測記録から、有感地震以外の微小な振動についても、地震波干渉法に基づき時間領域応答を抽出できるかどうかを検討する。そのために、実際の農業用ダムの既設地震計において、10 時間以上の連続的な振動波形記録を取得し、それを対象とした検討事例を示す。その結果、一定強度の有感地震において得られた地
震時時間領域応答と同様の結果を、より微小な無感地震や常時微動に伴う雑振動からも抽出できる可能性を示した。このことから地震波干渉法概念に基づく提案手法は、一定強度の地震を待つ事無く、より頻度の高い評価・監視を行なう
ことができる可能性を示す。
本方法が他のダムにも適用でき、同様の結果が得られるかどうかは今後検証する必要があるが、このような結果が得られた場合には、地震発生頻度が低い地域やダム地震計設置期間が短く観測記録が不十分なサイト等において、ダムの振動特性等を把握する際に有効に活用されるものと期待される。
キーワード: 農業用ダム, 地震計, 振動波形, 地震波伝播, 地震波干渉法, 地盤構造物
Keywords: sam for irrigation, seismometer, seismic waveform, seismic wave propagation, seismic interferometry, soil structure

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会場:103

時間:5 月 26 日 17:00-17:15

弾性波アクロス土岐送信による東海地域の地震波速度変化
Temporal changes of seismic velocity in Tokai area revealed by the observation of theToki seismic ACROSS signals
國友 孝洋 1∗ ; 山岡 耕春 1 ; 渡辺 俊樹 2
KUNITOMO, Takahiro1∗ ; YAMAOKA, Koshun1 ; WATANABE, Toshiki211名古屋大学大学院環境学研究科, 2 東京大学地震研究所
Graduate School of Environmental Studies, Nagoya Univ., 2 ERI, Univ. of Tokyo

東北地方太平洋沖地震（2011 年 3 月 11 日、M9.0）の際には、東海地域の Hi-net 観測点で、土岐送信所（岐阜県土岐市）からの弾性波アクロス信号の走時にミリ秒オーダーの遅延が生じ、その後も経年的な変化が継続している。本発表
では、Hi-net 観測点で収録装置が更新された 2008 年以降、2014 年までの約 7 年間の土岐アクロス信号の解析に基づき、東海地域の地殻の地震波速度変化について概観する。
解析は、土岐送信所の南東〜南方向に分布する Hi-net 観測点のデータを中心に行ったが、一部、北東方向の観測点も含まれている。中には、サンプリングクロックの補正ができない、あるいは、S/N 比が低いなどの理由により結果が不明
瞭な観測点があったため、それらを除いた 14 観測点（土岐送信所からの距離 11 から 70km）の走時変動について検討を行った。走時変化は、2010 年 3 月 1 日〜2011 年 2 月 28 日の 1 年間スタッキングしたグリーン関数を基準とし、3 ヶ月
間ないし 1 年間スタッキングを 1 ヶ月毎に行ったグリーン関数とのクロススペクトルの位相から計算した。
多数の波群について走時変化を求めたが、まずは、パスがほぼ明らかな S 波（Sg）および P 波（Pg）について議論を行う。東北地震の際には、概ね全ての観測点でミリ秒オーダー（例えば、土岐送信所から約 57km 離れた N.HOUH の SH
波で 2ms 程度）の走時遅延が生じている。中には N.STRH のようにほとんど変化しない観測点も存在する。これらはの
走時変化は、土岐送信所近傍の観測点（9km 以内）で得られた結果から、送信点および観測点近傍の比較的浅い場所（1〜2km より浅部）の変化を反映していると考えられる（國友・他、本連合大会）。東北地震後、年間 1ms ないしそれ以下のレートで走時が経年的に早くなる変化も、ほぼ共通に見られる。東北地震前から走時が早くなる経年変化をしている
観測点も複数存在している（N.YOTH, N.KSSH, N.TYEH, N.HOUH, N.TOEH）。送信点からの距離と走時変化との間には系統的な関係性は見出せないものの、方位角が近い観測点は概して似た変動パターンを示している。地震波速度変化は、最も大きな変化を示した東北地震の際にも 0.01%〜0.1%オーダーであり、ほとんどの観測点で解析期間の初め（2008 年）と終わり（2014 年）の走時がほぼ一致している。このように大局的に見た東海（中部）地域の地震波速度の変化は非常に小さいが、地震時の応答から見ても地殻応力の変化と関係していることは間違いないと考えられ、今後、広域なテク
トニック応力場との関係を抽出する方法を検討して行く予定である。
（謝辞）防災科学技術研究所の Hi-net のデータを使わせて頂きました。また、原子力機構東濃地科学センターの方々には、土岐弾性波アクロス送信所の稼働にご尽力を頂きました。記して感謝致します。
キーワード: 弾性波アクロス, 地震波速度変化, 走時変化, Hi-net
Keywords: seismic ACROSS, seismic velocity change, travel time change, Hi-net

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会場:103

時間:5 月 26 日 17:15-17:30

長周期地震波動場の特徴を利用した自動 CMT 解の精度向上のための手法開発
A simple method to improve automatic CMT solutions based on a feature of long-period
seismic wavefields
酒井 孝英 1∗ ; 熊谷 博之 1 ; プリード ネルソン 2 ; 中野 優 3
SAKAI, Takahide1∗ ; KUMAGAI, Hiroyuki1 ; PULIDO, Nelson2 ; NAKANO, Masaru3
1
1名古屋大学環境学研究科, 2 防災科学技術研究所, 3 海洋研究開発機構
Nagoya University, 2 NIED, 3 JAMSTEC

１．はじめに地震・津波被害の迅速な対応には適切なセントロイドモーメントテンソル (CMT) 解を短時間に推定する必要がある。
フィリピン・インドネシア地域には地震・津波警報のために広帯域地震観測網が配備され、この波形記録の解析に Nakano
et al. (GJI, 2008) が開発した SWIFT 震源解析システムが用いられており、長周期 (50-100 s) の波形から波形インバージョ
ン法を用いて自動で CMT 解（自動解）を決定されている。広帯域地震計に地震波が到達すると、非地震性の長周期のノイズ波形（異常波形）が不定期に発生することが知られている。この波形は地震波形と比べ相対的に振幅が大きく、波形インバージョンによる震源解析に影響を与えるが、この波形を適切に除去あるいは補正する手法は確立されていない。
そこで、本研究では長周期地震波動場の特徴を利用して、この異常波形を簡便に短時間で判別する手法の開発を行った。
２．手法
長周期の地震波形の最大振幅について表面波を仮定し、震源までの距離と非弾性による減衰を考慮したものを震源振幅と定義する。CMT 解の推定に使用した全波形記録について震源振幅を推定し、モーメントマグニチュード (Mw) と比較することで地震波形と異常波形の振幅の違いを利用した波形の判別法を検討した。また、震源振幅の幅と Mw の関係について、その物理的意味を調べるため、フィリピンの観測点配置と格子状に密に置いた観測点配置の場合について合成波形を用いた数値計算を行った。
３．結果
フィリピンインドネシア地域で 2012 年に発生した地震について、手動で波形を選択し推定した CMT 解（手動解）の震源振幅と Mw を比較した。震源振幅は地震波の放射パターンによりばらつくが、手動解において、この幅は Mw が変化しても一定であり、イベントごとの震源振幅の最小値（最小震源振幅）と各震源振幅との比（震源振幅の比）を取ると、ほとんどの波形の震源振幅の比は 10 以内に収まった。一方で 2013 年から 2014 年までにフィリピン地域で発生し不適切な自動解を推定した 25 のイベントにおける震源振幅には手動解の震源振幅の幅より大きい値を持つ波形が見られ、震源振幅の幅は一定に集まらなかった。手動解の震源振幅の幅より大きい値を持つ波形は異常波形に対応しており、震源振幅の比は 10 以上であった。この結果より、震源振幅の比について 10 付近にしきい値 (R) を設け、パルス状波形を判別する手法を検討したところ、R=11 とすると手動解との震源の距離の差が最小となり、Mw および震源メカニズムに大幅な改善が見られた。数値計算より、震源振幅の幅は地震波の放射パターンがゼロとなる方向（ノード）と観測点との間の角度が小さくなる程広がり、観測点密度が増加すると震源振幅の幅が広がる傾向が見られた。そこで、観測点間隔が 200〜300 km 程度であるフィリピン・インドネシア広帯域地震観測網と比べ、間隔が約 100 km である観測点密度の高い日本の広帯域地震観測網 F-net の観測記録について、Mw が 4〜8 の範囲で震源振幅を推定したところ、本研究で調べたイベントにおいて、震源振幅は Mw に依存せず一定の幅に集まり、ほとんどの波形の震源振幅の比が 10 程度になる結果が得られた。
４．議論
波形判別法について、R=11 としたとき手動解との合いが最も良くなり、本手法が適切な波形の選択を行う上で有効である事が示された。数値計算では観測点密度が高くなると震源振幅の幅が広がる傾向が見られたが、観測点密度の異なるフィリピン・インドネシア広帯域地震観測網および F-net の観測記録において震源振幅の比はどちらも 10 程度で一定であった。この結果は震源振幅の幅が観測点密度に依存しない可能性を示しており、その解釈として震源の複雑性や地球内部の不均質構造により地震波の放射パターンが崩れる事で震源振幅の比が 10 程度になる可能性が指摘できる。本手法は、他の広帯域地震観測網においても異常波形の簡便な判別に有効であると考えられる。
謝辞：本研究には (独) 防災科学技術研究所 F-net のデータを利用した。

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会場:103

時間:5 月 26 日 17:30-17:45

地震波形解析から地震波動場解析へ：Seismic Gradiometry 法の広帯域化 Hi-net 記録への適用可能性
From seismic waveforms to seismic wavefield: A feasibility study of the seismic gradiometry applied to the Hi-net array
前田 拓人 1∗ ; 西田 究 1 ; 高木 涼太 1 ; 小原 一成 1
MAEDA, Takuto1∗ ; NISHIDA, Kiwamu1 ; TAKAGI, Ryota1 ; OBARA, Kazushige1
11

東京大学地震研究所
Earthquake Research Institute, UTokyo

はじめに
防災科学技術研究所 Hi-net は，固有周波数 1 Hz の速度型地震計を用いた稠密高感度地震観測網である．Hi-net では１
Hz 以上の高周波帯を主たる解析対象としているが，収録機器の広ダイナミックレンジと良好な S/N により，特に振幅の大きな大地震に対しては，超稠密な長周期アレイとしても充分に機能しうることが明らかにされてきた [Maeda et al.,2011, 2014]．波長が観測点間隔よりも長くなる長周期帯においては，地震波形は独立した観測点の時系列というよりも，その集合として 2 次元の面的波動場としての情報をもたらしうると期待される．実際に，地震動の補間された空間分布
から，不均質構造に起因する散乱波を検知した事例が報告されている．
近年，空間的に稠密な記録を用いて地震動の空間勾配を推定することにより，地震動の到来方向のみならず幾何減衰や震源輻射特性を分離できる Seismic Gradiometry（以下 SG 法）が提案されてきた [Langston, 2007a,b,c; Liang and Langston,2009]．本報告では，SG 法を Hi-net 観測点配置に基づく理論地震波形に適用することで，周期数 10 秒から 100 秒の長周期帯においてより定量的に面的波動場を推定し，波動伝播特性を抽出することの可能性を検討した．

Seismic Gradiometry
SG 法とは，離散的な観測点における地震波形の空間分布からその空間勾配を推定し，空間勾配と波形振幅から波動伝播を特徴付ける特徴量を推定する一連の手法である．空間勾配を推定するために，地震波動場が 2 次元の空間的に連続な関数であるとの仮定の下にそれを Taylor 展開し，周辺観測点の記録から逆問題によって空間微分係数を求める手法が提案されている．また，地震波動場の関数形状としては，時間とともに平行移動する項と，それとは独立な空間分布項を持つものが提案されている．この仮定の下では，到来波の位相速度と到来方向に加え，波の幾何減衰や震源輻射パター
ンに伴う空間変動が同時に推定できる．これは，主として平面波を仮定してその位相ずれから到来方向と位相速度を求めるアレイ解析とは大きく異なる特徴である．

Hi-net 観測点への適用可能性
Hi-net の実観測点配置に基づいた数値実験を行った．位相速度 3 km/s で水平方向に同心円状に広がるガウス型関数形状をもち，かつ表面波と同様な距離の平方根に反比例する幾何減衰と水平角度方向に四象限型の輻射パターンをもつ理論
波動場を生成し，Hi-net 観測点位置に相当する部分での理論地震波形を計算した．生成した波動場は波長に相当する特徴的な空間スケールが 60 km であり，周期 20 秒程度の表面波と同程度である．これらを仮想観測記録として，日本列島
および周辺の 0.1 度間隔の等間隔グリッドにおいて，周辺 50 km 内の観測点の波形振幅を用いた最小自乗法によって波動場とその空間微分係数を推定した．波動場とその微分推定は常に優決定問題であり，その解を求めるための逆行列を予め計算しておくことが可能である．したがって，波動場と空間微分の推定は観測点波形の重み付き和というきわめて単純な演算に帰着される．推定された波動場と解析解との比較から，波動場と微分量がそれぞれ相対誤差 5 ％と 10 ％程度の精度で推定可能であることが明らかになった．さらに，推定された空間微分量と変位波動場，速度波動場から，ス
ローネスベクトルおよび幾何減衰と輻射パターンの空間変動量を推定した．スローネスベクトルは震源からの放射線上によく一致したほか，輻射パターンの空間分布は，仮定した輻射パターンにより振幅が 0 になる位置でその振幅が急変
し，震源からの方位角方向に緩やかに変化する様子が確認された．
本報告の予備的な検討から，SG 法は広帯域化された大地震の Hi-net 記録に，周期 20 秒程度以上の帯域において充分に適用可能であることが明らかになった．本手法はアレイ解析と比べても空間的に均一な推定が可能であること，輻射
パターンのような振幅情報を抽出できることが確認できた．SG 法は，単一の地震の地震動解析だけで表面波位相速度の空間分布を直接推定することを可能にする点も，特筆に値する．また，波線平均された観測量の逆問題という経過を経

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会場:103

時間:5 月 26 日 17:30-17:45

る必要が無いため，位相速度ゆらぎの絶対値やその入射方位角の依存性を議論できる可能性がある．さらに，従来のアレイ解析に基づくような伝播方向が空間的に一様なグリッドで求まるため，不均質構造等に起因するコヒーレントな散乱波の検知ならびに波源同定にも有効であると期待される．
キーワード: 地震波動場, 広帯域, 表面波, 到来方向
Keywords: seismic wavefield, broadband, surface waves, arrival direction

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SSS26-P01

会場:コンベンションホール

時間:5 月 26 日 18:15-19:30

真の極小に収束する波形インバージョン法：ウィーナーフィルターの活用
Waveform inversion converged towards the grand minimum: A Wiener-filter approach
蓬田 清 1∗YOMOGIDA, Kiyoshi1∗11

北海道大学大学院理学研究院
Graduate School of Science, Hokkaido University

波形インバージョンは現在では地震学に限らず、地球惑星科学の幅広い分野で応用、さらにはルーチン的な大量あるいは自動処理が行われている。そこでは、時間領域の観測波形と合成波形の差を最小二乗法的に評価し、モデルを修正していく。しかし、山谷がある波形は一つずれると最小二乗的な誤差は周期的に繰り返す、すなわち、いくつものローカ
ルな極小が存在し、インバージョンの過程で本当の極小でないモデルへ収束してしまうことが多い。数学的には位相の 2πの任意性による。この問題点を処理する過程は phase unwrapping と呼ばれ、扱う問題に応じて、経験的なアプローチ
しかこれまで知られていない。
本研究ではこの問題点を解消するために、二段階からなる新しいインバージョン法を提案する。まず、観測波形d (t )と合成波形 p (t )（離散型の時系列とする）との違いを、ウィーナーフィルターw (t ) によって表す。p (t )∗w (t ) ‒ d (t ) の二乗和が最小になるようにw (t ) の係数を求めるが（∗は畳み込み）、これは再帰的解法から効率よく求められる（Levinson,1949）。モデルが最適ならば観測波形と合成波形が一致するので（p (t )=d (t )）、w (t ) はt =0 が１で他は 0 のユニットフィ
ルターとなる（連続変数ではデルタ関数に対応）。よって、時間ラグの重みをかけたt ・w (t ) の二乗和を最小にする基準
で、モデルを修正すればよい（ただし、w (t ) の絶対値に依存するので、規格化した二乗和を用いる）。
この基準ではt =0 からの時間差だけが最適化モデルへの基準として用いられるので、従来の手法での位相の任意性は関係がなく、真の極小値（最適モデル）へ反復すれば収束する点が重要である。
波形インバージョンでは順問題の形式をきちんと逆変換（離散的な形式ならば逆行列）を行うのは膨大な計算が必要なので、随伴行列（adjoint operator）をデータ残差d(t) -p(t) に掛けたものをモデル修正値として求める。この随伴行列は基準となるt ・w (t ) の二乗和を合成波形p (t ) で偏微分して得られる。すると、随伴行列は- t 2 w (t )2 ∗p (t )−1 となる。つまり、t ・w (t ) の二乗和をp (t ) で畳み込みの逆操作（deconvolution）をすればよく、他の操作は従来の波形院バージョンと同じである。
この手法を簡単な速度変動を与えたモデルで数値実験した所、十分に密な観測点・震源ペアがなくとも、従来の波形インバージョンで求めた結果よりも元のモデルを再現した。これは位相の任意性によるローカルな極小にトラップされず、真の極小へこの手法ならスムーズに収束することを示す。特に、初期モデルが最適モデルからかなりずれた場合のテストでも、元のモデルに近づく結果となり、実用面で有効であることが示された。
キーワード: 逆問題, 地震波形, ウィーナーフィルター, 真の極小, 位相の任意性
Keywords: inverse problem, seismic waveform, Wiener filter, grand minimum, phase unwrapping

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SSS26-P02

会場:コンベンションホール

時間:5 月 26 日 18:15-19:30

西南日本で発生するスラブ内地震の地震波伝播と沈む込みに伴う不均質構造
Seismic wave propagation in the heterogeneous structure associated with the subducting
Philippine Sea Plate
武村 俊介 1∗
TAKEMURA, Shunsuke1∗
1
1

横浜市立大学
Yokohama City University

はじめに
フィリピン海プレートが沈み込む西南日本で発生するスラブ内地震の観測波形を詳細に調べると、直達 P および S 以
外に多様な後続層が観測される（e.g., Ohkura, 2000; 三好・石橋、2007; Hayashida et al., 2010）。直達波と比べ後続層はより広範囲を伝播するため、フィリピン海プレートとその周辺の不均質構造の影響を強く受けていると考えられる。そこ
で、これらの後続相の特徴と地震動シミュレーションの結果を用いて、後続相の成因および伝播特性とフィリピン海プ
レートの沈み込みによって発達した不均質構造の関係を明らかにする。
スラブ内地震の観測波形の特徴
2004 年 9 月 21 日に広島県南部深さ 50 km で発生したスラブ内地震（Mw 4.2）の波形を前弧（四国・紀伊半島）と背弧（中国地方）に分けて Hi-net 速度波形から 3 成分のペーストアップを作成した。前弧側では明瞭な後続相は見られず、
フィリピン海プレートが浅い四国において紡錘形の S 波が観測された。これは浅部海洋性地殻の不均質構造の影響を受けているものと考えられる。一方、背弧側では既往研究で指摘されるような後続相が多く観測された。震央距離 150 km
以上で pPmP、sPmP や sSmS などの Moho 面での反射波が明瞭に見られ、特に sSmS は直達 S 波よりも振幅が大きく効
率的に遠方まで伝播している。
３次元差分法による地震動シミュレーション
JIVSM（Koketsu et al., 2008）による層構造モデルを仮定し、3 次元差分法による地震動シミュレーションを行った。計
算領域は中国・四国地方を含む 512 km × 320 km × 80 km の領域で、dx = dy = 0.25 km、dz = 0.2 km で離散化し、1.5
Hz までの地震動を計算した。
計算結果においても明瞭な後続相が確認でき、JIVSM による Moho およびプレート上面形状は概ね妥当であるといえる。しかし、sSmS の振幅が直達 S と同程度、前弧側の S 波が紡錘形でないなど、観測波形の特徴を完全には再現出来ていない。
沈み込むフィリピン海プレートからの脱水により、深さ 30-50 km のマントル内に低速度異常（LVA）が形成されていることが指摘されている（e.g., Hirose et al., 2008）。そこで、計算モデルに LVA を取り入れ、地震動シミュレーションを行った。LVA を取り入れたことで震源域とマントルのインピーダンスコントラストが小さくなり、 S 波が効率よく鉛直方向へ伝播し、観測波形と整合的な大振幅の sSmS を再現することに成功した。
発表では上記に加えて、海洋性地殻を伝播するトラップ波の伝播特性についても着目し、スラブ内地震による地震波
伝播とフィリピン海プレート周辺の不均質構造について議論する。

謝辞
防災科学技術研究所の Hi-net の速度波形記録および F-net の CMT 解を使用させていただきました。数値シミュレー
ションには東京大学地震研究所 地震火山情報センターの計算機システムを利用しました。
キーワード: 地震波伝播, スラブ内地震, フィリピン海プレート, 地殻構造, 地震動計算
Keywords: Seismic wave propagation, intraslab earthquake, Philippine Sea Plate, crustal structure, numerical simulation

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SSS26-P03

会場:コンベンションホール

時間:5 月 26 日 18:15-19:30

2014 年に発生した長野県北部の地震後に見られる速度構造変化
Temporal velocity changes after the 2014 northern Nagano earthquake, central Japan上野 友岳 1∗ ; 澤崎 郁 1 ; 齊藤 竜彦 1 ; 汐見 勝彦 1 ; 浅野 陽一 1
UENO, Tomotake1∗ ; SAWAZAKI, Kaoru1 ; SAITO, Tatsuhiko1 ; SHIOMI, Katsuhiko1 ; ASANO, Youichi1
1
1

防災科研
NIED

近年，防災科研 Hi-net を始めとする高密度かつ高精度な地震観測網で得られた観測データを対象に，雑微動の自己相関関数を用いた地震波干渉法解析が精力的に実施されている。これまでの地震波干渉法解析により，大規模な地震の発
生前後や火山活動と関連する活発な群発地震活動の際に，震源域周辺の地震波速度構造が明瞭に低下することが報告されている。しかし，このような速度低下がなぜ発生するのか，速度低下は大規模な地震の発生に対して普遍的な現象なのかどうかなど，未解明な点が多い。本研究では，2014 年 11 月 22 日に発生した長野県北部の地震（Mj6.7）について，
震源域周辺の Hi-net 観測点に雑微動を用いた地震波干渉法を適用した結果を報告する。
解析には，2014 年長野県北部の地震の震源域およびその周辺に位置する Hi-net 12 観測点のデータを使用し，地震波干渉法解析を行った。うち 6 観測点は，糸魚川‐静岡構造線周辺の地震活動の詳細を把握するために，文部科学省の「糸魚川‐静岡構造線断層帯における重点的調査研究」により整備された簡易型の Hi-net 観測点であり，深さ約 50 m の観測井の孔底に固有周期 1 秒の 3 成分高感度速度型地震計が設置されている。干渉法解析で用いる自己相関関数（ ACF）の計算には 1 時間の連続波形記録に 1?3Hz のバンドパスフィルターをかけたのち，振幅値を 1 ビットに規格化した波形を用いた。また，ACF の各ラグ時間での変化を速度構造の変化によるものと仮定し，ストレッチング法を用いて速度構造の変化を推定した。
震源域近傍に位置する N.HBAH，N.HKKH（簡易型），N.OTNH（簡易型）の 3 観測点では，地震後に 1 ％以上の明瞭な速度低下が見られた。加えて，震源域から 15km ほど北側にある N.IGWH，および北東側にある N.MKGH でもそれぞれ 0.5 ％および 1.5 ％程度の速度低下が見られた。一方，震源域より 15km ほど南側あるいは南東側にある観測点では明瞭な速度低下は見られなかった。地震発生後の速度低下の要因を調べるため，各観測点での PGA，PGV，ボアホール
観測点のサイト増幅特性，傾斜記録および想定されている震源断層から推定できる体積歪変化との比較を行ったが，速度低下との明瞭な関連性は見られなかった。また，地震発生後に関して，N.OTNH を除く 4 観測点では 2 ヶ月強で 50 ％程度まで速度低下が回復しているが，N.OTNH 観測点ではほとんど回復していないことが分かった。
キーワード: 2014 年長野県北部の地震, 地震波干渉法, 自己相関関数, 速度低下, Hi-net
Keywords: a large earthquake, seismic interferometry, auto correlation functions, velocity reductions, Hi-net

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SSS26-P04

会場:コンベンションホール

時間:5 月 26 日 18:15-19:30

脈動記録を用いた霧島山の表面波速度構造推定の試み
Subsurface velocity structure beneath Kirishima volcanoes inferred from ambient seismic
noise tomography
長岡 優 1∗ ; 西田 究 2 ; 青木 陽介 2 ; 武尾 実 2 ; 大倉 敬宏 3 ; 吉川 慎 3
NAGAOKA, Yutaka1∗ ; NISHIDA, Kiwamu2 ; AOKI, Yosuke2 ; TAKEO, Minoru2 ; OHKURA, Takahiro3 ;YOSHIKAWA, Shin31
1

気象庁気象研究所, 2 東京大学地震研究所, 3 京都大学火山研究センター
MRI, JMA, 2 ERI, Univ. Tokyo, 3 AVL, Kyoto Univ.

2011 年 1 月に噴火した霧島山新燃岳については、地殻変動の圧力源が新燃岳の北西 5 km、深さ約 8 km の位置に検出され、噴火に関わるマグマだまりであると考えられている（Nakao et al., 2013）。しかし、このマグマだまりを地震学的手法
によってイメージングした研究例はまだない。複数の手法によりマグマだまりの位置を推定できれば、その存在がより確からしくなる。また、詳細な地震波速度構造を求めることにより、霧島山のマグマ供給系を解明することが期待される。
本研究では、地震波干渉法により霧島山周辺の観測点間を伝播する表面波を抽出し、表面波位相速度トモグラフィー
によって上部地殻の位相速度構造を推定することで、マグマだまりのイメージングを試みる。地震波干渉法は脈動などのランダムな波動場から観測点間の地震波伝播を抽出する手法であり、局所的な構造の推定に適している。
霧島山周辺の 38 観測点（東大地震研、京大 火山研究センター、防災科研、気象庁）の上下動成分で記録された 2011年 4 月〜2013 年 12 月の脈動記録を用いた。まず脈動記録の相互相関関数を計算することにより、観測点間を伝播する
Rayleigh 波を抽出した。次に、SPAC 法により分散を測定し、解析領域全体の平均構造に対応する分散曲線とした。様々な周波数帯において、パスごとに平均構造に対する走時異常を測定した。
霧島周辺の観測点間を伝播する Rayleigh 波は、0.1 Hz で位相速度約 2.7 km/s、0.8 Hz で約 1.7 km/s という分散性を示した。この平均構造に対して各パスの走時異常を測定すると、周波数帯によらず、霧島山の山体内は周囲に比べて低速度という大局的な傾向がある。また、マグマだまりがあると考えられている領域の浅部（地表から数 km 程度）は比較的高速度となっている。今後は、各パスの走時異常を用いて、表面波位相速度トモグラフィーにより速度構造を推定する。
キーワード: 霧島山, 表面波速度構造, 脈動記録
Keywords: Kirishima volcanoes, subsurface velocity structure, ambient seismic noise tomography

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SSS26-P05

会場:コンベンションホール

時間:5 月 26 日 18:15-19:30

富士山の固有振動特性の評価と火山モニタリングへの応用可能性に関する研究
Study on vibrational characteristics of Mt.Fuji for applicability of monitoring volcanic
activity
小嶋 薫 1∗ ; 山中 浩明 1 ; 地元 孝輔 1 ; 佐口 浩一郎 1 ; 山田 伸之 2
KOJIMA, Kaoru1∗ ; YAMANAKA, Hiroaki1 ; CHIMOTO, Kosuke1 ; SAGUCHI, Koichiro1 ; YAMADA, Nobuyuki2
1

東京工業大学大学院総合理工学研究科, 2 福岡教育大学
Interdisciplinary Graduate School of Science and Engineering, Tokyo Institute of Technology, 2 Fukuoka University of Education
1

富士山は、1707 年の宝永噴火以来、約 300 年平穏を保っている。しかし、その平均噴火間隔は 120 年程度であるため、長期予測の観点からはいつ噴火してもおかしくない時期に達している。噴火した場合、その経済的・社会的影響は計り知れず、噴火を予知することが火山防災を検討する上で大変重要になってくる。
本研究では、富士山の活動のモニタリングの方法として、建物などの振動特性評価に用いられている、常時微動測定に基づく手法を火山に適用することを試みた。まず、富士山において微動観測を実施した。観測は 2012 年 8 月 6 日から9 日に実施し、富士山の南斜面において、2 合目及び 5˜10 合目の計 7 点で同時観測を行った。観測には、3 成分加速度計とデータロガーを用いた。得られた観測記録からスペクトル解析を行った結果、NS 成分では 0.21Hz、EW 成分では 0.20Hz で卓越振動数が確認できた。また、卓越振動数における振動モード形や卓越振動数付近の周波数帯における相互相関関数からは、6 合目を境に振動が変化していることが示唆された。これは、6 合目以下では低次モードよりも高次モードの影響が大きくなっていることが起因していると考えられる。
固有値解析では、数値標高モデルデータを用いてモデルを作成して解析を行った。その結果、1 次固有振動数は 0.22Hzとなり、観測結果とほぼ同じ結果が得られた。このことから富士山の 1 次固有振動数は 0.20˜0.22Hz であると推定できた。また、マグマを考慮したモデルで固有値解析を行った。その結果、振動モード形の変化または高次モードの寄与率の変化からマグマの貫入を検知できる可能性が示された。しかし、そのためには観測で正しく固有振動数を把握できるほどの精度が求められる。また、火山モニタリングへ向け現実的に評価するためには、マグマの位置や大きさ、物性等さらなる検討が必要である。
本研究で観測を行うにあたり、観測に参加していただいた方には多大なるご協力をいただきました。また、山小屋の方々にも大変お世話になりました。深く感謝申し上げます。

キーワード: 富士山, 振動特性, 火山, 微動観測
Keywords: Mt.Fuji, vibrational characteristics, volcano, microtremor observation

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SSS26-P06

会場:コンベンションホール

時間:5 月 26 日 18:15-19:30

地震波の減衰が S 波偏向異方性に及ぼす影響
Effect of seismic attenuation on S-wave polarization anisotropy
小田 仁 1∗
ODA, Hitoshi1∗
1
1

岡山大学 理学部
Okayama University

１．はじめに異方性弾性体を伝わる S 波の radial (R) 成分と transverse (T) 成分の間には位相のずれが生じる。同様に，非弾性媒質中を伝わる S 波の R, T 成分の位相にずれが生じるならば，非弾性・異方性媒質を伝わる S 波の偏向異方性が，媒質の非弾性効果によって影響を受ける可能性がある。そこで，これを確かめるために，非弾性・異方性水平成層構造に平面 P 波が入射したときのレシーバ関数を計算し，それに現れる Ps 変換波の偏向異方性に減衰が及ぼす影響について調べた。
２．非弾性・異方性水平成層速度構造
半無限弾性体の上に二つの非弾性層が水平に重なる三層構造を仮定した。二つの表層は，水平面内に六方対称軸を持ち，対称軸は地表から 1 番目の層で北から 35 度，2 番目の層で 65 度の方角を向いているものとした。また，3 番目の層である半無限媒質は，完全弾性体で異方性は無いものとした。第 1 層，第 2 層の厚さは 35km とし，各層の P 波，S 波の異方性の大きさにはそれぞれ 2 ％，5 ％とした。また，P 波，S 波の減衰に関する無次元量 Qp，Qs は第 1 層で 50, 25, 第2 層で 100, 50 とした。各層の等方性 P 波，S 波速度及び密度に地殻・上部マントルの代表的な値を与えた。
３．P 波レシーバ関数の計算
非弾性層の弾性率を六方晶系の弾性率に Qp，Qs を組み込んだ複素弾性率で表し，平面 P 波が入射角 10 度で基盤から非弾性・異方性水平速度構造に入射したときの応答関数を，入射波が伝播する方位を変化させて計算した。応答関数の計算には層行列法 (Crampin, 1970) を用いた。この応答関数を使って，P 波レシーバ関数を計算した。レシーバ関数の計算には，water level 法（Langston,1979）を用いた。
４．結果
層内に減衰が有る場合と無い場合のレシーバ関数波形を比較した。両方のレシーバ関数には、層境界面で発生した Ps
変換波が現れた。減衰が有る場合の Ps 変換波の波形は，それが無い場合の波形よりも短周期成分が取り除かれて，波形が滑らかになった。また，非弾性による波動の減衰のために，Ps 変換波の振幅が小さくなることも確認した。層境界面で発生した Ps 変換波に剥ぎ取り解析（Oda, 2011）を行って，二つの異方性層の六方対称軸の向きや異方性の強さを見積った。得られた六方対称軸の向きは，減衰が有る無しにかかわらず，速度モデルに与えた対称軸の向きと概ね一致した。また，解析より得られた異方性の強さも，速度構造モデルから予測される強さと大体一致した。このことは，地震波の減衰が地震波異方性の測定に大きな影響を及ぼさないことを意味する。

キーワード: 地震波の減衰, S 波偏向異方性
Keywords: seismic attenuation, S-wave polarization anisotropy

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SSS26-P07

会場:コンベンションホール

時間:5 月 26 日 18:15-19:30

地震波インターフェロメトリを用いた VSP 測定配置変換と減衰評価
Q estimation by transforming VSP measurement configuration with seismic interferometry
松島 潤 1∗
MATSUSHIMA, Jun1∗
1
1

東京大学大学院工学系研究科
Graduate School of Engineering, The University of Tokyo

Although seismic attenuation measurements have great potential to enhance our knowledge of physical conditions and rockproperties, their application is limited because robust methods for obtaining reliable attenuation estimates have not yet been
established. The combined use of velocity and attenuation data reduces the uncertainty in characterizing such conditions andproperties. Although Vertical seismic profile (VSP) measurement is considered to be best suited for attenuation studies andthe spectral ratio method is a popular means of measuring seismic attenuation, this method is not stable because it is strongly
subject to the variation of the S/N in the spectra. In the present paper, we propose attenuation estimation methods for VSP databy combining seismic interferometry and a robust attenuation estimation method developed for sonic waveform data. Seismic
interferometry allows VSP data to be converted from the VSP configuration to the sonic logging measurement configuration.
Then, we can apply the robust attenuation estimation method developed for sonic waveform data to the converted VSP data.
We adopt two different types of seismic interferometry, one based on deconvolution interferometry and one based on crosscorrelation interferometry. By applying the proposed methods to synthetic and field VSP data, we demonstrate the advantagesof the proposed methods over the conventional spectral ratio method. For the case without noise, we demonstrate the applicability of deconvolution interferometry and the incompleteness of cross-correlation interferometry for attenuation estimation. The
application of cross-correlation interferometry cannot provide absolute attenuation but can provide relative attenuation from theslope information of the attenuation results curve. The bias of cross-correlation interferometry is due to the incorrectness of
the amplitude information, that is, the phase information estimated from cross-correlation interferometry is correct, whereas theamplitude information is not adequate for attenuation estimation. In the case of the application of cross-correlation interferometry, we have also pointed out the relationship between the magnitude of attenuation and the biased attenuation results. For thecase with random noise, deconvolution interferometry does not have an advantage over the conventional spectral ratio, whereas
cross-correlation interferometry is less sensitive to random noise than the application of deconvolution interferometry and theconventional spectral ratio method. This is because a cross-correlation operation improves the S/N ratio, i.e., not only the crosscorrelation between random noises but also the cross-correlation between signal events and random noise is ideally zero, whereas
the cross-correlation between signal events is enhanced. Sensitivity tests on borehole irregularities, such as unnecessary residual
events after wavefield separation, also reveal the advantage of the proposed methods using deconvolution interferometry over theconventional spectral ratio method. The inverted attenuation results from field data obtained by deconvolution interferometry do
not completely correlate with those obtained by the spectral ratio method, except for the high-attenuation zone. The difference
between these inverted attenuation results might be the difference in sensitivity to borehole irregularities, such as unnecessary
residual events after wavefield separation. Furthermore, the difference in quality and resolution among the inverted attenuation
results obtained by cross-correlation interferometry is relatively small compared to the two other cases. This might be due to thelower sensitivity of cross-correlation interferometry to noise.
キーワード: 地震波インターフェロメトリ, 地震波減衰評価, VSP データ
Keywords: seismic interferometory, seismic attenuation estimation, VSP data

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SSS26-P08

会場:コンベンションホール

時間:5 月 26 日 18:15-19:30

立山火山下における散乱減衰と内部減衰の推定
Separation of scattering loss and intrinsic absorption under Tateyama volcano
岩田 晃治 1∗ ; 川方 裕則 1 ; 土井 一生 2
IWATA, Koji1∗ ; KAWAKATA, Hironori1 ; DOI, Issei2
1
1

立命館大, 2 京大防災研
Ritsumeikan Univ., 2 DPRI, Kyoto Univ.

はじめに
立山火山 (弥陀ヶ原火山) は、飛騨山脈立山連峰 (富山県南東部) に存在する活火山である。現在のこの火山の活動は水蒸気、火山性ガスの噴出などは認められるものの比較的静穏である。また、気象庁によると、この火山において溶岩の噴出を伴った噴火活動は有史以来確認されていない。立山火山あるいは飛騨山脈を対象として行われた研究は過去にいく
つかあり、その 1 つである Katsumata et al. (1995) では臨時の観測点群を飛騨山脈の北部に並べ、P 波のコーダ部分を使用することで減衰領域の推定を試みている。この研究の結果、立山火山近傍の槍ヶ岳、乗鞍岳、焼岳の地下 5 km˜15 km
付近に強減衰領域の存在が示唆され、また同時に低速度領域、低密度領域の存在も示唆されている。岩田ほか (2014) は、二重スペクトル比の形状の比較から減衰領域の推定を行い、立山火山の南あるいは南東に南北に細長い形状の強減衰領域が存在すること、そのQ 値の強さはおおよそ 50˜200 程度であることを示した。
地震波の減衰は、散乱減衰と内部減衰の２つに大別することができる。散乱減衰は地球内部の不均質性によって地震波が散乱する現象である。一方、内部減衰は、地震波動のエネルギーが摩擦などによって主として熱エネルギーに転化する現象である。火山地帯では周囲よりも地震波速度が遅く不均質であるマグマだまりの影響などにより散乱減衰、内部減衰がともに強くなることが知られている。本研究では立山火山周辺を対象として比較的静穏な火山地帯の局所的な地域における散乱減衰、内部減衰の推定を行う。
手法・データ
散乱減衰と内部減衰が地震波形に与える相対的な寄与は時間経過とともに変化する。散乱減衰の場合、波が媒質中の散乱体によって散乱されるために着震時が遅れるとともに初動が弱くなり、コーダ波が形成される。そのため震源から出た地震波のエネルギーの一部がコーダ波に分配され、直達波の振幅は減衰するが、波のエネルギーが広い時間範囲に分布するだけで、理想的な媒質の場合には、無限時間分を合計した地震波動のエネルギーが失われることはない。一方、内部減衰は、地震波動のエネルギーが熱エネルギーなどに転化されるので、地震波動のエネルギーは無限時間分積算しても失われる。
散乱減衰パラメタと内部減衰パラメタの同時推定は、複数のタイムウィンドウのエネルギー密度の積分を計算する
MLTW(Multiple Lapse Time Window) 法を用いて行われている (e.g. Fehler et al., 1992; Hoshiba, 1993; Carcole and Sato,2009)。本研究では MLTW 法を参考に、地震波動のエネルギー積分の値を輻射伝達理論の近似解析解 (Paasschens, 1997)のものと比較し、観測値をもっともよく説明する散乱減衰、内部減衰を求める。
解析対象とした地震は、2012 年 1 月から 2013 年 12 月の間に発生した、立山火山からの震央距離が 70 km˜140 km、M
2.5 以上、震源深さ 30 km 以浅のものである。ただし、使用観測点で P 波、S 波の主要部分の S/N 比が十分大きい地震のみを解析に使用した。地震波形は立山近傍に位置する 5 つの Hi-net 観測点で記録されたものを使用した。波形には 1-2,
2-4, 4-8, 8-16 Hz のバンドパスフィルタをかけたのちに、三成分の二乗平均を取り、S 波到達時から複数のタイムウィン
ドウでエネルギー積分を行い、規格化した。Hoshiba (1993) や Carcole and Sato (2009) ではタイムウィンドウは S 波到達時から 15 秒区切りで 3 つ取られている。本研究では波形を考慮してタイムウィンドウの取り方を変え、S 波到達時の誤差の影響に関しても重ねて検討し、散乱減衰と内部減衰を推定する。
謝辞
本研究では防災科学技術研究所の Hi-net 高感度地震観測網の波形データおよび気象庁の一元化震源データを使用しました。ここに記して感謝申し上げます。

キーワード: 立山火山, 散乱減衰, 内部減衰, マルチタイムウィンドウ法
Keywords: Tateyama volcano, Scattering loss, Intrinsic absorption, MLTWA

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SSS26-P09

会場:コンベンションホール

時間:5 月 26 日 18:15-19:30

Hi-net データを用いた脈動実体波成分の解析
Body wave microseisms from a distant storm revealed by Hi-net data
西田 究 1∗NISHIDA, Kiwamu1∗
1
1

東大地震研
ERI, Univ. of Tokyo

地動の脈動の存在自体はは 1940 年代の昔から知られているが [e.g. Gutenberg, 1947]、その励起の問題は古くて新しい問題である。励起源が海洋波浪であることは既に確立されており、その励起の特徴から大きく 2 つに分類されている。1つ目は、primary microseisms (以後 PM) と呼ばれる約 0.07 Hz の特徴的な周波数を持つ振動である。この周波数が海洋波浪の特徴的な周波数と対応している事と Love 波の振幅が卓越している事から、海岸線付近の斜面に打ち寄せる海洋波浪が励起源だと考えられている [Darbyshire and Okeke, 1969]。2 つ目は secondary microseims (以後 SM) と呼ばれ、海洋波
浪のちょうど倍の卓越周期 (0.15 Hz) をもつ。海洋波浪の非線形効果が励起に寄与していると考えられている [LonguetHiggens, 1950]。
脈動の励起源は浅いため、表面波が卓越していることがよく知られている。しかし近年、遠地の嵐が励起した脈動の実体波成分が報告され注目され始めている [e.g. Gerstoft et al. 2006, Landes et al. 2010]。先行研究では数 1000km 以上
離れた嵐が励起した P 波が観測可能なことが示されており、back-projection 法により励起源の空間分布が推定され議論されている。これらの研究では上下動成分の解析に主眼が置かれることが多いが、水平動も励起に関して多くの情報を持っていると考えられるため、水平動を含めアレー解析を行った。イベントとして特に 2014/12/9 に大西洋に発生した
weather bomb を選んだ。
解析には、構造の 1 次元性が高い中国地方の観測点 (Hi-net 速度計 3 成分 202 点) に注目した。機器応答は時間領域で補正し [Maeda et al. 2011]、収録機器起源のコヒーレントなノイズは予め差し引いた [Takagi et al. 2015]。これら 広帯域化 した速度計を用い、2 つの周波数帯域 (0.07, 0.15 Hz, ) で波数・周波数スペクトルを計算した。
0.15 Hz (SM の帯域) では、上下動・radial 成分ともに slowness 0.05 [s/km] 程度の P 波が北から到来している様子がはっきりと見て取れる。また、transverse 成分では実体波に対応する波は確認できず、近地で励起されたと思われる表面
波が卓越していた。一方 0.07 Hz では O 波を含め実体波は見て取れない。上下動と radial 成分には weather bomb 起源と思われる、Rayleigh 波が卓越しており、過去の研究と調和的である [Matsuzawa et al., 2011]。一方、wether bomb 起源のLove 波は検出できなかった。これは Love 波の方が散乱が強いことが原因かもしれない。PM 帯域で P 波が観測されないという観測事実は、PM の力源が海底面の shear traction で近似できるという観測事実 (Nishida et al. 2008) と調和的である。これらの解析結果はまだ暫定的なものであるため、今後解析を進めより定量的に議論していく予定である。
Keywords: ambient noise, microseisms

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SSS26-P10

会場:コンベンションホール

時間:5 月 26 日 18:15-19:30

茨城県及び福島県の県境付近で発生した内陸地殻内地震による茨城県沿岸域における長周期地震動に関する評価・分析
Evaluation of long-period ground motion generated from intraplate earthquakes around
Ibaraki and Fukushima prefectures藤原 了 1∗ ; 桐田 史生 2 ; 河路 薫 1 ; 山崎 敏彦 2 ; 瓜生 満 2 ; 安田 昌宏 2
FUJIHARA, Satoru1∗ ; KIRITA, Fumio2 ; KAWAJI, Kaoru1 ; YAMGAZAKI, Toshihiko2 ; URIYU, Mitsuru2 ;YASUDA, Masahiro2
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伊藤忠テクノソリューションズ 原子力・エンジニアリング部, 2 日本原子力研究開発機構 建設部
CTC Itochu Techno-Solutions, Nuclear & Engineering Department, 2 Japan Atomic Energy Agency, Construction Department

平成 23 年 (2011 年) 東北地方太平洋沖地震（Mw9.0：以下、「3.11 地震」という。
）の発生以降、同年 4 月 11 日に発生した福島県浜通りの地震（Mj7.0：以下、「4.11 地震」という。
）の他、茨城県及び福島県の県境付近で発生した内陸地殻
内地震によって、茨城県沿岸域の幾つかの地震観測点において長周期成分を有する地震動が観測された。3.11 地震以前、
茨城県沿岸域については目立った内陸地殻内地震が発生しておらず、これらの地震による長周期地震動の発生要因や、その地震動特性については未知の領域が多い。したがって、これら内陸地殻内地震によって観測された地震観測記録を用いて長周期地震動の発生要因やその地震動特性を的確に把握することは、茨城県沿岸域における地震動評価を高度化させることができ、この地域における建家及び地盤の合理的な耐震安全性評価に繋がるものである。
本研究において、長周期地震動の発生要因として茨城県沿岸域の基盤構造に着目した。まず、地震調査研究推進本部による地盤構造情報を基本とした茨城県沿岸域における三次元地盤構造モデルを作成し、茨城県及び福島県の県境付近で発生した中規模の内陸地殻内地震について、有限要素法を用いた波動伝播シミュレーション解析を実施した。地盤構造モデルの最適化にあたっては、茨城県沿岸域の地震観測点（防災科学技術研究所の基盤強震観測網 KiK-net 観測点
及び日本原子力研究開発機構（以下、「原子力機構」という。
）の茨城地区各サイト観測点）における記録を用いた。これ
らの地震観測点について、平行成層を仮定した一次元地盤構造モデルと、作成した三次元地盤構造モデルとを比較・分析することによって、茨城県沿岸域における長周期地震動の生成要因について検討した。検討の結果、内陸地殻内地震
による長周期地震動について、一次元地盤構造モデルでは表現できなかった地震動が、三次元地盤構造モデルを用いることで概ね表現できることを確認でき、KiK-net 観測点の硬質岩盤による地震観測点と、原子力機構の地震観測点とを比較・分析することによって、長周期地震動の発生要因が地震観測点周辺の基盤構造に由来することを把握した。
さらに、最適化された三次元地盤構造モデルを用いて、規模の大きな実地震である 4.11 地震の震源断層モデルを設定し、茨城県沿岸域の地震観測点における再現解析を行うことで、三次元地盤構造モデルによる地震動評価の妥当性を確認した。結果として、茨城県沿岸域の地震観測点における地震観測記録を概ね再現することを確認することができ、三次元地盤構造モデルを活用することが、この地域における地震動評価において有用であることを把握した。以上のように、本発表においては、茨城県及び福島県の県境付近で発生した内陸地殻内地震による茨城県沿岸域における長周期地震動に関して、評価・分析した結果を報告する。

キーワード: 三次元地盤構造, 長周期地震動, 福島県浜通り地震, 内陸地殻, FEM 波動伝播
Keywords: 3D structure, Seismic wave propagation, Hamadori, FEM simulation

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SSS26-P11

会場:コンベンションホール

時間:5 月 26 日 18:15-19:30

西南日本および南海トラフ周辺の S 波減衰構造
S-wave attenuation structure in southwestern Japan and Nankai trough高橋 努 1∗ ; 尾鼻 浩一郎 1 ; 山本 揚二朗 1 ; 海宝 由佳 1 ; 仲西 理子 1 ; 小平 秀一 1 ; 金田 義行 2
TAKAHASHI, Tsutomu1∗ ; OBANA, Koichiro1 ; YAMAMOTO, Yojiro1 ; KAIHO, Yuka1 ; NAKANISHI, Ayako1 ;KODAIRA, Shuichi1 ; KANEDA, Yoshiyuki2
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海洋研究開発機構, 2 名古屋大学
JAMSTEC, 2 Nagoya University

地殻や最上部マントル中を伝播する数 Hz 以上の地震波は伝播距離の増大とともに波形が崩れ複雑な波群を示す．このような波群の特徴を理解するには，地下のランダム速度不均質や内部減衰構造を詳細に解明することが重要である．我々はこれまで，直達 S 波の波形エンベロープに着目した研究によりランダム速度不均質と S 波減衰の三次元構造を求める手法を提案してきた (Takahashi et al. 2009; Takahashi 2012)．本研究では Takahashi (2012) の手法を西南日本周辺の陸上観測点および海底地震計で得られたデータに適用し，西南日本と南海トラフ周辺における減衰構造を推定した．解析には，（独）防災科学技術研究所の Hi-net および F-net の速度波形記録と，（独）海洋研究開発機構が自然地震観測用に設置した海底地震計の記録を用いた．海底地震観測の一部は，文部科学省の受託研究「東海・東南海・南海地震の連動性評価のための調査観測・研究」の一環として実施されたものである．得られた速度波形記録の水平動 2 成分から 4-8Hz, 8-16Hz
16-32Hz の RMS エンベロープを合成し，直達 S 波の最大振幅を解析に用いた．不均質媒質中の多重前方散乱によって生じる見かけの振幅減衰は，この地域におけるランダム速度不均質構造（Takahashi et al. 2014, AGU Fall meeting) を用いて評価した．
解析の結果，沈み込むフィリピン海プレート上面付近に周囲に比べ高減衰の領域が広く分布し，深さ 20km 以浅では遠州灘から日向灘の南海トラフ全域で高減衰域が見られた．プレート上面付近の 1/Q は深さの増大とともに小さくなり，
深さ 40km 付近では四国西部付近でのみ高減衰を示した．西南日本陸側では第四紀火山周辺や大阪平野周辺に周囲に比べ高減衰域の領域が分布することが分かった．大阪平野周辺のやや高減衰域は地殻から沈み込むフィリピン海プレートの上面付近まで広がる．この地域では，非火山的な温泉水の分析からスラブ起源の流体の存在が示唆されており (Kusuda
et al. 2014)，これらの流体と関連した構造である可能性が考えられる．

キーワード: 南海トラフ, 減衰構造, ランダム媒質
Keywords: Nankai trough, attenuation structure, random media

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SSS26-P12

会場:コンベンションホール

時間:5 月 26 日 18:15-19:30

海底地震計記録を用いた Po-to-s 変換波の抽出
Extraction of Po-to-s converted waves from OBS records
利根川 貴志 1∗ ; 塩原 肇 2 ; 一瀬 建日 2 ; 杉岡 裕子 1 ; 伊藤 亜妃 1 ; 竹尾 明子 3 ; 川勝 均 2 ; 歌田 久司 2
TONEGAWA, Takashi1∗ ; SHIOBARA, Hajime2 ; ISSE, Takehi2 ; SUGIOKA, Hiroko1 ; ITO, Aki1 ;TAKEO, Akiko3 ; KAWAKATSU, Hitoshi2 ; UTADA, Hisashi2
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海洋研究開発機構, 2 東京大学地震研究所, 3 北海道大学
Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology, 2 Earthquake Research Institute, Unversity of Tokyo, 3 Hokkaido University

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Po/So wave has been frequently observed by ocean bottom seismometers (OBSs) at frequencies higher than 2 Hz with longwave duration, e.g., a few hundred seconds. These waves are primarily generated by earthquakes within subducting slabs, andpropagate along the mantle in the oceanic plate for long distances due to scattering effects. With propagating within the mantle,
a part of Po and So wave energies goes upward through the oceanic crust and sediment from the mantle, and are observed at
the seafloor. This implies that P-to-s and S-to-p converted waves should be generated at the Moho and basement below theobservation sites in the case that the impedance contrast at the boundaries is large. Here, in order to extract such P-to-s (Pos)converted phases from Po coda waves, we deconvolved records in the vertical component from ones in the radial component for
Po coda portion, i.e., receiver function (RF). If such converted waves are extracted, it would greatly contribute to understand indetails seismic structure for oceanic crust and sediments.
We used records of earthquakes during 2010-2014 with magnitudes greater than 5.5 and epicentral distances less than 30o ,which were observed at 18 broadband OBSs deployed by NOMan project. We selected Po records with good S/N, and handpicked their arrival times. For deconvolution, the time window was set to be -2 ~ 25 s from the arrival time of Po wave. The
used frequency was 2-5 Hz. As a result, we totally collected 1063 traces from 233 events.
RF traces showed clear Ps converted phases from the basement and Moho. In addition, they showed PwPs from the basement
and Moho. Here, PwP is the first water reverberation, and PwPs is P-to-s reflected wave from interfaces below the seafloor. At
the seafloor, upgoing P wave incidence mainly generates upgoing transmitted P wave and less downgoing reflected P wave. As aresult, P-to-s converted waves associated with PwP are often emerged in the RF traces in the seafloor observation.
Since the location of OBSs deployed by NOMan project is good for collecting earthquakes from the Aleutian, Kuril, Japan,
Izu-Ogasawara, and Mariana trenches, the back azimuth coverage of Po wave is excellent. Also, since higher frequency components are enough in Po coda waves, RF traces showed clear converted phases, which enable us to investigate seismic structure ofoceanic crust and sediment in details.

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SSS26-P13

会場:コンベンションホール

時間:5 月 26 日 18:15-19:30

地震波エネルギーの空間分布からの散乱係数と内部減衰の推定 (3)On estimation of scattering coefficient and intrinsic absorption from spatial distributionof seismic energy (3)佐々木 悠人 1∗ ; 河原 純 1 ; 齊藤 竜彦 2 ; 江本 賢太郎 3
SASAKI, Yuto1∗ ; KAWAHARA, Jun1 ; SAITO, Tatsuhiko2 ; EMOTO, Kentaro3
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茨城大学, 2 防災科学技術研究所, 3 東北大学
Ibaraki University, 2 National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, 3 Tohoku University

観測された高周波地震波エネルギー密度の時空間分布を，輻射伝達理論の解と比較することにより，地下の散乱係数と内部減衰を分離して推定することが可能である。そのような方法の一つである Multiple lapse-time window 法 (Fehler etal., 1992; Hoshiba, 1993) では，各地点で観測された地震波エネルギー密度を複数の時間窓で積分し，その空間変化を輻
射伝達理論で解釈する。我々はこれに対して，各時刻での地震波エネルギー密度の空間分布を「空間窓」で積分した量（「見かけのエネルギー」）を求め，その時間変化を輻射伝達理論で解釈することにより，散乱係数と内部減衰を推定する手法を提案した（齋藤ほか，2013，日本地震学会秋季大会）。前回（齋藤ほか，2014，日本地震学会秋季大会），この手法
を Hi-net で得られた中国地方の地震の観測記録に適用し，西南日本の平均的な S 波（1 - 2 Hz）の散乱係数として約 0.002
km−1 ，内部減衰の Q−1 値として約 0.0075 という結果を得た。しかし，観測された見かけのエネルギーは複雑な時間変動を示し，その詳細は輻射伝達理論で十分に再現できなかった。
我々はこの不適合が，理論解の計算に用いる 1 次元 S 波速度構造モデルの不適切さによると考えた。そこで，Matsubara
and Obara (2011) による 3 次元地震波速度構造モデルに基づき，中国・四国地方の平均的な 1 次元 S 波速度構造を求め，これを理論解の計算に用いた。また，これまで波面の拡大に比例して拡大する空間窓を用いていたが，これを固定幅の空間窓に変更した。その結果，見かけのエネルギーの観測値への理論値の適合度が大きく改善された。今後，改善された手法に基づきデータ解析事例を増やしていく予定である。
謝辞： 防災科学技術研究所の Hi-net の地震記録，および同所が公開している Matsubara and Obara (2011, Earth Planets
Space, 63, 663-667) の 3 次元地震波速度構造モデルのデータを使用しました。
キーワード: 地震波エネルギー, 散乱, 内部減衰
Keywords: seismic wave energy, scattering, intrinsic absorption

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SSS26-P14

会場:コンベンションホール

時間:5 月 26 日 18:15-19:30

３次元形状を考慮した山体の振動特性に関する数値シミュレーション
Simulation of three-dimensional vibrational characteristics of mountains
清水 翔吾 1∗ ; 山中 浩明 1 ; 佐口 浩一郎 1 ; 小嶋 薫 1
SHIMIZU, Shogo1∗ ; YAMANAKA, Hiroaki1 ; SAGUCHI, Koichiro1 ; KOJIMA, Kaoru1
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東京工業大学大学院総合理工学研究科
Interdisciplinary Graduate School of Science and Engineering, Tokyo institute of Technology

Natural frequencies of soil and buildings are controlled by their physical property and regarded as one of fundamental characteristics in their vibration. We usually can identify a natural frequency from a largest peak of spectrum of vibration data.
However, identification of a natural period is sometimes difficult for a building with a three-dimensionally complex shape. Kojima (2013) focused on the natural frequency of Mt. Fuji, from an analysis based on microtremor observation data and interpreted
the vibration characteristics from finite element analysis[1]. However, many mountains existing in Japan have mountain-range
shape such as Tateyama Mountain range and Yatsugatake Mountain. It is considered that their natural frequencies are more
complex than a mountain with single-peaked shape such as Mt.Fuji.
In this research, I simulated vibration of various mountains with different shapes using finite element method (FEM). I firstly
conducted FEM analysis using an elastic mountain models with simple three-dimensional shapes considering mountain range.
Natural frequency for the mountain range model differs from single peak mountain model indicating large effects of threedimensional shapes. I next conducted FEM analysis for vibration characteristics of mountain model with real shapes of Mt.
Yatsugatake based on the digital elevation data. The results show that natural frequencies in long-side and short-side directions
are different from each other. And vibration modes are also different between in higher and lower locations. This clearly indicated that sensor direction and installation site must be carefully oriented in a field observation of vibration in Mt. Yatsugatake.
Reference[1]Kojima K (2013), Study on natural frequency of Mt.Fuji, Graduation thesis, Tokyo Institute of Technology
キーワード: 山体, 振動特性, 固有振動数, 振動モード, 有限要素法, 八ヶ岳
Keywords: mountains, vibration characteristics, natural frequency, vibration mode, finite element method, Mt.Yatsugatake

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SSS26-P15

会場:コンベンションホール

時間:5 月 26 日 18:15-19:30

高層ビルの減衰特性の抽出のための逆重畳法を用いた地震波干渉法の応用
Application of deconvolution interferometry to extract quality factor of high-rise buildings
呉 浩 1∗ ; 正木 和明 2 ; 入倉 孝次郎 1
WU, Hao1∗ ; MASAKI, Kazuaki2 ; IRIKURA, Kojiro1
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愛知工業大学地域防災研究センター, 2 愛知工業大学都市環境学科
Disaster Prevention Research Center, Aichi Institute of Technology, 2 Department of Urban Environment, Aichi Institute ofTechnology
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Deconvolution interferometry has been proved an effective method over cross correlation interferometry and coherence interferometry to monitor the health of buildings, extracting the shear velocity and quality factor from earthquake ground motion dataor microtremor data (Snieder and Safak, BSSA, Vol. 96 (2), 2006; Nakata et al., BSSA, Vol.103 (3), 2013); Nakata and Snieder,
BSSA, Vol. 104(1), 2014). Wang et al. (JAEE, Vol. 13(2), 2013) extended this method to monitor a multi-story damaged building
in stricken city with microtremor by extracting the story-by-story shear velocity propagated inside the building during the 2011
Tohoku earthquake. However, the application of this method to estimating the quality factor of the buildings has not been fully
investigated.
In this study, we focus on extracting the quality factor of shear waves from deconvolved waves with reference record on the
ground floor. We conducted the microtremor measurement simultaneously in five floors for an hour by employing five sets ofvelocity seismometers with an 800 Hz record logger in several high-rise buildings being over 20 stories. The measurement isaccomplished by moving four sets of equipment sequentially with one set fixed at the reference floor. The extracted quality
factors of the buildings are expected to provide a reference for damping factor in the analysis of structural response.
キーワード: 逆重畳法, Q 値, 常時微動, 高層ビル
Keywords: Deconvolution interferometry, quality factor, microtremor, high-rise buildings

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