情報科学を活用した地震調査研究プロジェクト（STAR-E プロジェクト）

長期から即時までの時空間地震予測とモニタリングの新展開

令和４年度
成果報告書

令和５年５月

文部科学省研究開発局
大学共同利用機関法人 情報・システム研究機構
統計数理研究所

本報告書は、文部科学省の科学技術試験研究委託事業による委託業務として、大学共同利用機関法人情報・システム研究機構統計数理研究所が実施した令和４年度「情報科学を活用した
地震調査研究プロジェクト（STAR-E プロジェク
ト）「 長期から即時までの時空間地震予測とモニタリングの新展開」」の成果を取りまとめたもの
です。

グラビア
テーマＡ：非定常 ETAS モデルのベイズ解析での流体駆動の群発地震の量的特徴付け

図１
各地域の地震活動と地殻変動: 右上の地図パネルの赤矩形は地震活動の領域
分け（A〜D）で黒丸はGNSS観測点。A,C,D,Bs,Bd地域の各パネルは各領域で非定常ETASモデルのパラメータ推定とGNSS斜距離または上下変化。すなわち、赤曲線は非定常ETASモデルの背景強度関数とその累積関数、青曲線は余震誘発強度関数とその累積関数の時間変化。灰色点はM-T図。下段は当該の斜距離及び上下変動（灰色丸）で、前後の90日の移動中央値（黒曲線）を含む。各縦点線に有意な変動時期を示す。

i

テーマＢ：背景地震活動度を用いた内陸地震の長期予測と検証評価
直下型大地震について背景地震活動度から長期の確率予測の実装を達成し、予測評価を他モデルとの比較を実施した。

図２ 確率予測と結果。 右側上下図は対象期間 1923-2018 年の日本周辺における M≧4.0の地震の震央（色付点）に対する最適なμの MAP 推定。カラーは線形化された頻度
で、１日・１deg2 当たりの確率を表す。左側図は b = 0.9 を仮定した場合、日本内陸部の各 0.2°×0.2°セル（約 400km2 ）において 30 年間に M≧6 が発生する確率予測。

ii

テーマＣ及びＤ：緊急地震速報技術である拡張 IPFx 法の改良
テーマ C と D の協同で緊急地震速報時の観測点選択法の検討を開始した。

図3

観測点の重要度の時間変化。三角印は観測点、小さい数字は重要度の順位を示す。

iii

はじめに
本プロジェクトは、多様で複雑な地震活動のもと、熊本地震列や東北沖前後の大地震、南海トラフ地震、1938 年福島沖大群発地震などのような、連発大地震発生の可能性を考慮した時空間 ETAS モデルなどによるオンラインの短期確率予測から即時把握を可能にし、地震動モニタリングを含む有益なモデルの開発・展開・実装を目的とする。緊急時に対応して臨時観測網を含む観測点の多量さや多種多様性を考えた、大地震後の臨時観測における各種観測網の配置設計を予測の観点から事前に機動的に最適化する自動化アルゴ
リズムを開発する。こうして発展した統計学の理論と手法を、日本の地震データや測地データの解析・予測に創造的に応用・発展させる。
時空間 ETAS モデルを始めとした長期・中期・短期の多項目の確率予測から想定された
地震学的シナリオの配分確率のもと、地震動予測や緊急観測網の機動的な展開や首都圏観測網などの効果的な利用を目指す。とくに予測を合わせ技（多項目複合確率予測）として確率利得を高め、オンライン予測で実装することを目指す。オンラインの確率予測の出力
は、緊急地震速報の事前シナリオに活用するとともに、システムの信頼性を向上させるための事前情報として使用し、また想定された地震学的シナリオの配分予測確率のもと地震動予測や緊急観測網の機動的な展開を目指す。
以上の成果の各種の予測出力（地図、画像、動画）の可視化手段を整備し、各種のデータがリアルタイムに使用可能な状況に備え、本研究プロジェクトの課題間の連携で、それぞれの専門分野の特長を最大限に活用し地震分野の発展と地震防災の対策に貢献をもたらす所存である。

iv

目

次

１．研究課題の概要 ............................................................................................................ １
２．研究成果の説明 ............................................................................................................ ２
２．１

テーマＡ：日本地域データ解析による地震活動モデリングと方法論の高度化 .. ２

(1)

業務の内容 .............................................................................................................. ２(2)

令和４年度の成果 ................................................................................................... ３

２．２

テーマＢ：地震活動の予測システムの構築 ..................................................... ２２(1)

業務の内容 .......................................................................................................... ２２(2)

令和４年度の成果 ............................................................................................... ２３

２．３

テーマＣ：予測とモニタリングのための観測網情報統合最適化 .................... ３５(1)

業務の内容 .......................................................................................................... ３５(2)

令和４年度の成果 ............................................................................................... ３６

２．４

テーマＤ：情報科学に基づいて即時地震動予測の高速化と高精度化 ............. ４５(1)

業務の内容 .......................................................................................................... ４５(2)

令和４年度の成果 ............................................................................................... ４６

３．まとめ ....................................................................................................................... ５２
４．活動報告 ................................................................................................................... ５３
５．むすび ....................................................................................................................... ５５v

１．研究課題の概要
連発大地震発生の可能性を考慮した短期確率予測および即時把握をするため、地殻変動
や地震動モニタリングを含む各種予測モデルの開発・展開・実装を目的とする。そのため
統計地震学や多変量時系列解析を含む統計科学の最新の高次元大容量の計算方法を活用して、地震発生の長期・中期・短期予測と即時把握とそれらの信頼度を与える。
先ず、時空間 ETAS モデルを震源データの不均質性などを克服し高度化し、地殻変化や地震活動の異常変化などを考慮し、長期・中期・短期といった異なる時間スケールの確率予測とそれらの複合的確率予測をオンライン・システムに実装する。リアルタイムの確率予
測の出力は、以下のように、緊急地震速報の事前シナリオの想定尤度に活用するとともに、システムの信頼性を向上させるための事前情報として使用できるようにする。
多様で複雑な地震活動のもと、連発大地震発生の可能性を考慮した時空間 ETAS モデルなどによるオンラインの短期確率予測から即時把握を可能にし、地震動モニタリングを含む必要なモデルの開発・展開・実装を目的とする。開発に際して重み付きグラフデータ解
析の知見等最新の機械学習手法を取り入れた高度化を図る。
緊急時に対応して臨時観測網を含む観測点の多量さや多種多様性を考えた、大地震後の臨時観測における各種観測網の配置設計を予測の観点から事前に機動的に最適化する自動化アルゴリズムを開発する。
各種の予測出力（地図、画像、動画）の可視化手段を整備し、震源の速報データなどがリアルタイムに使用可能な近未来状況に備える。
以上、研究目的は以下のように列挙される。
・背景地震活動度、地殻歪み蓄積率、活断層 BPT モデルのベイズ予測による永年・長期の確率予測の実装。
・時空間 ETAS モデルによるオンライン短期確率予測の実装。
・ETAS モデル「残渣解析」や GNSS 地殻変化データなどの異常解析データベースに基づく
中期予測の全国展開。
・事前に考えられるシナリオと時空間 ETAS モデルなどでのオンライン予測に対応した地震動予測や、連発地震のもとでの安定した高速高精度の緊急地震速報システムの実装。
・機動的予測・モニタリングのための地震計や測地計の最適な観測網情報統合の自動構築。
・各種統計地震学ベイズモデルの推定パラメータや予測の可視化、新規観測網配置最適化
ソフトウェアの開発、および即時地震動予測精度の可視化ソフトウェアの提供。

１２．研究成果の説明
２．１

テーマＡ：日本地域データ解析による地震活動モデリングと方法論の高度化
A-1 高次元 ETAS モデル
A-2 摩擦構成則に基づく応力と地震活動との定量的関係を用いることによる、背景地震活動と背景応力場の推定A-3 時空間的非定常・非一様性を調査する階層モデリングA-4 地殻変動異常現象の因果性の評価
A-5 地震活動の ETAS モデルからの乖離の異常と物理的解釈

(1)

業務の内容

(a) 業務の目的
多様な高次元・大容量データの解析に資するためマーク付き点過程をはじめとする
統計地震学や多変量時系列解析の最新の計算方法を活用して、地震発生の長期・中期・短期予測と即時把握とそれらの応用可能性を追求する。多様で複雑な地震活動のもと、連発大地震発生の可能性を考慮した高度化時空間 ETAS モデルなどによるオンラインの短期確率予測モデルの開発・展開につながることを目的とする。先ず、令和
３年度と４年度で従来の時空間 ETAS モデルを高度化する。令和３年度で震源データの不均質性などを克服する。
(b) 研究者の所属、氏名、研究実施期間、研究費等
所属機関・部局・職配分を受けた氏名
研究実施期間名
研究費
統計数理研究所・
庄 建倉
R4.4.1
28,508,000 円
モデリング研究系・～准教授
R5.3.31
県立広島大学・大学
岩田 貴樹
R4.4.11,000,000 円
教育実践センター・～
准教授
R5.3.31
注）配分を受けた研究費は、間接経費を含まない額。

間接経費8,552,000 円

300,000 円(c) ５か年の年次実施計画（過去年度は、実施業務の要約）
1) 令和 3 年度 [実施業務の要約]
高次元 ETAS モデル 、背 景地 震活 動、 およ び異 常現象 のモ デル 化に つい ては、地 震 メ カ ニ ズム 解 成 分 を 含 む モ デ ル や 全 地 球 の モ デ ル を 作成 し 、 こ れ ら に 基づ
いた異 常現 象解 析に つい ても 検討 する こと とし た。
2) 令和 4 年度 [実施業務の要約]
時 空 間 ETAS モ デ ル を 断 層 破 壊 モ デ ル と 比 べ て 余 震 強 度 が 調 和 的 な 結 果 を 得た。また 発震 メカ ニズ ムを 時空 間 ETAS モ デル に組み 込ん だ 。そ して 地球 規模 の地震を 解析 する ため の全 地球 ETAS モデ ルを 開 発した 。
3) 令和 5 年度
２

背景地 震活 動、 GNSS など の異 常現 象の モデ ル 化、乖 離地 震活 動の 探索 、乖 離
地震活 動の 探索 につ いて 取り 組む 。
4) 令和 6 年度
背 景 地 震 活 動 、 乖離 地 震 活 動 の 探 索 、 乖 離 地 震 活 動 の 探 索 を 前年 度 に 続 い て取り組 み、 GNSS と地 震活 動因 果解 析に 取り 組 む。
5) 令和 7 年度
引き続 き GNSS 異常 現象 による 地震 活動 因果 解 析に取 り組 む。
(d) 令和４年度の業務の目的
・実際に F-net 地震カタログを高次元時空間 ETAS モデルに入力するための解析用のソフトウェアを作成
・大地震の破壊域形状や震源メカニズムなどによる余震配置への影響を考慮し、余震群の位置座標から断層形状を再構築して求める手法を日本の地震活動に適用し、オンラインで解析した予測試験
・摩擦構成則に基づく応力と地震活動との定量的関係を用いることにより、背景地
震活動と背景応力場の推定を行い、実データを用いた解析
・常時地震活動度の解析と短期予測に応用されている時間および時空間の非定常・非一様性を表現する、「ベイズ的 ETAS モデル」及び「重み付き尤度に基づく非ベ
イズカーネル型モデル」の、2 つの異なったアプローチの予測性能の比較評価
・異常現象の因果性の評価及び外部変数入力の一端として、多くの観測異常データに対し異常診断法を適用し、地震発生予測における異常として有意かどうかの組
織的な検証
・時間域の ETAS モデルを標準ベースラインモデルとして使用し、通常地震活動の相対的静穏化・活発化や、 ゆっくりすべりに起因する群発活動などの、モデルの非適合度の 各種の統計的異常現象の検出および物理的解釈(2)

令和４年度の成果(a) 業務の要約
1) A-1 高次元 ETAS モデル
高次元時空間 ETAS モデルを高度化するための解析用のソフトウェアを公表した。特に全球地震活動を解析できる球面版 ETAS モデルを実装した。余震群の位置座標から断層形状を再構築して求める手法をオンラインで解析し予測試験を行った。世界の各地域における地震発生パターンの比較・調査を開始した。応力と地震活動との定量的関係から、実データを用いて背景地震活動と背景応力場の推定を行った。但し、モデルは時間のみを変数としたものとし、また余震活動など
限られた小領域での解析を中心とした。
３2) A-2 摩擦構成則に基づく応力と地震活動との定量的関係を用いることによる、背景地震活動と背景応力場の推定
余震活動の時間減衰などから対数的な応力の時間変化が想定されており、摩擦
構成則の統計モデル版の本手法から従来の想定ではパラメトリックモデルにより応力の時間変化を表現してもこれに似通った応力の時間変化が得られた。
3) A-3 時空間的非定常・非一様性を調査する階層モデリング
非定常 ETAS モデルのベイズ解析での流体駆動の群発地震の特徴付けが可能になり、各地で進行中の群発地震活動のモニタリングに使っている。さらに「ベイズ的 ETAS モデル」と「重み付き尤度に基づく非ベイズカーネル型モデル」の、異なったアプローチの短期予測性能を比較評価するための高速度計算機環境を整えた。
4) A-4 地殻変動異常現象の因果性の評価
多くの観測異常データに対し異常診断法を適用し、地震発生予測の共変量として有意かどうかを組織的に検証し予測するツールとして有用であることを実証した。検証では、外部情報によって影響される予測モデルを作成するとともに、応答関数（切迫性などの警告期間の情報）を抽出した。
5) A-5 地震活動の ETAS モデルからの乖離の異常と物理的解釈
時間域の ETAS モデルを標準ベースラインモデルとして使用し、通常地震活動の相対的静穏化・活発化や、ゆっくりすべりに起因する群発活動など、モデルの非適合度や GNSS 基線距離時系列などの各種の統計的異常現象を検出し、ゆっく
りすべりシナリオの測地学的モデルなどの解釈を試みた。
(b) 業務の成果
1) A-1 高次元 ETAS モデル
球面版 ETAS モデル

地球規模あるいは高緯度地域の地震発生を解析・予測するために、特に世界規模の遠隔地震相互作用に関連して、時空間 ETAS モデルを平面型から球面型に改編し、FORTRAN ソフトウェアパッケージ SETAS を実装し、公表した(Xiong
Z et al, 2023)。このパッケージは、3 種類の境界（無境界、四辺形境界、球形多角形境界）で指定された地域の地震データに球面版 ETAS モデルを適合させることができた。本ソフトウェアは、Global Centroid Moment Tensor (Global CMT)カタログを用いてテストされ、日本とアラスカのローカル地震に両バージョンをフィットさせて、通常の平面上の ETAS モデルと比較した。その結果、球面版モデルは、広い範囲の全球データでも高い計算効率を持ち、局所スケールでは定評のある平面版 ETAS モ
デルと整合性があることが分かった。このモデルを用いて、世界の各地域における地震発生状況の調査を開始した。結果の一つは、バックグラウンドの地震活動が過去
４15 年間定常的であったことである。 発表した論文に関連アルゴリズムの詳細と使用方法を説明した。

図１

全球時空間 ETAS モデルで推定された Mw>=5.2 の背景地震活動率（イベント/日/deg2）の空間変化(左)および背景地震活動の累積時間変化(右、中間の丸付き青線)。最上の黒線は全活動、最下の赤線はトリガー効果の地震の累積時間変化。
震源メカニズムを組み込んだ ETAS モデルへの拡張

F-net データの解析により、日本の背景地震活動と誘発された地震における種々の震源メカニズムの確率分布を求めるために、各震源メカニズムは基準震源メカニズムを起点として特定の極を中心に回転した結果として分解された。背景地震については、各領域の平均震源メカニズムを参照震源メカニズムとし(Kagan Y et al,2014)、誘発された地震の参照震源メカニズ
ムは親地震の震源メカニズムをとった。背景地震と局所平均震源メカニズムの間の回転角および親地震とその直接の子イベント間の回転角、ETAS モデルから、確率で重み付けして再構成した。また、回転極はほぼ一様に分布していることが分かった。
令和 3 年度の結果の上で、令和４年度発震機構を組み込んだ ETAS モデルを以下のように提案した。
𝜅(𝑚𝑖 ) 𝑔(𝑡 − 𝑡𝑖 ) 𝑓(𝑥 − 𝑥𝑖 , 𝑦 − 𝑦𝑖 ; 𝑚𝑖 ) 𝜉(𝛥(𝜙, 𝜙𝑖 ))𝜆(𝑡, 𝑥, 𝑦, 𝜙) = 𝜇(𝑥, 𝑦)𝜁(𝛥(𝜙, 𝜙0 (𝑥, 𝑦)) +𝑖:𝑡𝑖<𝑡

上式において𝜙は震源メカニズムを表し、𝛥(𝜙1 , 𝜙2 )は 2 つの地震機構𝜙1 と𝜙2 の間の回転角度を表し、𝜙0 (𝑥, 𝑦)は位置(𝑥, 𝑦)の平均震源メカニズムである。背景地震と誘発された地震の両方の震源メカニズムの分布は、基準震源メカニズムに対する角度分布で表すことができる。背景地震の基準機構は背景地震の平均震源メカニズムであり(1)、誘発された地震の基準機構は親地震の震源メカニズムである(2)という違いがある。つまり𝜁(Δ) = exp[𝐴1 𝑒 −𝐵1Δ ] 𝜉0 (Δ),
𝜉(Δ) = exp[𝐴2 𝑒−𝐵2 Δ ]

𝜉0 (Δ)。

(1)(2)

そして、これらの回転角度の密度関数は、いずれも一様な確率密度関数𝜉0 (Δ)に、二重指数関数のスケーリング係数を掛けて与えることができる。密度関数の正規化を考５

えると、実際には合計２つの新しいパラメータが導入された。この結果は 2022 年度
統計関連学会大会にて発表された。

図２ (a)は背景地震と誘発された地震における震源メカニズムの回転角の再構成された確率密度関数、(b)は誘発された地震の震源メカニズム間の回転角の確率密度関数と一様回転確率密度関数の比を示している 。

2) A-2 摩擦構成則に基づく応力と地震活動との定量的関係を用いることによる、背景地震活動と背景応力場の推定
摩擦構成則の統計モデル版

ETAS（Epidemic Type Aftershock Sequence）モデルを改良するものとして、「摩擦構成則」に基づく Dieterich モデルを導入することを試みた。
ETAS モデルにおいては地震活動を「クラスター成分」と「（比較的）長期の地震活
動変化（トレンド）成分」に分けて地震活動のモデリングを行っている。前者は余震発生による応力変化に伴う余震の発生（自己励起過程）に対応し、後者は余効変動など（比較的）ゆっくりとした応力変化（背景応力場）に伴う余震の発生にそれぞれ対応する。後者については、元々定常項が用いられていたが(Ogata Y et al,1988)、多項式(Iwata T et al,2006)や区分線形関数(Kumazawa T et al,2014)によるモデリングがある。但し、これらの試みでは背景応力場と地震活動との関係が明示的ではない。これに対し、
Dieterich モデルを導入することで、両者の関係をより直接的に表すことが可能となる。
ところで、従来研究では Dieterich モデルにおける背景応力場の応力変化が時間一定と仮定されていることが殆どである。これに時間変動を許すことで、より現実的なモデリングを行った。
背景応力場の応力レート（単位時間あたりの応力変化）は 2 つの地震発生間においては一定とし、地震発生時にステップ状に変化し得るものとした。但し、応力レート
は（ある程度）滑らかに変動とする平滑化条件を課し、平滑化の強さも「フルベイズ」と呼ばれる枠組みで応力レート（や ETAS モデルおよび Dieterich モデルのパラメータ）
６と同時に推定を行った。推定アルゴリズムにはマルコフ連鎖モンテカルロ法を用いた。
そして、この推定手法を 1995 年兵庫県南部地震の余震データに適用した。
これまでの研究においては余震活動の時間減衰などから対数的な応力の時間変化が想定されており、本推定手法からもこれに似通った応力の時間変化が得られた。但し、従来の想定ではパラメトリックモデル（関数形の決まったもの）により応力の時間変化を表現していたが，本手法では関数形を特定しない柔軟なモデリングとなっており、
従来想定よりも、より適切なモデリングへの展開が期待される。
3) A-3 時空間的非定常・非一様性を調査する階層モデリング
非定常 ETAS モデルから見える群発地震活動の地域的変化

石川県能登半島で 2020 年

11 月末から活発化した群発地震は４つの震央クラスターA～D に分かれており、群発期以前から活動の見られた領域 B 浅部の活動が 2020 年 11 月末に 14km 以深へ移動して以降、時間を置いて周辺の３領域で C, A, D 順に次第に活発化した。非定常 ETAS モ
デル(Kumazawa T et al,2013)を各領域に当てはめ推定した。このモデルは定常 ETAS
モデルの 背景 強度 𝜇 と余震 的誘発 率 𝐾0 のパラメ ータ が時間 𝑡 に依存 すると 仮定 したものである。モデルパラメータ推定に加えて、各領域 A～D を通る GNSS 斜距離や珠洲観測点の上下変動との対応も考察した。
背景強度の時間変化 𝜇(𝑡) と斜距離の加速的増大は、珠洲観測点周辺の上昇時刻に始
まって、B 地域深部から他地域の脆性断層内への流体貫入による破壊に至るシナリオと矛盾しない。𝜇(𝑡) や珠洲-舳倉島や珠洲-輪島２の斜距離の加速的増大の開始時刻および等速的増大に転じる遅延や時間間隔は、B 地域と群発他地域が離れていることに関係していると思われる。すなわち B 地域と他地域には地震の空白域がみられるが、そこで流体圧増加に起因する非地震性すべりや断層開口が生じたと考えられる。また
B 地域深部（Bd）での間欠的な群発地震で 𝜇(𝑡) の増加と後続地震への余震誘発率 𝐾0 (𝑡)との比が大きく異なる場合があり、余震活動度の小さい𝜇(𝑡)の増加が地殻変動に大きく寄与しているのではないかと推察する(熊澤 et al,2023)。

７

図３

各地域の地震活動と地殻変動. 右上の地図パネルの赤矩形は地震活動の領域分

け（A〜D）で黒丸は GNSS 観測点。A,C,D,Bs,Bd 地域の各パネルは非定常 ETAS モデルのパラメータ推定（上）と GNSS 斜距離・上下変化（下）。赤曲線は背景強度とその累積、青曲線は余震誘発強度とその累積の時間変化、灰色点は M-T 図、下段は当該の斜距離及び上下変動（灰色丸）で、前後の 90 日の移動中央値（黒曲線）を含む。各縦
点線に有意な変動時期を示す。
4) A-4 地殻変動異常現象の因果性の評価
地震活動のクラスタリング効果はETASモデルをベースラインとして採用し、そのうえで以下の様に地震予測における異常性の効果をモデル化した:𝜅(𝑚𝑖 )𝑔(𝑡 − 𝑡𝑖 ) +𝜆(𝑡) = 𝜇 +𝑖:𝑡𝑖<𝑡𝜉(𝐸𝑖 ) ℎ 𝑡 − 𝑠𝑗 .
𝑗:𝑠𝑗 <𝑡

上式中、𝜇 + ∑𝑖:𝑡𝑖 <𝑡 𝜅(𝑚𝑖 )𝑔(𝑡 − 𝑡𝑖 ) は時間的なETASモデルの条件付き強度であり、最終項で、𝜉(𝐸𝑖 )は大きさ𝐸𝑖 の異常度、そして ℎ(𝑡) = exp[−𝑡 2 /(2𝐷2 )]である。上式において、

s j は異常時刻と t i は地震時刻 、𝐷は警戒時間窓の長さである。これらのパラメータ値は最尤法によって推定し、モデルの適合度はAICで比較することができる。
８

上記のモデルを用いて、気象庁柿岡観測所の磁気記録の異常の発生時刻と、観測所から100km以内のM≧4.0地震との相関関係を解析した（図4a）。その結果、この観測点の磁気信号異常は近隣の地震発生強度に対して弱い説明効果を示している。ただし、大きな地震に対して効果はより顕著で、たとえばETASモデルに対するマグニチュード
5.0以上の地震の平均確率利得は1.40まで上昇した。図4bは、自己励起効果（高いスパ
イク）と異常の説明効果（低い山々）の両方を示している。より高い確率の利得を持
つ予測を達成することができるモデルを獲得するためには、より長期の物理・地球科
学データの系統的観測とモデリング研究が必要である。

図４（a）柿岡観測所の位置（▲）と 2001 年から 2010 年までにかけて発生した近隣の M4.0+の地震の震央位置。(b) 青曲線は適合モデルによる強度変化
で、水平破線は M4.0+の地震の平均発生率、〇と〇は各地震の発生時刻における条件付強度の値の位置を示し、〇は条件付強度が平均率より高い時間帯に発生した地震で、〇は平均値より低い時間帯に発生した地震を表している。
5) A-5 地震活動の ETAS モデルからの乖離の異常と物理的解釈
南海トラフ地域における群発地震の検出、その特徴およびスロースリップ現象との関
連性

南海トラフの沈み込み帯ではスロー地震（SSE）や低周波地震が発生しており、相互に過渡現象を誘発すると考えられている。本研究では非定常な背景地震活動率を組み込んだ時空間 ETAS モデルを用い、Nishikawa and Ide と Peng et al.が提案した異常活動検出の手法を適用して南海トラフ沿いの選択領域において SSE に関連する可能性のある地震活動を調べたところ、M≥1.0 の地震で 999 個の群発地震系列が検出された。これらは同領域における地震の約 18%（13,387 個）を占め、日向灘、豊後水道、
紀伊水道、東海沖に多く分布する。群発地震の 7 割近くは西部に位置し、南部ほど発生率が高いという特徴がある。このことは南部で SSE の発生間隔が短いことと一致する。
群発地震の発生領域は大域的には SSE を空間的に補完するように分布しているが、
９豊後水道、紀伊半島南西部、東海沖では SSE と部分的に重なる。群発地震の発生時刻
を SSE の発生時刻と比較すると、一部の SSE では発生期間中に群発地震が活発化する
ことが分かった。この現象は 2003 年と 2010 年の豊後水道の SSE で特に顕著であり、この地域における群発地震が SSE と良く相関することが示唆される。群発地震と SSEの相関は南海領域では一般的な現象ではないが、異常な地震活動の過渡現象を検出し特徴付けることは、南海沈み込み帯の地震性・非地震性の相互プロセスを理解する上で重要である(Guo Y et al,2023)。

図５検出された異常地震列の空間分布： (a)群発地震群、(b)余震系列群。色付きの円は地震深度を示し、大きさはそのマグニチュードを表す。
ETAS を用いた低周波地震の解析

富士山直下で 2003-2019 年に起きた低周波地震をETAS モデルで解析した結果、東北沖地震(2011 年 3 月 11 日)の 4 日後に起きた静岡東部地震により活動が活発化し、今もなお、以前の活動レベルに戻っていないことが分かった。静岡東部地震が起きた影響で、マグマだまりの周辺に亀裂が生じマグマシス
テムが変化して、低周波地震が活発化したことが示唆される。

１０

図６

富士山直下の低周波地震の解析。左側パネル: 低周波地震を検知する研究の結果、静岡東部地震(2011 年 3 月 15 日)の直後に低周波地震が起きていた。中央パネ
ル：ETAS 解析により静岡東部地震のタイミングで低周波地震の活動が活発化したことが判明した。赤線は、2003 年から静岡東部地震のまでの地震活動に基づく ETAS から期待される活動レベル。黒線は観測された活動レベル。右側パネル：静岡東部地震が起きた影響で、マグマだまりの周辺に亀裂ができ低周波地震が活発化したことを示
す模式図。

引用文献
・ Xiong Z, Zhuang J (2023) SETAS: a spherical version of the space–time ETAS model.
Seismological Research Letters. doi:10.1785/0220220198
・ Zhuang J, Ogata Y, Vere-Jones D (2002). Stochastic declustering of space-time earthquake
occurrences. Journal of the American Statistical Association, 97: 369-380.
・ Zhuang J, Ogata Y, Vere-Jones D (2004). Analyzing earthquake clustering features byusing stochastic reconstruction. Journal of Geophysical Research, 109, No. B5, B05301,
doi:10.1029/2003JB002879
・ Kagan Y, Jackson D (2014) Statistical earthquake focal mechanism forecasts. GeophysicalJournal International. 197: 620-629. doi:10.1093/gji/ggu015
・ Ogata Y, (1988), Statistical models for earthquake occurrences and residual

analysis for point processes . J. Amer. Stat. Assoc. 83:9-27.
・ Iwata T., Katao H. (2006). Correlation between the phase of the moon and the occurrencesof microearthquakes in the Tamba region through point-process modeling, Geophys. Res.
Lett., 33: L07302, doi:10.1029/2005GL025510
・ Kumazawa. T, Ogata Y (2014). Nonstationary ETAS models for nonstandard earthquakes.
Annals of Applied Statistics. 8:1825-1852. Doi: 10.1214/14-AOAS759
・ Kumazawa T, Ogata Y (2013) Quantitative description of induced seismic activity before
and after the 2011 Tohoku-Oki earthquake by nonstationary ETAS models. J. Geophys.
Res. Solid Earth, 118 (12): 6165–6182. doi: 10.1002/2013JB010259
・ 熊澤 貴雄, 尾形 良彦 (2023). 非定 常ETASモデ ルか ら見 える 能登 半島 群発 地震活動の地域的変化 ( 続報2 ). 地震予知連絡会会報 109 (7-2): 321-325, 2023年3月.
・ Nishikawa T, Ide S (2017). Detection of earthquake swarms at subduction zones globally:
Insights into tectonic controls on swarm activity. Journal of Geophysical Research: Solid
Earth, 122(7), 5325–5343. https://doi.org/10.1002/2017jb014188
・ Peng W, Marsan D, Chen K H, Pathier E (2021) Earthquake swarms in Taiwan: A
composite declustering method for detection and their spatial characteristics. Earth andPlanetary Science Letters, 574:117160. doi:10.1016/j.epsl.2021.117160
・ Guo Y, Zhuang J, Zhang H. (2023) Detection and characterization of earthquake swarms
in Nankai and its association with slow slip events. Journal of Geophysical Research:
１１

Solid Earth, 128:e2022JB025984. doi:10.1029/2022JB025984(c) 結論ならびに今後の課題
1) A-1 高次元 ETAS モデル
球面上の ETAS モデルソフトウェアを公表した。球面上の ETAS モデルによって、全地球の地震活動の特徴付けと各種の統計的異常現象の検出を試みた。発震機構を組み込んだ ETAS モデルを実装した。
今後は時空間 ETAS モデルを基盤に、震源の深さ、主な地震の断層形状、および発震機構をオンラインの震源データから推定する予測システムの実現を試みる。郭・庄・平田が提案したオンライン予測実施する首都圏直下の３次元 ETAS
モデルの高度化を目指したい。
2) A-2 摩擦構成則に基づく応力と地震活動との定量的関係を用いることによる、背景地震活動と背景応力場の推定
余震活動の時間減衰などから対数的な応力の時間変化が想定されており、摩擦
構成則の統計モデル版の本手法から、従来の想定ではパラメトリックモデルにより応力の時間変化を表現してもこれに似通った応力の時間変化が得られた。本手法では関数形を特定しない柔軟なモデリングとなっており、従来想定よりも、より適切な背景地震活動と背景応力場の推定への展開を試みる。
3) A-3 時空間的非定常・非一様性を調査する階層モデリング
非定常 ETAS モデルのベイズ解析での流体駆動の群発地震の特徴付けが可能になった。「ベイズ的 ETAS モデル」と「重み付き尤度に基づく非ベイズカーネル型モデル」の短期予測性能を比較評価するための高速度計算機環境を整えた。
今後は群発地震の詳細を捉えるため、下限マグニチュードに捉われることな
く、検出率を考慮した解析が可能なモデルを追求したい。リアルタイムで、後続する最大地震発生確率などを予測するモデルを作成したい。結果の可視化による情報発信に向けた検討を含め、次年度で実装したい。
4) A-4 地殻変動異常現象の因果性の評価
多くの観測異常データに対し異常診断法を適用し、地震発生予測の共変量として有意かどうかを検討し検証した。検証では、外部情報によって影響される予測モデルを作成するとともに、予測の時間効果の応答関数のモードなどを抽出した。
今後は時間的切迫性や影響域スケールに関する異常の応答関数を、テーマ B-4に組み込むことを目指したい。
5) A-5 地震活動の ETAS モデルからの乖離の異常と物理的解釈
１２

時間域の ETAS モデルを標準ベースラインモデルとして使用し、通常地震活動の相対的静穏化・活発化や、ゆっくりすべりに起因する群発活動など、モデルの非適合度などの各種の統計的異常現象を検出し、物理的解釈を試みた。特に、南海トラフ地域における群発地震の検出し、その特徴およびスロースリップ現象との関連性を探した。
今後は点過程の残差理論に基づいた、より多くの異常現象の検出方法を開発したい。
(d) 成果の論文発表・口頭発表等
1) 学会等における口頭・ポスター発表
発 表し た 成 果 （ 発表 題

発表者氏名

目、口頭・ポスター発表：計 26 件、うち国外計 9 件

発表した場所

発表した

国

主た

（学会等名）

時期

内・

る成

外の

果

の別）

別
富 士山 噴 火 予 知 実現 の長尾 年恭

京都大学吉田キャ

2022年

ための多角的監視 22-

鴨川 仁

ンパス・国際科学

12月

11 (口頭発表)

楠城 一嘉

イノベーション棟

23-24日上嶋 誠

シンポジウムホー

佐柳 敬造

ル (日本地震 予知

国内

学会 第９回学術講演会)
早稲田大学国際会

2022年

ー 性を 表 す た め の点 過

議 場 （ 第 13 回 横 幹

12月18日程モデル

連合コンファレン

ETASモ デ ル ： ク ラ ス タ

岩田 貴樹

国内

ス）
Zhuang, J.

Estimation,

UNSW

シドニー,

diagnostics,

andオーストラリア

extensionsof(Statistics Acrononparametric Hawkes

ss Campuses Semi

processes（口頭発表）

nar, ハ イ ブ リ ッ

2022年

国外

12月2日

ド開催)
Bayesian merging of

庄 建倉*

札幌市・北海道立

2022年

earthquake

司 政亜

道民活動センター

10月25日catalogs

from multiple sources

かでる2・7（口頭発表）(日本地震学会
2022 年 度 秋 季 大
会)

１３

国内

富 士山 の 低 周 波 地震 の楠城 一嘉*

札幌市・北海道立

2022年

検 知と 統 計 解 析 （ポ ス

行竹 洋平

道民活動センター

10月26日

ター発表）

熊澤 貴雄

かでる2・7

国内〇(日 本 地 震 学 会
2022 年 度 秋 季 大会)
西川 友章*

札幌市・北海道立

2022年

the Japan Trench, ポ

井出 哲

道民活動センター

10月26日ス ター 発 表 （ ポ スタ ー西村 卓也

かでる2・7Slow

Earthquakes in

発表）

国内

(日 本 地 震 学 会
2022 年 度 秋 季 大会)

能 登半 島 群 発 地 震の 非

熊澤 貴雄*

札幌市・北海道立

2022年

定 常性 の 解 析 （ 口頭 発

尾形 良彦

道民活動センター

10月24日

表）

国内

〇

国内

〇

かでる2・7(日本地震学会
2022 年 度 秋 季 大会)

Theresearch

application

of

and

熊 子瑶*

札幌市・北海道立

2022年

the

庄 建倉

道民活動センター

10月24日

spherical space-time

かでる2・7ETAS model（口頭発表）(日 本 地 震 学 会
2022 年 度 秋 季 大会)
Petrillo,

札幌市・北海道立

2022年

Seismic Gap by means

G.*

道民活動センター

10月25日ofandZhuang, J.

かでる2・7modelsLippiello,(日 本 地 震 学 会

E.

2022 年 度 秋 季 大

Verificationofphysicalstatistical（口頭発表）

国内

会)
Second-order

牛 源源*

札幌市・北海道立

2022年

smoothness prior over

庄 建倉

道民活動センター

10月25日theDelaunay

かでる2・7

Tessellation and its(日 本 地 震 学 会

application

2022 年 度 秋 季 大

gravitytoBayesian会)

inversion（口頭発表）

１４

国内

Zhuang, J.

Evaluating

IESC

コルシカ,

earthquake forecasts

フランスwith likelihood based( 第 12 回 統 計 地 震

marginal

and学国際ワークショscoresップ, StatSei12)

conditional

2022年

国外

10月21日（口頭発表）A size distribution

Iwata, T.

IESC

コルシカ,

2022年

of deep low-frequency

フランス

10月

tremors in the Nankai( 第 12 回 統 計 地 震

17-18日Trough zone: Modeling

学国際ワークショ

withップ, StatSei12)amixture国外

distribution （ ポ ス タ
ー発表）
The research on the

Xiong, Z.

IESC

コルシカ,

2022年

spherical space-time

フランス

10月

ETAS model（ポスター( 第 12 回 統 計 地 震

19-20日発表）

学国際ワークショ

国外〇

ップ, StatSei12)
Defining and testing

Petrillo, G.

IESC

コルシカ,

2022年

フランス

10月

a

( 第 12 回 統 計 地 震

19-20日spring

学国際ワークショ

block model（ポスターップ, StatSei12)thepredictive

efficacy
realistic

of

国外

発表）
Toward constructing a

Nishikawa,奈良春日野国際フ

2022年

statistical model for

T.

ォーラム甍

9月14日

slow earthquakes (ポ(International

スター発表)

Joint Workshop on

国内

Slow-to-Fast
Earthquakes 2022,
ハイブリッド開催)【 招待 講 演 】 地 震活 動

庄 建倉

成蹊大学

2022年

に よる 点 過 程 モ デル の(2022 年 度 統 計 関

9月7日

改 良： 残 差 解 析 から の連学会連合大会,

学習 (口頭発表)

ハイブリッド開
催)

１５

国内

〇

A spherical version

熊 子瑶*

成蹊大学

2022年

of

庄 建倉

(2022 年 度 統 計 関

9月5日

the

space-time

ETAS model（口頭発表）

国内

〇

国内

〇

連学会連合大会,
ハイブリッド開催)

Bayesianearthquake

Petrillo,

成蹊大学

2022年

forecasts

based

G.*

(2022 年 度 統 計 関

9月7日

庄 建倉

連学会連合大会,

on

the ETAS model（口頭発表）

ハイブリッド開催)

Second-order

牛 源源*

成蹊大学

2022年

smoothness prior over

庄 建倉(2022 年 度 統 計 関

9月5日

Delaunay

連学会連合大会,

Tessellationandハイブリッド開application

on

催)

the

gravity

国内

Bayesian

inversion（口頭発表）【 基 調 講 演 】 Studies

Nanjo,

to

2022

2022年

Z.

Electromagnetic

8月

seismicity using

Studiesof

22-26日statistical

Earthquakes

andevaluateKazu

methods(口頭発表)

国外

Volcanoes (EMSEV)(National Central
University,
Taoyuan, Taiwan)
Zhuang, J.

オンライン開催

2022年

A(AOGS2022

8月2日

MethodVIRTUAL,

Stochastic
Reconstruction:
Data-driven
forExtendingAnnualMeeting

Estimating

Asia

Oceania

Seismicity

Geosciences

Clustering

and

19th

ModelsSociety (AOGS))（口頭発表）１６国外〇

【 招 待 講 演 】 ResponseofaPetrillo, G.

granular

CNR

Main

2022年

Conference

Hall,

7月5日

sandwich to external

ロー マ, イタ リア

vibrations:to(Coarse-grained

thedescriptionHow

controlfortransmitted acoustic

non-equilibrium

frequency

systems

(口頭発

表)

国外

and

transport
phenomena)

Refining

the

ETAS

model:

庄 建倉non-stationary

幕張メッセ(日本

2022年

地球惑星科学連合

5月25日

国内

2022年大 会, ハイbackgroundrate,

hypocentral

depth,

sourceruptureブリッド開催)geometry, and focal
mechanism （口頭発表）【 招 待 講 演 】 Point-

Han, P.*

幕張メッセ(日本

2022年

process modelling ofChen, H.

地球惑星科学連合

5月22日

earthquakes

Zhuang, J.

2022年大 会, ハイ

Hattori K.

ブリッド開催)

尾形 良彦

幕張メッセ(日本

2022年

空 間ポ ア ソ ン 過 程モ デ

地球惑星科学連合

5月25日

ル によ る 日 本 内 陸部 の2022年大 会, ハイ

地 震発 生 確 率 の 予測 とブリッド開催)incorporating

ULF

国内

seismo-magnetic
anomalies (口頭発表)
階 層 型 時 空 間 ETASと 時

国内

検証（口頭発表）
Temporal and spatial

上田 拓*

幕張メッセ(日本

2022 年 6 月

variations

加藤 愛太郎

地球惑星科学連合

3日

inseismicity

2022年大 会, ハイ

characteristics

ブリッド開催)

after

the

2011

Tohoku-Oki
earthquake estimatedfrom HIST-ETAS model(ポスター発表)

１７

国内

GNSSに よ っ て 観 測 さ れ

西村 卓也*

幕張メッセ(日本

2022年

た 能登 半 島 群 発 地震 に西川 友章

地球惑星科学連合

5月27日

伴う地殻変動 （口頭発佐藤 大祐

2022年大 会, ハイ

表）

平松 良浩

ブリッド開催)

国内

澤田 明宏
The

research

application
sphericalofandXiong, Z.*

幕張メッセ(日本

2022年

the

Zhuang, J.

地球惑星科学連合

5月25日

spacetime

ブリッド開催)Preliminary

井出 哲*

幕張メッセ(日本

2022年

forecasting model for野村 俊一

地球惑星科学連合

6月2日

activity

tremorusing〇

2022年大 会, ハイ

ETAS model（口頭発表）

tectonic

国内

国内

2022年大 会, ハイブリッド開催)arenewal process (ポスター発表)
Everything you always

Taroni, M.*

Austria

wanted to know about

Selva, J.

Vienna(ACV)𝑏-value* (*but were

Marzocchi,(Europeanafraid to ask) （口頭W.

Geoscience

発表）

Zhuang, J.

Union(EGU)
GeneralCenter

2022年

国外

5月26日

Assembly

2022, ハ イ ブ リ ッ
ド開催)2) 学会誌・雑誌等における論文掲載
掲 載し た 論 文 （ 発表 題

発表者氏名

目）

：計 18 件、うち国外計 15 件
発表した場所

発表した

国

主た

（学会誌・雑誌等

時期

内・

る成

外の

果

名）

別
非 定 常 ETASモ デ ル か ら熊澤 貴雄

地震予知連絡会会

2023年

見 える 能 登 半 島 群発 地

尾形 良彦

報

3月

震活動の地域的変化
(続報2)

１８

国内

〇

Detection

andGuo, Y.

JournalcharacterizationofZhuang, J.

Geophysicalearthquake swarms in

Zhang, H.

Research:

Nankai

and

its

of

2023年

国外

〇

国外

〇

3月10日
Solid

Earth

association with slow
slip events
SETAS:

A

spherical

Xiong, Z.

Seismological

2023年

version of the space-

Zhuang, J.

Research Letters

2月27日

Zhang, B.

Frontiers

2023年

Chen, S.

Earth Science

2月15日

Fukushima,

Scientific

2023年

successive

Y.

Reports

1月10日

occurrence of Nankai

Nishikawa,

megathrustT.

earthquakes

Kano, Y.

time ETAS model
Statisticalevaluationofearthquake

forecast

Zhuang, J.

efficiency

using

Zhang, B.

earthquake-catalog

Wu, X.

and fault slip rate

Liang, B.

in

国外

in the Sichuan-Yunnan
region, China
High

Aprobability ofreviewonslow

Nishikawa,

Progress in Earth

2023年

earthquakes

in

the

T.

and

Planetary

1月3日

Ide, S.

Science

第 13 回 横 幹 連 合 コ

2022年

ー 性を 表 す た め の点 過

ンファレンス予稿

12月

程モデル

集

Japan Trench

国外

国外

Nishimura,T.
ETASモ デ ル ： ク ラ ス タ

岩田 貴樹

Forecasting tectonic

Ide, S.

Progress in Earth

2022年

tremor activity using

Nomura, S.

and

12月8日

a

renewalprocess

Planetary

国内

国外

Sciencemodel
The

debateontheearthquake magnitude

Petrillo, G.

Scientific

2022年

Zhuang, J.

Reports

11月30日correlations: a metaanalysis

１９

国外

〇

Estimating

thecompleteness

Godano, C.

EarthPetrillo, G.

Science

and

Space

2022年

国外

10月25日magnitude m c and the𝑏-values in a snap
Ananalytic

Godano, C.

EarthexpressionforTramelli, A.

Science

10月18日volcanictheseismic

swarmsoccurrence

rate. A case study of

and

Space

2022年

国外

Mora, M.
Taylor, W.
Petrillo, G.

some volcanoes in theworld
非 定 常 ETASモ デ ル か ら熊澤 貴雄

地震予知連絡会会

2022年

見 える 能 登 半 島 群発 地

尾形 良彦

報

9月

An updated version of

Benali, A.

Acta Geophysica

2022年

the ETAS model based

Zhuang, J.

on

Talbi, A.

国内

震活動の地域的変化(続報)

multiplechange国外

8月18日

points detection
Statistical

Zhuang, J.

Seismology

Encyclopedia

of

2022年

国外

8月4日

MathematicalGeosciences.
Encyclopedia
Earth

of

Sciences

Series.

Daya

Sagar,

B.S.,

Cheng,Q.,

McKinley, J. andAgterberg,

F.

(eds)
A

Simultaneous

EstimationofBaseline

Intensity

andParameters

ModulatedtheZhuang, J.

AxiomsSiew, H-Y.

2022年
6月23日

for

RenewalProcesses

２０

国外

〇

A Bayesian algorithm

Si, Z.

Chinese

Journal

2022年

for

Zhuang, J.

of Geophysics (in

6月10日

Jiang, C.

Chinese)the

Petrillo, G.

JournalGap

Rosso, A.

GeophysicalHypothesis in a Model

Lippiello,

Research:

With

E.

Earth

The Dependence on the

Godano, C.

Bulletin

Moho Depth of the 𝑏-

Tramelli, A.

Seismological

Value

Petrillo, G.

Society

Gutenberg–Richter

Sessa, E.B.

America 2022

Law

Lippiello,

magnitude

determination
mergingby

国外

multipleseismic networks
TestingofSeismic

Realistic

of

2022年

国外

5月19日
Solid

Earthquake
Statistics

of

the

of

the

2022年

国外

4月14日
of

E.
(e) 特許出願、ソフトウエア開発、仕様・標準等の策定
1) 特許出願
なし
2) ソフトウエア開発：計 1 件名称

機能

Spherical Space-Time

球面版 ETAS モデルによるデータフィッティングおよび地震

Point-Process Models

カタログの確率的除群法(SETAS)（http://bemlar.ism.ac.jp/zhuang/software/SETAS.zip）3) 仕様・標準等の策定
なし

２１

２．２

テーマＢ：地震活動の予測システムの構築
B-1 ETAS による長期予測
B-3 ETAS による短期・リアルタイム予測と可視化
B-4 中期予測システムの構築
B-5 前震とｂ値

(1)

業務の内容

(a) 業務の目的
連発大地震発生の可能性を考慮した時空間 ETAS モデルなどによるオンラインの
短期確率予測モデルの開発・展開・実装を目的とする。地震発生の長期・中期・短期予測と即時把握とそれらの信頼度を与える。
先ず、HIST-ETAS に基づく短期および長期予測を最初の３年程で実現し、令和５年度に震源データの不均質性などを克服した階層的時空間 ETAS（HIST-ETAS）モデルを高度化し余震予測のオンライン化を実装する。そして、地殻変動や地震活動の異常変化などの把握を令和５年度以降追求し、これらを考慮し、長期・中期・短期といった異なる時間スケールの確率予測とそれらの複合的確率予測をオンライン・シス
テムに実装することを最終目的とする。逐次、リアルタイムの短期確率予測の出力を、以下のように、緊急地震速報の事前シナリオの想定尤度に活用するとともに、システムの信頼性を向上させるための事前情報として使用できるようにする。
(b) 研究者の所属、氏名、研究実施期間、研究費等
所属機関・部局・職配分を受けた氏名
研究実施期間名
研究費
統計数理研究所・
尾形 良彦
R4.4.1
テーマＡ（統名誉教授～
数研配分）のR5.3.31
額に含まれる
静岡県立大学・
楠城 一嘉
R4.4.11,000,000 円
グローバル地域セン～
ター・特任准教授
R5.3.31
注）配分を受けた研究費は、間接経費を含まない額。

間接経費
同左

300,000 円(c) ５か年の年次実施計画（過去年度は、実施業務の要約）
1) 令和 3 年度 [実施業務の要約]
M4 以 上の 内陸 直下型 地震 の短 期・ 長期 予測 モ デルを 作成 した 。さ らに 、沖 合も 含 む 時 空 間確 率 予 測 を 偏 り な く 実 施 す る た め の 地 震 カ タロ グ の デ ー タ 欠 測補
完 の モ デ ル の作 成 に 取 り 組 ん だ 。 並 び に 、 既 存 の 各 前 震 確率 予 測 手 法 の 比 較のための 確率 予測 評価 法を 検討 した 。
2) 令和 4 年度 [実施業務の要約]
ド ロ ネ ー 平 面 分 割 に 基 づ く 階 層 時 空 間 モ デ ル （ HIST-PPM） ソ フ ト ウ ェ ア を 公開した 。これ によ って 、各種の 予測 出力 の可 視 化（ 地図 、画像 、動 画 ）を 準備 し、
地 震 活 動 が リア ル タ イ ム に 使 用 可 能 な 近 未 来 状 況 に 備 え る。 内 陸 地 震 の 長 期予
２２

測を目 的と して 日本 内陸 のバ ック グラ ウン ド地 震を評 価し た。
3) 令和 5 年度
沖 合 を 含 め た 全 日本 の 長 期 確 率 予 測 法 を 確 立 し 、 地 震 カ タ ロ グの デ ー タ 欠 測の 補 完 を 含 めた オ ン ラ イ ン 短 期 ・ 中 期 予 測 に 取 り 組 む 。 時空 間 的 に 異 常 現 象を定義・調査 し、それ らに 基づ いた 前兆確 率予 測 の算定 法を 考案 する 。前 震確 率のオ ン ラ イ ン 予測 の 実 装 に 取 り 組 む 。 以 上 に つ い て 、 そ れ ぞれ の 予 測 評 価 法 を考案する 。
4) 令和 6 年度
オンラ イン 短期 予測 や前 震確 率予 測と 実装 の可 視化・情報共有を目指し、異常現象に よる 中期 予測 によ る確 率利 得の 計算 法を 追求す る。
5) 令和 7 年度
HIST-ETAS モデ ルの 短期・中期予 測と 前震 確率 予測の オン ライ ン実 装 、各 種異常現象 によ る中 期予 測 、長 期予 測を 合わ せて 複 合予測 し 、可 視化・情報共有す る。
(d) 令和４年度の業務の目的
・国内各地の直下型大地震の永年活動度を与え長期予測確率およびその予測性能を
情報利得（対数尤度）での評価比較
・中規模地震（例えばマグニチュード４以上）が内陸部で発生するたびに HISTETAS モデルの条件付き強度関数の時空間変化を計算し、後続する最大地震発生確率などの予測・HIST-ETAS モデルを基盤に (a) 震源の深さ (b) 主な地震の断層形状および (c)
発震機構（テンソル）の成分をオンラインの震源データから推定する自動予測シ
ステムの実現・複合要素予測に利用するために危険度拡大率（確率利得）の時間的切迫度や地域
範囲の時空間スケーリング関数を求め、その実装をめざす。
・G-R 則 b 値の変化や前震識別を通して非定常・非独立性を導入した予測の可能
性の研究

(2)

令和４年度の成果(a) 業務の要約
1) B-1 ETAS による長期予測
階層ベイズ的時空間 ETAS(HIST-ETAS) モデルと G-R 則から、内陸部各地の背景活動度を与え、直下型大地震の長期予測確率を与えた。ついで、内陸部の長期・中期予測を目指して非一様定常ポアソン時空間モデルを求めた。それらの予測性能を情報利得（対数尤度）で評価比較したところ、大地震の長期予測は階層
２３

ベイズ的時空間 ETAS(HIST-ETAS) モデルの背景活動度と G-R 則、内陸部各地の前者、中地震の中期予測は非一様定常ポアソン時空間モデルと G-R 則が優れていることが分かった。論文が EPS に掲載された。
2) B-3 ETAS による短期・リアルタイム予測と可視化
中規模地震が内陸部で発生するたびに短期的に地震の発生し易さのオンライン
予測を HIST-ETAS モデルにより計算した。
3) B-4 中期予測システムの構築
余震活動の相対的静穏化異常から近傍での大規模地震の切迫度や地域性の時空間スケーリング関数を求めた。
4) B-5 前震とｂ値
地震群内の先行地震同士の統計的識別に基づいて、将来、より大きな地震が発生する確率のモデルを構築した。論文を投稿中である。
(b) 業務の成果
1) B-1 ETAS による長期予測
背景 地震 活 動度 を用 い た内 陸地 震 の長 期予 測 と 検証 評価

直 下型 地震を 予測 するモデルとして、内陸部で一様な配置のモデル (a); 非一様な配置のモデル (b); 地域性を考慮した２種類の時空間 ETAS モデル(c および d)から誘発項を取り除いた背景活動密度の予測性能を比較評価した。
マグニチュード分布のグーテンベルク・リヒター則で ｂ 値が内陸全域で 0.9 を仮定し、発生地震結果の「対数尤度スコア」によると、HIST-ETAS-5pa モデル（下記の左側図の配色や等高線）は、右図で予測された M６以上の内陸地震の長期確率予測、および歴史被害地震の発生場の所在の説明、に最も優れている（下記の表の赤数字は最大対数尤度値）。

２４図１a) 対象期間1923-2018年の日本周辺におけるM≧4.0の地震の震央（色付点）に対する最適なμのMAP推定。カラーは線形化された頻度を指し、日deg2 当たりの確率を表す。b) b = 0.9を仮定した場合、日本内陸部の各0.2°×0.2°セル（約400km2 ）において30年間にM≧6が発生する確率。
表１

表２

予測期間（1996年～2019年）

歴史被害地震の予測期間（1585～1884年）;予測範囲 北緯38°以南（北海道、北東北を除く）２５

2) B-3 ETAS による短期・リアルタイム予測と可視化
内陸部について時空間 ETAS（HIST-ETAS）モデルによるオンライン短期確率予測の実装内陸 部で 中 規模 地震 が発 生す るた びに 短 期 的に 地震 の発 生し 易さ の オン ライン

予測を HIST-ETAS モデルにより計算し、３次元 AVS 可視化システムに組み込み、結果を動画で表現し活動度のモニターをできるようにした。当座の中期予測は、非一様定
常ポアソン時空間モデルで実装した。

図２

HIST-ETAS-5paモデルについて、(a) 学習期間1885-2018、(b) 予測期間2019-2021年9月開始における、上部に記載した日時における最適MAPパラメータの条件付き強度関数のスナップショット。両画像の等高線は、対数スケールで共通の等距離間隔を表示している。画像下の色票は、1.0°×1.0°セルあたりのM≧4.0事象の発生率を常用対数スケールで示した。右端の画像は、日別定期的に計算された、b値、非定常ポアソン強度関数、HIST－ETASモデルを関係者に共有するデバイスの開発。
3) B-4 中期予測システムの構築
ETAS モデルからの乖離の異常と中期予測システムの構築

余震活動の相対的静穏化

異常やトリガー効果から近傍での大規模地震の切迫度や地域性の時空間スケーリング関数を提案した(尾形 et al,2021)が、その組織的な検証には時間が掛かり、次年度以降で模索したい。これに基づいて、最終的な目標である複合要素予測の危険度拡大率（確率利得）の一要素として利用可能にしたい。
4) B-5 前震とｂ値
前震確率予測とb値

地震群内の先行地震同士の統計的識別に基づいて、日本の進行中の地震活動について、一回り大きな地震が起きる予測確率がリアルタイムで計算できるように実装を整えた。ｂ値のオンライン予測の可視化を与えたので、マグニチュードの空間b値の時空間変化をオンラインで計算し、それらの結果を日本地図上に表示して、Twitterに投稿する仕組みを作成した。この様にして予測性能を調査できる土台ができた。
２６

図３ 左側パネル: Single-Link法による地震群のリアルタイムオンライン同定と前震確率予測およびマグニチュード列精査による b 値変化モニタリングの結果例。2023
年3月末 現在で 将来 １ヵ 月以内 に各 地震 群で現 在の最 大マ グニチ ュー ドよ りM0.4以上の大きな地震が起こる確率予測（＋印）。
熊本地震前後の地震活動を精査し、M6.5以降の地震活動のb値は続くM7.3地震の震 源
域では平時より高く偽陰性ケースだった(Nanjo et al,2022)。つまり、M6.5地震以降のb値は徐々に上昇し、M7.3地震の震源域で大地震が起きない可能性が高いという シ
グナル(陰性)が出たが、実際はM7.3地震が起きたので陰性が偽りだったというケース
である。

図４

熊本地震の起きた断層沿いのb値の変化。左側パネル：本震(M7.3)は2016年4月16日に布田川断層で発生した。震央を黄色の星印で示す。その約1日前に日奈久断
層でM6.5の前震が起き、M6.4の前震が起きた(赤色の星印で震央を示す)。前震活動
は本震直前まで活発だった(灰色の点)。右側パネル（上）： M6.5の前震以降、布田川断層沿いのb値は大きくなり(力は徐々に低くなり)、本震直前では、M6.5の前震の前と比べて、b値は大きかった(十分に力は低かった)。ここで、左側パネルの赤四角の中の地震活動をb値で解析した。この結果から、断層面に沿ってゆっくりした滑りが起き、いわゆる、”前駆滑り”が起きた可能性が考えられる。右側パネル（下）２７b値の解析から、日奈久断層沿いのb値は本震直前と比べて高くなったとは言えない。
ここで、左側パネルの青四角の中の地震活動を解析した。
引用文献
・ 尾形良彦(2021)階層的時空間 ETAS モデルに基づく短期・中期・長期予測および背景率予測―自動予測の開発に向けて。地震予知連絡会会報 105(12-10):493-499.
https://cais.gsi.go.jp/YOCHIREN/report/kaihou105/12_10.pdf
・ Nanjo K Z, Izutsu J, Orihara Y, Kamogawa M (2022) Changes in seismicity pattern due
to the 2016 Kumamoto earthquake sequence and implications for improving theforeshock traffic-light system. Tectonophysics, 822: 229175. doi:
10.1016/j.tecto.2021.229175.
(c) 結論ならびに今後の課題
1) B-1 ETAS による長期予測
階層ベイズ的時空間 ETAS(HIST-ETAS) モデルと G-R 則から、内陸部各地の背景活動度を与え、直下型大地震の長期予測確率を与えた。ついで、内陸部の長期・中期予測を目指して非一様定常ポアソン時空間モデルを求めた。それらの予測性能を情報利得（対数尤度）で評価比較したところ、大地震の長期予測は前者、中地震の中期予測は後者が優れている。大地震の長期予測は被害歴史地震の配置を良く説明できることを定性的に示した。以上の根拠で、直下型地震の長期確率予測は地震活動の立場から公表できる。
今後領域を広げて、全日本の大地震の長期期予測も実装して、可視化による情報発信に向けた検討をする。その際、海域における地震の欠測率が甚だしいため
HIST-ETAS モデルによる大地震直後の予測バイアスを避ける推定法や予測が今後の計画で渇望される。
当座の中期予測は非一様定常ポアソン時空間モデルで実装し、良い成績である
ことを示したが、さらに今後、HIST－ETAS モデルのシミュレーションによる中期予測を試み、時空間モデルの予測と性能を比較し、改善できるかの結果を出したい。
2) B-3 ETAS による短期・リアルタイム予測と可視化
内陸部で中規模地震が発生するたびに短期的に地震の発生し易さのオンライン
予測を HIST-ETAS モデルにより計算し、３次元 AVS 可視化システムに組み込んだ。当座の中期予測は、非一様定常ポアソン時空間モデルで実装した。
3) B-4 中期予測システムの構築
余震活動の相対的静穏化異常やトリガー効果から近傍での大規模地震の切迫度
や地域性の時空間スケーリング関数を提案した。切迫度や地域性の時空間スケー

２８

リング関数は、次年度以降の目標である複合要素予測の危険度拡大率（確率利得）の一要素として利用可能にしたい。
4) B-5 前震とｂ値
地震群内の先行地震同士の統計的識別に基づいて、日本の進行中の地震活動について、一回り大きな地震が起きる予測確率がオンラインで計算できるように実装を整えた。さらに、前震の定義を拡張して、最大マグニチュードを少しでも更新する地震が発生する確率予測の一般化モデルを与え、その評価を実施したい。
ｂ値のオンライン予測の可視化を与えたので、予測性能を調査できる土台ができた。同時に、前震確率予測の実装をしたが、予測に対して実際はどのように推移したかを評価したい。マグニチュード系列は通常 G-R 則により定常・独立の場合が採用されているが、前震の識別を通して、非定常非独立性を導入した予測の優位性を追求することが可能になった。
(d) 成果の論文発表・口頭発表等
1) 学会等における口頭・ポスター発表
発 表し た 成 果 （ 発表 題

発表者氏名

目、口頭・ポスター発表：計 21 件、うち国外計 3 件

発表した場所

発表した

国

主た

（学会等名）

時期

内・

る成

外の

果

の別）

別
国土地理院関東地

2023年（１ ） － 内 陸 地震 の

方測量部

2月28日

短 期確 率 予 測 と 評価 に

( 第 238 回 地 震 予 知

ついて（口頭発表）

連絡会例会 地震

地殻活動の予測実験

尾形 良彦

国内

予知連絡会活動報
告, ハイ ブリ ッド
開催)
2023年2月6日 に 発生 し

尾形 良彦,

国土地理院関東地

2023年

た トル コ 中 部 地 震の 余

熊澤 貴雄

方測量部

2月28日

震 活動 に つ い て （口 頭( 第 238 回 地 震 予 知

発表）

連絡会例会 地震国内

予知連絡会活動報
告, ハイ ブリ ッド
開催)
プ レー ト 間 非 地 震性 す野村 俊一

2022 年 度 「 繰 り 返

2023年

べ り速 度 の ト レ ンド をし地震再来特性の2月3日

考 慮し た 繰 り 返 し地 震

理解に基づく地殻の短期予測（口頭発表）

活動モニタリング」 研究 集会, オ
２９

国内

〇

ンライン
背 景地 震 活 動 と 繰り 返

尾形 良彦

し地震など（口頭発表）

2022 年 度 「 繰 り 返

2023年

し地震再来特性の

2月3日

国内

〇

理解に基づく地殻
活動モニタリング」 研究 集会, オ
ンライン
富 士山 噴 火 予 知 実現 の長尾 年恭

京都大学吉田キャ2022年

た め の 多角 的 監 視 22-

鴨川 仁

ンパス・国際科学

12月

11 (口頭発表)

楠城 一嘉

イノベーション棟

23-24日上嶋 誠

シンポジウムホー

佐柳 敬造

ル (日本地震予知

国内

学会 第９回学術講演会)
静岡地方気象台

2022年

大 学グ ロ ー バ ル 地域 セ

(静岡地方気象台談

11月28日ン ター 自 然 災 害 研究 部

話会)

【 招待 講 演 】 静 岡県 立

楠城 一嘉

国内

門 の業 務 活 動 と 研究 活動の一例の紹介(口頭発表)
札幌市・北海道立

2022年

辺 域の 回 顧 的 モ ニタ リ

道民活動センター

10月24日ング（口頭発表）

かでる2・7

昭 和南 海 ト ラ フ 地震 周

尾形 良彦

国内

(日本地震学会
2022 年 度 秋 季 大会)
富 士山 の 低 周 波 地震 の楠城 一嘉*

札幌市・北海道立

2022年

検 知と 統 計 解 析 （ポ ス

行竹 洋平

道民活動センター

10月26日

ター発表）

熊澤 貴雄

かでる2・7

国内(日 本 地 震 学 会
2022 年 度 秋 季 大会)
プ レー ト 間 非 地 震性 す野村 俊一*

札幌市・北海道立

2022年

べ り速 度 の 時 空 間変 化

内田 直希

道民活動センター

10月25日を 考慮 し た 繰 り 返し 地

尾形 良彦

かでる2・7

震 の短 期 予 測 （ 口頭 発

(日本地震学会表）

2022 年 度 秋 季 大
会)

３０

国内

〇

能 登半 島 群 発 地 震の 非

熊澤 貴雄*

札幌市・北海道立

2022年

定 常性 の 解 析 （ 口頭 発

尾形 良彦

道民活動センター

10月24日表）

国内

かでる2・7(日本地震学会
2022 年 度 秋 季 大会)
Southern

2022年

validation of short-

California

9月

toEarthquake Center

11-14日Prediction

andOgata, Y.

long-term

earthquake

国外〇(2022 SCEC Annual

probabilities

in

Meeting,

using

イン参加)

inlandJapanthehierarchicalオンラ

space-time ETAS andspace-time

Poissonprocess models (ポス
ター発表)
成蹊大学

2022年

に よる 点 過 程 モ デル の(2022 年 度 統 計 関

9月7日

改 良： 残 差 解 析 から の連学会連合大会,

学習 (口頭発表)

ハイブリッド開【 招待 講 演 】 地 震活 動

庄 建倉

国内

催)
成蹊大学

2022年

のリアリタイム予測(2022 年 度 統 計 関

9月5日（口頭発表）

連学会連合大会,

大 地震 発 生 ！ 後 続地 震

尾形 良彦

国内

〇

国内

〇

ハイブリッド開催)Onstatistical

熊澤 貴雄*

成蹊大学

2022年

methods

applied尾形 良彦(2022 年 度 統 計 関

9月5日

recenttoearthquake

連学会連合大会,

swarms（口頭発表）

ハイブリッド開催)【 基 調 講 演 】 Studies

Nanjo,

to

2022

2022年

Z.

Electromagnetic

8月

seismicity using

Studiesof

22-26日statistical

Earthquakes

and(口頭発表)

evaluate
methods

Kazu

Volcanoes (EMSEV)(National Central
University,
３１

国外Taoyuan, Taiwan)
Cluster-based

Nomura, S.*

オンライン開催

2022年

ForeshockOgata, Y.

(AOGS2022

8月2日

Discrimination

VIRTUAL,

Models for

Flexible

AnnualMeeting

Prediction

Schemes

Asia

Oceania（口頭発表）

国外

19th

Geosciences
Society (AOGS))
オンライン開催

2022年と シナ リ オ を ど う求 め

(日 本 地 震 学 会 特

7月23日

る (口頭発表・招待講

別シンポジウム演)

大地震発生！「1週大 きな 地 震 連 鎖 の確 率

尾形 良彦

国内

間程度は注意」の次は？－後発地震と臨時情報－)
リ アル タ イ ム 余 震活 動

汐見 勝彦*

幕張メッセ(日本

2022年予測システム：最近5年

近江 崇宏

地球惑星科学連合

6月2日間の予測実績と検証

尾形 良彦

2022年大 会, ハイ(ポスター発表)澤崎 郁

ブリッド開催)A study on detection

楠城 一嘉*

幕張メッセ(日本

2022年

of

行竹 洋平

地球惑星科学連合

6月2日

low-frequency

earthquakes

at

国内

国内

2022年大 会, ハイMt.

ブリッド開催)Fuji and data quality
evaluation (ポスター発表)
非 定 常 ETASモ デ ル で 捉

熊澤 貴雄*

幕張メッセ(日本

2022年

え る能 登 半 島 群 発地 震

尾形 良彦

地球惑星科学連合

5月25日

活 動の 地 域 的 変 化（ 口2022年大 会, ハイ

頭発表）

ブリッド開催)Preliminary

井出 哲*

幕張メッセ(日本

2022年

forecasting model for野村 俊一

地球惑星科学連合

6月2日

tectonic
activity

tremorusinga

2022年大 会, ハイブリッド開催)renewal process (ポス
ター発表)

３２

国内

国内

〇

2) 学会誌・雑誌等における論文掲載
掲 載し た 論 文 （ 発表 題

発表者氏名

目）

：計 7 件、うち国外計 3 件
発表した場所

発表した

国

主た

（学会誌・雑誌等

時期

内・

る成

外の

果

名）

別
非 定 常 ETASモ デ ル か ら熊澤 貴雄

地震予知連絡会会

2023年

見 える 能 登 半 島 群発 地

尾形 良彦

報

3月

尾形 良彦

地震予知連絡会会

2023年

報

3月

Fukushima,

Scientific

2023年

successive

Y.

Reports

1月10日

occurrence of Nankai

Nishikawa,

megathrustT.

earthquakes

Kano, Y.

地 震学 習 会 「 ジ オパ ー楠城 一嘉

地震学会ニュース

2023年

ク 活動 で 使 え る 地震 学

レ タ ー , 第 75 巻 ,1月10日

6: 決 定 論 的 地 震 予 知

NL5号, NL-5-21

国内

震活動の地域的変化(続報2)
背 景地 震 活 動 度 を用 いた 内陸 地 震 の 長 期予 測

国内

〇

と検証評価
High

probability of

国外

国内

か ら確 率 論 的 地 震予 測への道のり」参加報告
reviewonslow

Nishikawa,

Progress in Earth

2023年

earthquakes

in

the

T.

and

Planetary

1月3日

Ide, S.

ScienceA

Japan Trench

国外

Nishimura,T.
非 定 常 ETASモ デ ル か ら熊澤 貴雄

地震予知連絡会会

2022年

見 える 能 登 半 島 群発 地

尾形 良彦

報

9月

Ogata, Y.

Earth Planets and

2022年

Space

7月18日

国内

震活動の地域的変化(続報)
Prediction

andvalidation of shortto-long-term
earthquake
probabilities

ininland

Japan

using

the

hierarchical
３３

国外

〇

space–time ETAS andspace–timePoissonprocess models(e) 特許出願、ソフトウエア開発、仕様・標準等の策定
1) 特許出願
なし
2) ソフトウエア開発
なし
3) 仕様・標準等の策定
なし

３４

２．３

テーマＣ：予測とモニタリングのための観測網情報統合最適化
C-1 ノイズ情報及び予測情報を利用した動的観測点統合法
C-2 逆解析のための観測点統合・選択法の開発

(1)

業務の内容

(a) 業務の目的
緊急時に対応して臨時観測網を含む観測点の多量さや多種多様性を考えた、大地
震後の臨時観測における各種観測網の配置設計を予測の観点から事前に機動的に最適化する自動化アルゴリズムを開発する。最初の２年程でデータの質が観測点によって異なる状況での逆解析のため客観的な観測点の重み選択や外れ値処理法を開発する。同時に、開発した観測点選択法をテーマ D における PLUM 法に組み込み、緊急地震速報の精度を高めることを検討する。高度化に際して重み付きグラフデータ解
析の知見等から最新の機械学習手法の成果を取り入れた高度化を図る。令和５年度
以降は静的な選択から動的な選択への拡張の検討・新規観測網配置の提案を行う。
(b) 研究者の所属、氏名、研究実施期間、研究費等
所属機関・部局・職配分を受けた氏名
研究実施期間名
研究費
統計数理研究所・矢野 恵佑
R4.4.1
テーマＡ（統数理・推論研究系・～
数研配分）の准教授
R5.3.31
額に含まれる
注）配分を受けた研究費は、間接経費を含まない額。

間接経費
同左

(c) ５か年の年次実施計画（過去年度は、実施業務の要約）
1) 令和 3 年度 [実施業務の要約]
GNSS デ ータ から SSE を 検出 する ため に、 いわ ゆる ℓ1-ノ ルム に基づ いて のト
レンド フィ ルタ リン グ手 法を 開発 し、四国 西部 の GNSS デ ータ への 適用 により 従
来から 知ら れて いる ゆっ くり 滑り（SSE）に 加 えて、12 個 の新 し い SSE を発 見した 。 さ ら に 、開 発 手 法 内 で 利 用 し て い る 情 報 量 規 準 の 振 る舞 い に よ る 逆 解 析用
観測点 統合 選択 法に つい て議 論し た。
2) 令和 4 年度 [実施業務の要約]
GNSS デー タか ら SSE を検 出す るた めに、ℓ1 -ノ ル ムに基 づい ての トレ ンド フィ
ルタリ ング 手法 を開 発し 、西 四国 直下 の 12 個 の未知 の SSE を 発見 した 。
3) 令和 5 年度
前 年 度 に 引 き 続 き逆 解 析 用 観 測 点 統 合 選 択 法 の 開 発 を 進 め る 。更 に 、 よ り 実
用 に 即 す た めに 、 観 測 点 の 選 択 法 ・ 統 合 法 に つ い て 動 的 な要 素 の 導 入 を 検 討する。
4) 令和 6 年度
３５

前 年 度 に 引 き 続 き逆 解 析 用 観 測 点 統 合 選 択 法 及 び 動 的 観 測 点 統合 選 択 法 の 開
発を進 める 。加 えて 、新 規最 適設 計に 取り 組む 。
5) 令和 7 年度
前年度 まで の研 究で 開発 した 手法 群を 提供 する 。
(d) 令和４年度の業務の目的
・データの質の時間的な変化を取り入れた統合法及びテーマ B で得られる予測情報
を補助情報として利用した統合法の開発
・逆解析用の観測点情報の統合・選択法の開発(2)

令和４年度の成果(a) 業務の要約
1) C-1 ノイズ情報及び予測情報を利用した動的観測点統合法
異なる地震観測網から取得した地震マグニチュードの統一的なカタログを作成するための、ノイズと予測情報を考慮した動的観測点統合法を開発した。
2) C-2 逆解析のための観測点統合・選択法の開発
東北大学と協働し、l_1 トレンドフィルタリングの予測誤差挙動による観測点
選択を含むゆっくり滑り検知手法を開発した。該当の論文は国際誌に出版され、コードは公開している。さらに、テーマ D と協働し、緊急地震速報時の観測網選択のため、事後分布の無限小ジャックナイフ近似による観測網選択アルゴリズムの開発を開始した。
(b) 業務の成果
1) C-1 ノイズ情報及び予測情報を利用した動的観測点統合法
複数 の地 震 観測 網で 測定 さ れた 地震 マ グニ チュ ード のベ イ ズ的 統合

異な る地震 観

測網から取得した地震マグニチュードの統一的なカタログを作成するため、ノイズと予測情報を考慮した動的観測点統合法を開発した。
提案手法では、各観測点から得られた地震マグニチュードの情報をガウス分布として扱い、その平均として未知の真のマグニチュード、分散として観測ノイズに関連する分散を取り入れた。そして、真のマグニチュードに一様な事前分布を仮定したベイズ的な枠組みを利用して真のマグニチュードの事後確率密度分布を導き出す。
本手法の効果を検証するために、真のマグニチュードが既知の合成カタログを用いて頑健性のテストを行った。その後、イタリアの 6 つの地震観測網から得られたデータに対して本手法を適用し、観測データの統合を行った。
その結果、本手法は、各観測網で観測されたマグニチュードの一貫性を考慮しつつ、
ノイズ情報を用いて効果的にデータを統合することができることがわかった。ここで得られた統一的なカタログは、地震ハザード評価や地震動解析において価値のある情３６

報源を提供する。さらに、同手法は、機械学習手法やその他の地震観測網のデータを統合することで新たなアプローチとしても活用可能である。今後はテーマ A 及び B で得られる ETAS による予測情報を統合し手法の改良を行う。

図１

イ タリ ア の観 測ネ ッ トワ ーク カタ ロ グに 掲載 され た地 震 の震 源地 分 布。IV（INGV）、OX (OGS)、GU（University of Genoa）、OT (University of Bari)、EV(Collalto Seismic Network)、OL (Cornegliano Laudense Seismic Network) の各
ネットワークから報告された地震をそれぞれ黄色、シアン、赤、マゼンタ、緑、青のドットで示す。

図２ (a)--(d) 観測ネットワーク間における、元のマグニチュードとベイズインバ
ージョンアルゴリズムに基づき算出された修正値の比較。(e)--(i)各ネットワーク
における、修正後の大きさと修正前の大きさの差のヒストグラム。
３７

2) C-2 逆解析のための観測点統合・選択法の開発
ゆっくりすべりの自動検知法 東北大学課題と共同し、四国西部のゆっくりすべりの自動検知法を開発・論文化した(Yano and Kano,2022)。
この自動検知法において、GNSS 観測点の選択法を提案した。具体的には、Mallows’
Cp を用いて「フィルタリング結果が区分線形になりやすい」観測点を情報量規準の挙動から自動選択する手法である(図３)。多くの観測点からある種 S/N が高い観測点を同定することができ、それによってこれまでに知られていなかった小さなゆっくりす
べりを同定することができた。
さらに、テーマ D と協同し緊急地震速報法である拡張 IPF 法における観測点選択の最適化 を検 討し た。 具体 的に はベイ ズ感 度公 式 に基づ く観 測点 選択 法(Iba and Yano,
2023,2022)の適用を検討した。これは事後分布の形状を Kullback—Leibler divergence の意味で変化させないような観測点を同定する手法である。既存の観測点選択手法と比べて尤度に基づき観測点ごとのノイズレベルや異なる計測情報を統合した選択や動的な選択が行える点が特徴である。提案手法によって、直感とある程度一致した観測点選択ができていることが確認できた(図４)。

図３

情 報 量 規 準 (Mallows’ Cp) の 振 る 舞 い に よ る 観 測 点 選 択 。 (b) の よ う に

Mallows’ Cpの最適点が一意に定まるような観測点を選ぶ。この手法によって四国西部のGNSS観測点でのプレートの沈み込み方向への変位が区分線形になりやすい観測点を(a)のように選ぶことができた。

３８

図４

ベイズ感度公式を用いた観測点選択。二つの図は二つの震源位置や観測点位

置のシナリオにおける観測点重要度を表示している。緑色の星は震央位置であり、赤い三角は観測点である。上位の20点には順位を付している。
引用文献
・ Yano K, Kano M (2022) 𝓵𝟏 trend filtering-based detection of short-term slow slip events:
Application to a GNSS array in southwest Japan. Journal of Geophysical Research:
Solid Earth, 127:e2021JB023258
・ Iba Y, Yano K (2023) Posterior covariance information criterion for weighted inference.
arXiv:2106.13694, accepted at Neural Computation.
・ Iba Y, Yano K (2022) Posterior covariance information criterion for arbitrary loss
functions. arXiv:2206.05887(c) 結論ならびに今後の課題
1) C-1 ノイズ情報及び予測情報を利用した動的観測点統合法
異なる地震観測網から取得した地震マグニチュードの統一的なカタログを作成するため、ノイズと予測情報を考慮した動的観測点統合法を開発した。今後はテーマ A 及び B と協働し、ETAS モデルの予測情報を取り組むことでより高精度化を目指す。
2) C-2 逆解析のための観測点統合・選択法の開発
東北大学課題と共同し、四国西部の短期的ゆっくりすべりの自動検知法を開発・論文化した。この自動検知法において、GNSS 観測点から「フィルタリング
結果が区分線形になりやすい」観測点を情報量規準の挙動から自動選択することができた。さらに、テーマ D と協同し緊急地震速報法である拡張 IPF 法における観測点選択の最適化を検討した。具体的にはベイズ感度公式に基づく観測点選択
法 の適用を検討した。今後はさらに観測点が増えた場合への対処を考えていく。
３９(d) 成果の論文発表・口頭発表等
1) 学会等における口頭・ポスター発表
発 表し た 成 果 （ 発表 題

発表者氏名

目、口頭・ポスター発表：計 20 件、うち国外計 1 件

発表した場所

発表した

国

主た

（学会等名）

時期

内・

る成

外の

果

の別）

別
【 招 待 講 演 】 Recent
advancesofYano K.

National

Cheng

2023年
3月14日

data

Kung

University,

science techniques in

台 南(Slow-to-seismology(口頭発表)

Fast

Earthquake

Workshop

国外

〇

国内

〇

国内

〇

国内

〇

in

Taiwan)
国土地理院関東地

2023年に よる 複 数 観 測 点を 用

方測量部

2月28日

い た地 震 ・ 測 地 イベ ン

( 第 238 回 地 震 予ト検知手法開発 (口頭知連絡会例会 地

発表)

震予知連絡会活動【 招待 講 演 】 人 工知 能矢野 恵佑

報告, ハ イブ リッ
ド開催)
矢野 恵佑

東京大学地震研究

2023年

観測点選択（口頭発表） 山田 真澄

所 共同利用研究

1月

溜渕 功史

集会「地震動をは

11-12日Stephen Wu

じめとする地球科

伊庭 幸人

学データの即時解緊 急地 震 速 報 に おけ る析・即時予測・情報
利活用」
Minimum

information

dependence

modeling

矢野 恵佑*

つくば国際会議場

2022年

清 智也

(2022 年 度 科 学 研

11月5日

for mixed domain data

究費シンポジウム（口頭発表）

大規模複雑データの理論と方法論～
新たな発展と関連
分野 への 応用, ハ
イブリッド開催)

４０

Bayesianmerging ofearthquake

catalogs

庄 建倉*

札幌市・北海道立

2022年

司 政亜

道民活動センター

10月25日from multiple sources

かでる2・7（口頭発表）(日本地震学会

国内

〇

国内

〇

2022 年 度 秋 季 大会)
最 小情 報 従 属 モ デル を

矢野 恵佑*

札幌市・北海道立

2022年

用 いた 混 合 ド メ イン デ

清 智也

道民活動センター

10月26日ータの依存関係の解

かでる2・7

析 ：メ カ ニ ズ ム 解と 深

(日 本 地 震 学 会

さ の依 存 関 係 解 析へ の2022 年 度 秋 季 大適用（ポスター発表）会)

Distributed Acoustic

加藤愛太郎*

札幌市・北海道立

2022年

Sensing (DAS) に よ る

鶴岡 弘

道民活動センター

10月24日低 周波 地 震 の 検 出（ 口篠原 雅尚

かでる2・7

頭発表）

江本 賢太郎(日 本 地 震 学 会

木村 恒久

2022 年 度 秋 季 大

岡村 健志

会)

国内

菊池 豊
High-rate GNSSデータ

加納 将行*

札幌市・北海道立

2022年の 同 化 に よ る 2003年 十伊東 優治

道民活動センター

10月26日勝 沖地 震 の 初 期 余効 す

かでる2・7

べ りの 推 定 （ ポ スタ ー

(日本地震学会

発表）

2022 年 度 秋 季 大

国内会)
GNSSデ ー タ へ の 深 層 学

中川 亮*

鹿児島大学稲盛会

2022年

習 の適 用 に よ る 短期 的

福島 洋

館

10月5日

SSE の 断 層 す べ り 直 接

加納 将行(日本測地学会第推定（口頭発表）矢野 恵佑

138 回 講 演 会 , ハ

平原 和朗

イブリッド開催)加納 将行

鹿児島大学稲盛会

2022年

演 】測 地 デ ー タ に基 づ

館

10月6日

く 沈み 込 み 帯 に おけ る

(日本測地学会第断 層の 摩 擦 特 性 とす べ

138 回 講 演 会 , ハり の多 様 性 に 関 する 研

イブリッド開催)【坪井賞受賞記念講

究 (口頭発表)

４１

国内

国内

成蹊大学

2022年

限 次元 モ デ ル に おけ る

(2022 年 度 統 計 関

9月6日

予測分布 (口頭発表)

連学会連合大会,【招待講演】高次元・無

矢野 恵佑

国内

ハイブリッド開催)
マ ルチ ド メ イ ン デー タ

清 智也*

成蹊大学

2022年

の ため の 最 小 情 報従 属矢野 恵佑

(2022 年 度 統 計 関

9月5日

モデリング（口頭発表）

国内

連学会連合大会,
ハイブリッド開催)

ラ ンジ ュ バ ン 動 力学 を

奥野 彰文*

成蹊大学

2022年

用 いた 過 剰 パ ラ メー タ

矢野 恵佑

(2022 年 度 統 計 関

9月7日

モ デル の 汎 化 ギ ャッ プ

連学会連合大会,

推定（口頭発表）

ハイブリッド開国内催)
正 則化 に よ る 地 震波 速

倉田 澄人*

成蹊大学

2022年

度 推定 精 度 の 改 善と 構

山中 遥太

(2022 年 度 統 計 関

9月5日

造 変化 の 検 出 に つい て矢野 恵佑

連学会連合大会,（口頭発表）

駒木 文保

ハイブリッド開

椎名 高裕

催)

国内

加藤 愛太郎
成蹊大学

2022年と 地球 物 理 学 の 融合 に

(2022 年 度 統 計 関

9月7日

よ る Slow-to-Fast 地 震連学会連合大会,

現象の包括的理解 (口ハイブリッド開頭発表)

催)【 招待 講 演 】 情 報科 学加藤 愛太郎

加藤愛太郎*

幕張メッセ(日本

2022年

鶴岡 弘

地球惑星科学連合

5月27日

Distributed Acoustic

篠原 雅尚

2022年大 会, ハイ

Sensing (DAS) （口頭江本 賢太郎ブリッド開催)

発表）

木村 恒久

Probe
Fast

into

Slow

&

Earthquakes by

国内

国内

岡村 健志
菊池 豊
Potentialof

加納 将行*

幕張メッセ(日本

2022年

Megathrust

池内 葵

地球惑星科学連合

6月3日

Earthquakes along the

西村 卓也

2022年大 会, ハイSouthern

宮崎 真一

ブリッド開催)RyukyuTrench Inferred from松島 健

GNSS Data (ポスター発
４２

国内

表)
MCMC法 を 用 い た 構 造 境椎名 高裕*

幕張メッセ(日本

2022年

界 近傍 に お け る 震源 位

加納 将行

地球惑星科学連合

5月22日

置 決 定 と 2004年 新 潟 県加藤 愛太郎2022年大 会, ハイ

国内

ブリッド開催)中 越地 震 の 余 震 への 適
用 （口頭発表）ノ ンパ ラ メ ト リ ック ベ

遠山 瑠唯*

幕張メッセ(日本

2022年

イ ズ法 を 用 い た 時空 間倉田 澄人

地球惑星科学連合

5月30日

点 過程 モ デ ル に 基づ く

矢野 恵佑

2022年大 会, ハイ

地 震イ ベ ン ト デ ータ の駒木 文保

ブリッド開催)構 造正 則 化 を 用 いた 地

倉田 澄人*

幕張メッセ(日本

2022年

震 波速 度 ト モ グ ラフ ィ

山中 遥太

地球惑星科学連合

5月30日の性能検証 (ポスター矢野 恵佑

2022年大 会, ハイ

発表)

駒木 文保

ブリッド開催)国内

クラスタリング (ポス
ター発表)
国内

椎名 高裕
加藤 愛太郎

2) 学会誌・雑誌等における論文掲載
掲 載し た 論 文 （ 発表 題

発表者氏名

目）

：計 2 件、うち国外計 2 件
発表した場所

発表した

国

主た

（学会誌・雑誌等

時期

内・

る成

外の

果

名）

別
A Bayesian algorithm

Si, Z.

Chinese

Journal

2022年

for

Zhuang, J.

of Geophysics (in

6月10日

Jiang, C.

Chinese)Yano, K.

JournalKano, M.

Geophysicalmagnitude

determination
merging

by

国外

〇

国外

〇

multipleseismic networks
𝓵𝟏 trendbased

filtering-detectionofshort-term slow slip

Research:

events:EarthApplication

of

4月18日
Solid

to a GNSS array inSouthwest Japan(e) 特許出願、ソフトウエア開発、仕様・標準等の策定
1) 特許出願
４３

2022年

なし
2) ソフトウエア開発：計 1 件名称機能ℓ1 trend filtering based

地殻変動データに対して外れ値処理結果・ℓ1 トレンドフィ

detection of short-term

ルタリング結果・Cp 規準値・検知確からしさを出力するプ

slow slip events

ログラム (東北大学の課題との共同公開)

3) 仕様・標準等の策定
なし

４４

２．４

テーマＤ：情報科学に基づいて即時地震動予測の高速化と高精度化
D-1 ETAS 地震予測を事前情報に活用
D-2 最適な観測網情報に基づく拡張 IPF 法の開発

(1)

業務の内容

(a) 業務の目的
このテーマでは、連発大地震発生の可能性を考慮した短期確率予測および即時把握をするため、地殻変動や地震動モニタリングを含む各種予測モデルの開発・展
開・実装を目的とする。そのため統計地震学や多変量時系列解析を含む統計科学の最新の高次元大容量の計算方法を活用して、地震発生の長期・中期・短期予測と即時把握とそれらの信頼度を与える。最初の 2 年半は ETAS 地震予測と最適な観測網情報の導入を集中し、最後の 2 年半は新しい緊急地震速報アルゴリズムの高速化、最適化、と結果の可視化に注力する。
(b) 研究者の所属、氏名、研究実施期間、研究費等
所属機関・部局・職配分を受けた氏名
研究実施期間名
研究費
京都大学防災研究山田 真澄
R4.4.11,800,000 円
所・～
地震防災部門・R5.3.31准教授
統計数理研究所・
ウ・ステフ
R4.4.1
テーマＡ（統データ科学研究系・
ァン～数研配分）の准教授
R5.3.31
額に含まれる
注）配分を受けた研究費は、間接経費を含まない額。

間接経費
540,000 円

同左(c) ５か年の年次実施計画（過去年度は、実施業務の要約）
1) 令和 3 年度 [実施業務の要約]
ETAS 地震 予測 を事前 情報 への 活用 を検 討し た が、今 年度 はリ アル タイ ムで のETAS 予測 が得 られて いな いた め、 代わ りに IPF 法の 適用 範囲 を調 べ、 新し い事
前情報 の導 入の 準備 を検 討し た。
2) 令和 4 年度 [実施業務の要約]
IPFx 法を 改良 し、台 湾中 央気 象台 の地 震波 観 測デー タを 用い て良 好な 検証 を行った 。
3) 令和 5 年度
最適な観測網情報の導入による、拡張 IPF 法を完成させる。そして、現在使用されている緊急地震速報のアルゴリズム（拡張 IPF 法と PLUM 法）はそれぞれに長所と短所があるため、二つの手法をハイブリッド化する。
4) 令和 6 年度
４５

拡張 IPF 法と PLUM 法のハイブリッド化を完成させて、緊急地震速報の予測結果を可視化するシステムの開発を着手する。
5) 令和 7 年度
ETAS 地震予測と最適な観測網情報の導入を成功した上で、網羅的な地震データを使って、改善した緊急地震速報を評価する。そして、緊急地震速報の予測結果を可視化して、情報共有システムを構築する。
(d) 令和４年度の業務の目的
・事前に考えられるシナリオと時空間 ETAS モデルなどでのオンライン予測に対応した地震動予測や、連発地震のもとでの安定した高速高精度の緊急地震速報シス
テムの実装、および即時地震動予測精度の可視化ソフトウェアの提供。
・緊急地震速報の最適なパフォーマンスを発揮するため、テーマ C と連携して観測点の情報量を評価し、リアルタイムで地震動波形を利用した観測点選択システム
の開発

(2)

令和４年度の成果(a) 業務の要約
1) D-1 ETAS 地震予測を事前情報に活用
今年度は、ETAS 地震予測を事前情報に活用する拡張 IPFx 法の開発を本格的に開始した。ETAS モデルの理解を深めるため、ETAS モデルを利用して日本の地震カタログの分析検討を行った。前震活動の後に本震が発生する確率は 10%以下であることが示された。
2) D-2 最適な観測網情報に基づく拡張 IPF 法の開発
テーマ C の成果であり事後分布の無限小ジャックナイフ近似を用いて最適な観測網情報の選択アルゴリズムの開発を始めた。また、確率モデルを用いて緊急地
震速報の社会的有用性を評価し、国際論文誌に発表した。
(b) 業務の成果
1) D-1 ETAS 地震予測を事前情報に活用
ETAS モデルを利用した震源推定の精度改善

震源の推定精度を改善するため、テーマ A の成果である ETAS モデルによる地震活動予測をベイズ推論用の事前情報として導入することにより、震源の推定精度に与える影響を検討した。地震発生直後のデー
タの少ない時点においては、事前分布の影響が大きいため、ETAS モデルの情報を正しく採用することは重要である。まず、ETAS モデルを過去の地震カタログに適用し、ある地震が独立した地震か誘発地震かを分別した。地震カタログをクラスタリングした結果、前震を伴う中規模以上の地震は、前震の半径 3km 以内で発生していることが４６

分かった。つまり、ある地震が発生した時に半径 3km 以内の場所では地震発生確率が高くなることが示された。

図１

前震とそれに引き続く本震との距離の差

2) D-2 最適な観測網情報に基づく拡張 IPF 法の開発
緊急地震速報における観測点選択の改善

最 適 な 観 測 網 情 報 に 基 づ く 拡 張 IPF 法(Yamada et al,2021)の開発について、現在の緊急地震速報は計算時間の制限により、最初のトリガ観測点の近傍にある少数の観測点データのみ使用している状況である。しかし、利用する観測点データを最適化することで、ノイズによるトリガを減らし震源推定精度を改善できると考えられる。現在の拡張 IPF 法では、第一トリガ観測点の近傍と、第一トリガ観測点のボロノイセルの中心から方位角のカバレージを考慮して 50点を選択している。この選択方法を評価するため、テーマ C で開発したベイズ感度公式に基づく観測点選択法を利用して、観測点の重要度を評価する手法を検討した。まずはランダムに配置された観測点を利用して数値実験を行った。その結果、観測点の重要度は地震波形が伝播していくにしたがって変化し、震源に近い観測点の重要度が高いことが分かった。

図２

観測点の重要度の時間変化。三角印は観測点、小さい数字は重要度の順位を示

す。

引用文献
４７

・ Yamada M, Tamaribuchi K, Wu S (2021) The extended integrated particle filter method(IPFx) as a high-performance earthquake early warning system. Bulletin of the
Seismological Society of America, 111:1263–1272. doi:10.1785/0120210008(c) 結論ならびに今後の課題
1) D-1 ETAS 地震予測を事前情報に活用
ETAS モデルを利用した震源推定の精度改善については、ETAS モデルによる地
震活動予測をベイズ推論用の事前情報として導入するため、過去の地震カタログを解析し、本震と前震の関係を調べた。その結果、ある地震が発生した時に半径3km 以内の場所では地震発生確率が高くなることが示された。今後この結果を利用して、ETAS モデルによる地震活動予測から予測される地震動の事前分布への変換を行う。
2) D-2 最適な観測網情報に基づく拡張 IPF 法の開発
緊急地震速報における観測点選択の改善にいては、テーマ C で開発したベイズ
感度公式に基づく観測点選択法を利用して、観測点の重要度を評価する手法を検討し、数値シミュレーションを行った。その結果、観測点の重要度は地震波形が伝播していくにしたがって変化し、震源に近い観測点の重要度が高いことが分かった。今後はこの時間変化をどのように組み込むかを検討し、現実の観測点配置への適用を行う。

(d) 成果の論文発表・口頭発表等
1) 学会等における口頭・ポスター発表
発 表し た 成 果 （ 発表 題

発表者氏名

目、口頭・ポスター発表：計 12 件、うち国外計 2 件

発表した場所

発表した

国

主た

（学会等名）

時期

内・

る成

外の

果

の別）

別
【 招 待 講 演 】 Recent
advancesofYano K.

National

Cheng

2023年
3月14日

data

Kung

University,

science techniques in

台 南(Slow-to-seismology(口頭発表)

Fast

Earthquake

Workshop

国外

inTaiwan)
台 湾の 緊 急 地 震 速報 シ

山田 真澄

東京大学地震研究

2023年

ス テ ム と IPFx法 の 適 用

D.-Y. Chen

所 共同利用研究

1月

集会「地震動をは

11-12日（口頭発表）

じめとする地球科
学データの即時解４８

国内析・即時予測・情報
利活用」
IPFx法 改 良 の た め の 地

Peng, H.,

東京大学地震研究

2023年

震 波形 の 経 験 的 エン ベ

Wu, S.

所 共同利用研究1月

ロ ープ 関 数 の 構 築（ 口Yamada, M.

集会「地震動をは

11-12日

国内

〇

国内

〇

じめとする地球科

頭発表）

学データの即時解
析・即時予測・情報
利活用」
矢野 恵佑

東京大学地震研究

2023年

観測点選択（口頭発表） 山田 真澄

所 共同利用研究

1月

溜渕 功史

集会「地震動をは

11-12日Stephen Wu

じめとする地球科

伊庭 幸人

学データの即時解緊 急地 震 速 報 に おけ る析・即時予測・情報
利活用」
Xiao, Y.

東京大学地震研究

2023年

Yamada, M.

所 共同利用研究

1月

fault rupture extent

集会「地震動をは

11-12日infor

じめとする地球科

large earthquakes（口学データの即時解

頭発表）

析・即時予測・情報

XY

tracker:anewapproach to estimate
real

time

国内

利活用」
拡 張 IPF 法 (IPFx 法 ) を山田 真澄*

札幌市・北海道立

2022年

利 用 し た 2018年 台 湾 花

陳 達毅

道民活動センター

10月26日蓮 地震 の 自 動 即 時震 源

かでる2・7決定（口頭発表）(日 本 地 震 学 会

国内

2022 年 度 秋 季 大会)
2011年 東 北 地 方 太 平 洋

溜渕 功史*

札幌市・北海道立

2022年

沖 地震 後 の 未 カ タロ グ

工藤 祥太

道民活動センター

10月25日イ ベン ト の 検 出 （口 頭

かでる2・7

発表）(日本地震学会

国内

2022 年 度 秋 季 大会)
深 層学 習 を 用 い た地 震

小寺 祐貴

札幌市・北海道立

2022年

波 形か ら の 波 動 伝播 方

道民活動センター

10月26日向 推定 の 試 み （ ポス タ

かでる2・7ー発表）(日 本 地 震 学 会
４９

国内

〇

2022 年 度 秋 季 大会)【 招 待 講 演 】 History
oftheJapanese

Earthquake

Early

Warning

SystemYamada, M.

2022

Earthquake

Workshop, Jeju

2022年

国外

8月31日9月2日-

lessons learned fromfailures (口頭発表)【 招 待 講 演 】 2022年 ト

山田 真澄*

幕張メッセ(日本

2022年

ン ガの 火 山 の 噴 火に よ何 東政

地球惑星科学連合

5月26日

っ て引 き 起 こ さ れた 津Mori James2022年大 会, ハイ

波

西川 泰弘

ブリッド開催)(口頭発表)

国内

山本 真行
幕張メッセ(日本

2022年

検 測 の 検 討 ： 2011年 東地球惑星科学連合

5月30日

北 地方 太 平 洋 沖 地震 前

2022年大 会, ハイ

後への適用 (ポスター

ブリッド開催)深 層学 習 に よ る 地震 波

溜渕 功史

国内

発表)
統 合的 な 地 殻 活 動指 標

永田 広平*

幕張メッセ(日本

2022年の 構 築 に 向 け て溜渕 功史

地球惑星科学連合

6月2日―“ ふ つ う ” の 地 震 活

弘瀬 冬樹

2022年大 会, ハイ

動 の特 徴 に 基 づ く異 常野田 朱美

ブリッド開催)国内度評価― (ポスター発
表)2) 学会誌・雑誌等における論文掲載
掲 載し た 論 文 （ 発表 題

発表者氏名

目）

：計 2 件、うち国外計 2 件
発表した場所

発表した

国

主た

（学会誌・雑誌等

時期

内・

る成

外の

果

名）

別
Automatic Hypocenter

Yamada, M.

Terrestrial,

Determination

Chen, D.-Y.

Atmosphericwith

the IPFx method for
the

2018

2022年
and

国外

〇

国外

〇

6月16日

Oceanic Sciences

Hualienearthquake sequence.
XY

tracker:anewapproach to estimate

Xiao, Y.

Earth

Yamada, M.

Spacefault rupture extent
５０Planets

2022年
5月26日

in

real-timeforlarge earthquakes(e) 特許出願、ソフトウエア開発、仕様・標準等の策定
1) 特許出願
なし
2) ソフトウエア開発
なし
3) 仕様・標準等の策定
なし

５１

３．まとめ
先ず全体的な研究課題の計画を遂行するための計算機環境と組織的な研究体制を保持し、4 テーマで成果を得ることができた。具体的には、以下の通りである。
テーマＡでは、地震の物理を理解するための方法論を開発し、地震発生プロセスをより詳細に記述するためのモデルを作成することができた。令和 4 年度は、地球表面曲率を修正する球面上の ETAS モデル、背景地震活動の時間変動を検出する非定常 ETAS モデル、および空間、時間、およびマグニチュード以外の次元から地震のトリガーの複雑さを理解するための発震機構を組み込んだ ETAS モデルを開発した。なかでも非定常 ETAS モデル
は、気象庁の業務に使われるようになり、石川県能登地方の地震活動の評価について、地震調査委員会の現状評価でも使われている。地震前兆を含めるために、ETAS モデルを自己励起部分、前兆項を外部励起部分とする自己・相互励起モデルを提案した。さらに、ETAS モデル改良するものとして，「摩擦構成則」と呼ばれる物理則に基づく地震活動モデルである Dieterich モデルを導入することを試みた。これらのすべてのモデルは、地震データ解析の結果に基づいて慎重に設計・開発された。応用では、地震活動の標準地震モデ
ルからの偏差を使用して、火山地域での流体侵入の検出や、スロースリップや低周波地震に関連する異常な地震群の検出などが行われた。これらすべての個々のモデルを統合して、予測およびデータ解析の目的で使用する準備ができている。
テーマＢでは、連発大地震発生の可能性を考慮した短期確率予測および即時把握をするため、地殻変動や地震動モニタリングを含む各種予測モデルの開発・展開・実装を目指して、地震発生の長期・中期・短期予測と即時把握して、複合的確率予測をオンライン・
システムに実装することを最終目的としている。今年度では複合的確率予測のベースライン確率として内陸の直下型大地震の長期予測について達成した。これは地震調査委員会の従来からの主要活断層などによる３０年確率予測について、代替、補間予測法となる重要なアウトプットであると信じる。必然的に来年度には沖合を含む全日本について同様な長期予測とその検証に取り組む。短期予測として、前震確率や大地震直後の「大余震」もしくは連発大地震の確率予測につながるような研究課題の達成を目指す。中期予測について、今期は「非一様定常ポアソン時空間モデルによる確率予測が良い成績であること」を確認したが、さらに今後、HIST－ETAS モデルのシミュレーションによる中期予測を試
み、時空間モデルの予測と性能を比較し、改善できるかの結果を出したい。また、余震活
動の相対的静穏化異常やトリガーリング効果から近傍での大規模地震の切迫度や地域性の時空間スケーリングを危険度拡大率（確率利得）の一要素として利用可能にしたい。さらに b 値のオンライン時空間モニタリングが可能になったので、これも予測的立場から「異常性」の仮説を設定して検証を試みることができるようになったのは重要である。
テーマＣでは、動的観測点統合法の開発・逆解析用の観測点情報の統合・選択法の開発・地震活動度・予測情報を利用した最適設計に関する検討を開始した。具体的には、ベイズ感度公式を利用した観測点重要度指標を提案し、緊急地震速報法における地震伝播を想定した状況で観測点の重要度が時間によって変化することを確認した。また、東北大学
で実施の課題と共同し、四国西部の短期的ゆっくりすべりの自動検知法を開発・論文化した。この自動検知法において、GNSS 観測点から「フィルタリング結果が区分線形になり
５２

やすい」観測点を情報量規準の挙動から自動選択することができた。さらに、テーマ Dと協同し緊急地震速報法である拡張 IPF 法における観測点選択の最適化を検討した。具体的には先ほどのベイズ感度公式に基づく観測点重要度の利用を検討した。最後に、地震活
動度・予測情報を利用した最適設計に関する検討を開始した。具体的にはベイズ法による情報統合手法を開発した。
テーマＤは ETAS モデルを利用した震源推定の精度改善および、テーマ C との連携による震源決定に用いる観測点選択手法の改良に取り組んだ。ETAS モデルによる地震活動予測をベイズ推論用の事前情報として導入するため、過去の地震カタログを解析し、本震と前震の関係を調べた。その結果、ある地震が発生した時に半径 3km 以内の場所では地震発
生確率が高くなることが示された。ベイズ感度公式に基づく観測点選択法を利用して、観測点の重要度を評価する手法を検討し、数値シミュレーションを行った。その結果、観測点の重要度は地震波形が伝播していくにしたがって変化し、震源に近い観測点の重要度が高いことが分かった。
テーマ間の共同成果として、今年度ではテーマ C とテーマ D で共同の成果があがった。「2023 年度業務計画書」ではテーマ C 及び D ともに、テーマ A 及び B の結果を事前情報として展開することを目標としている。この目標を深めるために本プロジェクトの全メ
ンバーはワークショップを催して交流を深め、全体的に順調に成果が上がっている。さらに、研究進捗の効率性、アウトプットの価値を評価し、今後数年間の研究進捗を円滑にするための計画を策定している。

４．活動報告＜会議開催実績＞
・統計地震学セミナー
第 83 回

2022 年 4 月 26 日

Petrillo, Giuseppe （元 Dep. of Mathematics andPhysics, Universita della Campania "Luigi Vanvitelli", ITALY・研究員/統計数理研究所リスク解析戦略研究センター・外来研究員）Statistical mechanics models
for seismic occurrence
第 84 回オンライン

2022 年 7 月 7 日

彭 鴻(Peng, Hong) （京都大学防災研究所附属地震予知

研究センター・大学院生）
mainshocks in Japan
第 85 回

Characteristics of foreshocks preceding theオンライン

2022 年 10 月 3 日

西川友章 （京都大学防災研究所・助教 / 統計数理研究所

リスク解析戦略研究センター・外来研究員）Application of the ETAS model to slow
earthquake research
第 86 回オンライン

2022 年 11 月 14 日

Zhuang, Jiancang (庄 建倉) （統計数理研究所 モデリ

ング研究系 ・准教授 ）Evaluating earthquake forecasts with likelihood based
marginal and conditional scores
SofianeRahmani（ CenterofResearch
５３

inAstronomy,

Astrophysics

andGeophysics(CRAAG), Algeria ・ 大学 院 生） Time-dependent and spatiotemporal
statistical analysis of Algerian seismicity オンライン
第 87 回

2022 年 12 月 26 日

佐藤大祐 （京都大学防災研究所・JSPS 特別研究員）

Inventing appropriate solving methods of hierarchical Bayesian inversions
when using regularization priors

オンライン

第 88 回 2023 年 3 月 17 日 Hainzl, Sebastian （GFZ German Research Centre forGeosciences, Germany ・Senior Researcher）Stress-based seismicity modeling
Stockman, Sam （Computational Statistics and Data Science, University ofBristol, UK ・大学院生） Forecasting the 2016-2017 Central Apennines Earthquake
Sequence with a Neural Point Process

統計数理研究所

及び

オンライン※セミナー終了後、研究テーマリーダーミーテイングを実施。
・第 12 回 統計地震学国際ワークショップ（StatSei12）
コルシカ島（Institut des Etudes Scientifiques de Cargèse, Corsica, フランス,
2022 年 10 月 17 日-21 日） で開催されました。プロジェクトリーダーの庄 建倉准教 授(Zhuang, Jiancang; organizer、プログラム委員), 熊 子瑶 (Xiong, Ziyao) 特任助教、ペトリロ・ジュゼッペ (Giuseppe, Petrillo) 特任研究員たちが出席・発表。
・STAR-E 勉強会
STAR-E 第 5 回勉強会

2022 年 9 月 20 日

オンライン

庄 建倉「長期から即時までの時空間地震予測とモニタリングの新展開（研究課題紹介）」
Wang, Ting (Associate Professor, the University of Otago, New Zealand)

HiddenMarkovmodels for spatiotemporal recurrence patterns of seismic tremors
野村俊一「アンサンブル学習を用いた前震識別モデル」

第 10 回 STAR-E 勉強会

2023 年 3 月 2 日

オンライン

矢野 恵佑 (統計数理研究所准教授)

緊急地震速報における観測点選択

尾形

名誉教授)

階層型時空間 ETAS モデルについて

良彦 (統計数理研究所※勉強会の前、各STAR-Eプロジェクト代表者ミーテイングを実施。
＜アウトリーチ活動＞
・防災講座「静岡で知っておきたい地震と火山と防災」
楠城 一嘉特任准教授（静岡県立大学）がコーディネーターを務める防災講座【オンライン配信】2022 年度第 5 期講座（全 3 回）「静岡で知っておきたい

地震と火

山と防災」（第 1 回 2023 年 1 月 20 日(金)・第 2 回 2023 年 1 月 27 日(金)・第 3 回 2023
年 2 月 3 日(金) 時間は全て 19:30-21:00）を開催。
・WEB による公開
活動内容、成果の解説、ソフトウェアとそれらのマニュアル、データベース、本プロジ
５４ェクトを理解するための有用な基本情報など、アウトリーチを鋭意務めている。そのため
WEB サイト https://star-e.ism.ac.jp/index.html を設けて統計数理研究所の関係プロジェ
クトの一つとしてリンクされている。また文部科学省の STAR-E プロジェクトのホームページからもリンクされている。
その他の独自のアウトリーチも ISM-STAR-E のコアメンバーで検討したい。
＜記事等＞
・（京都大学防災研究所 HP News)

山田 真澄 准教授 (京都大学防災研究所) が、

innovation ジェネレーションアワードおよび京都大学たちばな賞を受賞
・加納 将行助教（東北大学 地球物理学専攻）が第 30 回日本測地学会賞坪井賞を「測 地デ ータ に基 づく 沈み 込み 帯に おけ る断 層 の摩 擦特 性と すべ りの 多様 性に 関する研究」について受賞・矢野 恵佑准教授が日本統計学会第 36 回小川研究奨励賞を受賞
・山田 真澄准教授が、第 51 回日本地震学会記者懇談会で、「2022 年 1 月トンガ火山の噴火による津波の謎」の講演を実施

５．むすび
以上のように、各テーマにおいてそれぞれの研究課題を推進し、十分な成果・進捗が得られ、順調に研究が進展しているといえる。令和 4 年度中に、各テーマ間と他の STAR-E プ
ロジェクトの研究課題との連携についても開始した。令和５年度では、課題全体で議論し今後の方針を検討することが重要である。そのためにも、各参加機関および協力機関のよ
り一層の研究推進が必要不可欠であるが、これまでの進捗を見る限り、今後も十分な成果が出るであろうと期待している。
本研究プロジェクトについては、気象庁一元化震源カタログ、防災科学研究所 F-net データ、ハーバード大学 GCMT データ、国土地理院 GNSS データ、台湾中央気象台の地震波観測データ、イタリア国立火山学地球物理研究所 ISIDE カタログ、国立研究開発法人建築研究所の宇津歴史被害カタログを使用した。

５５

様式第２１
学 会 等 発 表 実 績
委託業務題目「情報科学を活用した地震調査研究プロジェクト（STAR-Eプロジェクト）「長期から即時までの時空間地震予測とモニタリングの新展開」」
機関名
大学共同利用機関法人 情報・システム研究機構
１．学会等における口頭・ポスター発表
発表した成果（発表題目、口発表者氏名
頭・ポスター発表の別）【招待講演】Recent advances
Yano K.
of data science techniques
in seismology(口頭発表)

地殻活動の予測実験（１） －内陸地震の短期確率予測と評価について（口頭発表）

尾形 良彦

2023年2月6日に発生したトルコ
中部地震の余震活動について（口頭発表）

尾形 良彦
熊澤 貴雄

【招待講演】人工知能による複数観測点を用いた地震・測地イ
ベント検知手法開発 (口頭発
表)

矢野 恵佑

プレート間非地震性すべり速度のトレンドを考慮した繰り返し
地震の短期予測（口頭発表）

野村 俊一

背景地震活動と繰り返し地震など（口頭発表）尾形 良彦

台湾の緊急地震速報システムとIPFx法の適用（口頭発表）

山田 真澄
D.-Y. Chen

発表した場所（学会等名）
National Cheng Kung
University, 台南(Slow-to-Fast
Earthquake Workshop
in Taiwan)
国土地理院関東地方測量部(第238回地震予知連絡会例会 地震予知連絡会
活動報告, ハイブリッ
ド開催)
国土地理院関東地方測量部(第238回地震予知連絡会例会 地震予知連絡会
活動報告, ハイブリッ
ド開催)
国土地理院関東地方測量部(第238回地震予知連絡会例会 地震予知連絡会
活動報告, ハイブリッ
ド開催)
2022年度「繰り返し地
震再来特性の理解に基づく地殻活動モニタリング」研究集会, オンライン
2022年度「繰り返し地
震再来特性の理解に基づく地殻活動モニタリング」研究集会, オンライン
東京大学地震研究所 共
同利用研究集会「地震動をはじめとする地球科学データの即時解
析・即時予測・情報利
活用」

1

発表した
時期
2023年
3月14日

国内・
外の別
国外

2023年
2月28日

国内

2023年
2月28日

国内

2023年
2月28日

国内

2023年
2月3日

国内

2023年
2月3日

国内

2023年
1月
11-12日国内

IPFx法改良のための地震波形の経験的エンベロープ関数の構築（口頭発表）

Peng, H.
Wu, S.
Yamada, M.

緊急地震速報における観測点選択（口頭発表）

矢野 恵佑
山田 真澄
溜渕 功史
Stephen Wu
伊庭 幸人

XY tracker: a new approachto estimate fault rupture
extent in real time forlarge earthquakes（口頭発表）

Xiao, Y.
Yamada, M.

富士山噴火予知実現のための多角的監視 22-11 (口頭発表)

長尾 年恭
鴨川 仁
楠城 一嘉
上嶋 誠
佐柳 敬造

ETASモデル：クラスター性を表すための点過程モデル

岩田 貴樹

Estimation, diagnostics, andextensions of nonparametric
Hawkes processes（口頭発表）

Zhuang, J.

【招待講演】静岡県立大学グロ
ーバル地域センター自然災害研
究部門の業務活動と研究活動の一例の紹介(口頭発表)
Minimum information
dependence modeling formixed domain data（口頭発
表）

楠城 一嘉

Bayesian merging ofearthquake catalogs frommultiple sources（口頭発表）

東京大学地震研究所 共
同利用研究集会「地震動をはじめとする地球科学データの即時解
析・即時予測・情報利活用」
東京大学地震研究所 共
同利用研究集会「地震動をはじめとする地球科学データの即時解
析・即時予測・情報利活用」
東京大学地震研究所 共
同利用研究集会「地震動をはじめとする地球科学データの即時解
析・即時予測・情報利活用」
京都大学吉田キャンパ
ス・国際科学イノベー
ション棟シンポジウム
ホール (日本地震予知学会 第９回学術講演会)
早稲田大学国際会議場（第13回横幹連合コン
ファレンス）UNSW シドニー, オース
トラリア(Statistics Across Ca
mpuses Seminar, ハイ
ブリッド開催)静岡地方気象台(静岡地方気象台談話会)

矢野 恵佑*
清 智也

つくば国際会議場(2022年度科学研究費シンポジウム 大規模複雑データの理論と方法論～新たな発展と関連分野への応用, ハイブ
リッド開催)
札幌市・北海道立道民
活動センターかでる2・7(日本地震学会2022年度秋季大会)

庄 建倉*
司 政亜

2

2023年
1月
11-12日

国内

2023年
1月
11-12日

国内

2023年
1月
11-12日

国内

2022年
12月
23-24日国内

2022年
12月18日

国内

2022年
12月2日

国外

2022年
11月28日

国内

2022年
11月5日

国内

2022年
10月25日国内

昭和南海トラフ地震周辺域の回
顧的モニタリング（口頭発表）

尾形 良彦

最小情報従属モデルを用いた混合ドメインデータの依存関係の解析：メカニズム解と深さの依存関係解析への適用（ポスター発表）
拡張IPF法(IPFx法)を利用した
2018年台湾花蓮地震の自動即時震源決定（口頭発表）

矢野 恵佑*
清 智也

富士山の低周波地震の検知と統計解析（ポスター発表）

楠城 一嘉*
行竹 洋平
熊澤 貴雄

Distributed Acoustic Sensing(DAS)による低周波地震の検出（口頭発表）

Slow Earthquakes in theJapan Trench, ポスター発表（ポスター発表）

加藤愛太郎*
鶴岡 弘
篠原 雅尚
江本 賢太郎
木村 恒久
岡村 健志
菊池 豊
西川 友章*
井出 哲
西村 卓也

プレート間非地震性すべり速度の時空間変化を考慮した繰り返
し地震の短期予測（口頭発表）

野村 俊一*
内田 直希
尾形 良彦

High-rate GNSSデータの同化による2003年十勝沖地震の初期余
効すべりの推定（ポスター発表）

加納 将行*
伊東 優治

能登半島群発地震の非定常性の解析（口頭発表）

熊澤 貴雄*
尾形 良彦

札幌市・北海道立道民
活動センターかでる2・7(日本地震学会2022年度秋季大会)
札幌市・北海道立道民
活動センターかでる2・7(日本地震学会2022年度
秋季大会)
札幌市・北海道立道民
活動センターかでる2・7(日本地震学会2022年度
秋季大会)
札幌市・北海道立道民
活動センターかでる2・7(日本地震学会2022年度
秋季大会)
札幌市・北海道立道民
活動センターかでる2・7(日本地震学会2022年度
秋季大会)

山田 真澄*
陳 達毅

札幌市・北海道立道民
活動センターかでる2・7(日本地震学会2022年度
秋季大会)
札幌市・北海道立道民
活動センターかでる2・7(日本地震学会2022年度秋季大会)
札幌市・北海道立道民
活動センターかでる2・7(日本地震学会2022年度秋季大会)
札幌市・北海道立道民
活動センターかでる2・7(日本地震学会2022年度秋季大会)

3

2022年
10月24日国内

2022年
10月26日国内

2022年
10月26日国内

2022年
10月26日国内

2022年
10月24日国内

2022年
10月26日国内

2022年
10月25日国内

2022年
10月26日国内

2022年
10月24日国内

The research and applicationof the spherical space-time
ETAS model（口頭発表）

熊 子瑶*
庄 建倉

Verification of Seismic Gap
by means of physical andstatistical models（口頭発表）

Petrillo,G.*
Zhuang, J.
Lippiello,E.
溜渕 功史*
工藤 祥太

2011年東北地方太平洋沖地震後の未カタログイベントの検出（口頭発表）

札幌市・北海道立道民
活動センターかでる2・7(日本地震学会2022年度
秋季大会)
札幌市・北海道立道民
活動センターかでる2・7(日本地震学会2022年度
秋季大会)
札幌市・北海道立道民
活動センターかでる2・7(日本地震学会2022年度秋季大会)
札幌市・北海道立道民
活動センターかでる2・7(日本地震学会2022年度
秋季大会)
札幌市・北海道立道民
活動センターかでる2・7(日本地震学会2022年度秋季大会)

深層学習を用いた地震波形からの波動伝播方向推定の試み（ポスター発表）

小寺 祐貴

Second-order smoothness
prior over the Delaunay
Tessellation and its
application to gravity
Bayesian inversion（口頭発表）
Evaluating earthquake
forecasts with likelihood
based marginal andconditional scores（口頭発表）
A size distribution of deep
low-frequency tremors in the
Nankai Trough zone: Modelingwith a mixture distribution（ポスター発表）
The research on thespherical space-time ETAS
model（ポスター発表）

牛 源源*
庄 建倉

Defining and testing thepredictive efficacy of arealistic spring block model（ポスター発表）

Petrillo, G.

GNSSデータへの深層学習の適用による短期的SSEの断層すべり
直接推定（口頭発表）

中川 亮*
福島 洋
加納 将行
矢野 恵佑

Zhuang, J.

Iwata, T.

Xiong, Z.

4

IESC コルシカ, フランス(第12回統計地震学国際
ワークショップ,
StatSei12)
IESC コルシカ, フランス(第12回統計地震学国際
ワークショップ,
StatSei12)
IESC コルシカ, フランス(第12回統計地震学国際
ワークショップ,
StatSei12)
IESC コルシカ, フランス(第12回統計地震学国際
ワークショップ,
StatSei12)
鹿児島大学稲盛会館(日本測地学会第138回講演会, ハイブリッド
開催)

2022年
10月24日国内

2022年
10月25日国内

2022年
10月25日国内

2022年
10月26日国内

2022年
10月25日国内

2022年
10月21日

国外

2022年
10月
17-18日

国外

2022年
10月
19-20日

国外

2022年
10月
19-20日

国外

2022年
10月5日

国内

【坪井賞受賞記念講演】測地データに基づく沈み込み帯における断層の摩擦特性とすべりの多様性に関する研究 (口頭発表)
Toward constructing astatistical model for slow
earthquakes (ポスター発表)

Prediction and validation ofshort- to long-term
earthquake probabilities ininland Japan using thehierarchical space-time ETAS
and space-time Poissonprocess models (ポスター発
表)【招待講演】地震活動による点過程モデルの改良：残差解析からの学習 (口頭発表)

平原 和朗
加納 将行

Nishikawa,
T.

Ogata, Y.

庄 建倉

大地震発生！後続地震のリアリ
タイム予測（口頭発表）

尾形 良彦【招待講演】高次元・無限次元
モデルにおける予測分布 (口頭
発表)

矢野 恵佑

マルチドメインデータのための最小情報従属モデリング（口頭
発表）

清 智也*
矢野 恵佑

ランジュバン動力学を用いた過剰パラメータモデルの汎化ギャ
ップ推定（口頭発表）

奥野 彰文*矢野 恵佑

正則化による地震波速度推定精度の改善と構造変化の検出について（口頭発表）

倉田 澄人*
山中 遥太
矢野 恵佑
駒木 文保
椎名 高裕
加藤 愛太郎
加藤 愛太郎【招待講演】情報科学と地球物理学の融合によるSlow-to-Fast
地震現象の包括的理解 (口頭発表)鹿児島大学稲盛会館(日本測地学会第138回講演会, ハイブリッド
開催)
奈良春日野国際フォーラム甍(International Joint
Workshop on Slow-toFast Earthquakes
2022, ハイブリッド開催)Southern California
Earthquake Center(2022 SCEC Annual
Meeting, オンライン参
加)

2022年
10月6日

国内

2022年
9月14日

国内

2022年
9月
11-14日国外

成蹊大学(2022年度統計関連学会
連合大会, ハイブリッ
ド開催)
成蹊大学
(2022年度統計関連学会
連合大会, ハイブリッ
ド開催)
成蹊大学
(2022年度統計関連学会
連合大会, ハイブリッ
ド開催)
成蹊大学
(2022年度統計関連学会
連合大会, ハイブリッ
ド開催)
成蹊大学
(2022年度統計関連学会
連合大会, ハイブリッ
ド開催)
成蹊大学
(2022年度統計関連学会
連合大会, ハイブリッ
ド開催)

2022年
9月7日

国内

2022年
9月5日

国内

2022年
9月6日

国内

2022年
9月5日

国内

2022年
9月7日

国内

2022年
9月5日

国内

2022年
9月7日

国内

成蹊大学
(2022年度統計関連学会
連合大会, ハイブリッド開催)
5

On statistical methods
applied to recent earthquake
swarms（口頭発表）

熊澤 貴雄*
尾形 良彦

A spherical version of thespace-time ETAS model（口頭
発表）

熊 子瑶*
庄 建倉

Bayesian earthquake
forecasts based on the ETAS
model（口頭発表）

Petrillo, G*
庄 建倉Second-order smoothness
prior over the Delaunay
Tessellation and application
on gravity Bayesian
inversion（口頭発表）【基調講演】Studies toevaluate seismicity using
statistical methods (口頭発
表)

牛 源源*
庄 建倉

【招待講演】History of theJapanese Earthquake Early
Warning System - lessons
learned from failures (口頭発表)
Stochastic Reconstruction: A
Data-driven Method forExtending and Estimating
Seismicity Clustering Models（口頭発表）

Yamada, M.

Nanjo, Kazu
Z.

Zhuang, J.

Cluster-based Foreshock
Discrimination Models for
Flexible Prediction Schemes（口頭発表）

Nomura, S.*
Ogata, Y.

大きな地震連鎖の確率とシナリ
オをどう求める (口頭発表・招
待講演)

尾形 良彦

【招待講演】Response of a
granular sandwich toexternal vibrations: How to

Petrillo, G.

6

成蹊大学(2022年度統計関連学会
連合大会, ハイブリッ
ド開催)
成蹊大学
(2022年度統計関連学会
連合大会, ハイブリッ
ド開催)
成蹊大学
(2022年度統計関連学会
連合大会, ハイブリッ
ド開催)
成蹊大学
(2022年度統計関連学会
連合大会, ハイブリッ
ド開催)

2022年
9月5日

国内

2022年
9月5日

国内

2022年
9月7日

国内

2022年
9月5日

国内

2022 Electromagnetic
Studies ofEarthquakes andVolcanoes (EMSEV)(National Central
University, Taoyuan,
Taiwan)2022 Earthquake
Workshop, Jeju

2022年
8月
22-26日国外

2022年
8月31日9月2日

国外オンライン開催(AOGS2022 VIRTUAL,
19th Annual Meeting
Asia Oceania
Geosciences Society(AOGS))
オンライン開催(AOGS2022 VIRTUAL,
19th Annual Meeting
Asia Oceania
Geosciences Society(AOGS))
オンライン開催 (日本
地震学会 特別シンポジ
ウム 大地震発生！「1週間程度は注意」の次は？－後発地震と臨時
情報－)
CNR Main Conference
Hall, ローマ, イタリ
ア (Coarse-grained

2022年
8月2日

国外

2022年
8月2日

国外

2022年
7月23日

国内

2022年
7月5日

国外

control the transmitted
acoustic frequency (口頭発表)

Refining the ETAS model:
non-stationary backgroundrate, hypocentral depth,source rupture geometry, andfocal mechanism （口頭発表）【招待講演】Point-processmodelling of earthquakes
incorporating ULF seismomagnetic anomalies (口頭発表)
階層型時空間ETASと時空間ポア
ソン過程モデルによる日本内陸部の地震発生確率の予測と検証（口頭発表）
リアルタイム余震活動予測シス
テム：最近5年間の予測実績と検証 (ポスター発表)【招待講演】2022年トンガの火山の噴火によって引き起こされた津波 (口頭発表)

A study on detection of lowfrequency earthquakes at Mt.
Fuji and data quality
evaluation (ポスター発表)
Probe into Slow & Fast
Earthquakes by Distributed
Acoustic Sensing (DAS) （口頭発表）

Temporal and spatial
variations in seismicity
characteristics after the2011 Tohoku-Oki earthquake
estimated from HIST-ETAS
model (ポスター発表)
GNSSによって観測された能登半島群発地震に伴う地殻変動（口頭発表）

description for nonequilibrium systems
and transportphenomena)
庄 建倉

幕張メッセ(日本地球惑星科学連合2022年大会,
ハイブリッド開催)

2022年
5月25日

国内

Han, P.*
Chen, H.
Zhuang, J.
Hattori K.

幕張メッセ(日本地球惑星科学連合2022年大会,
ハイブリッド開催)

2022年
5月22日

国内

尾形 良彦

幕張メッセ(日本地球惑星科学連合2022年大会,
ハイブリッド開催)

2022年
5月25日

国内

汐見 勝彦*
近江 崇宏
尾形 良彦
澤崎 郁
山田 真澄*
何 東政Mori James
西川 泰弘
山本 真行
楠城 一嘉*
行竹 洋平

幕張メッセ(日本地球惑星科学連合2022年大会,
ハイブリッド開催)

2022年
6月2日

国内

幕張メッセ(日本地球惑星科学連合2022年大会,
ハイブリッド開催)

2022年
5月26日

国内

幕張メッセ(日本地球惑星科学連合2022年大会,
ハイブリッド開催)

2022年
6月2日

国内

加藤愛太郎*
鶴岡 弘
篠原 雅尚
江本 賢太郎
木村 恒久
岡村 健志
菊池 豊
上田 拓*
加藤 愛太郎

幕張メッセ(日本地球惑星科学連合2022年大会,
ハイブリッド開催)

2022年
5月27日

国内

幕張メッセ(日本地球惑星科学連合2022年大会,
ハイブリッド開催)

2022年
6月3日

国内

西村 卓也*
西川 友章
佐藤 大祐
平松 良浩
澤田 明宏

幕張メッセ(日本地球惑星科学連合2022年大会,
ハイブリッド開催)

2022年
5月27日

国内

7

Potential of Megathrust
Earthquakes along theSouthern Ryukyu Trench
Inferred from GNSS Data (ポスター発表)
MCMC法を用いた構造境界近傍における震源位置決定と2004年新
潟県中越地震の余震への適用（口頭発表）
非定常ETASモデルで捉える能登半島群発地震活動の地域的変化（口頭発表）The research and applicationof the spherical spacetime
ETAS model（口頭発表）
Preliminary forecastingmodel for tectonic tremor
activity using a renewal
process (ポスター発表)
ノンパラメトリックベイズ法を用いた時空間点過程モデルに基づく地震イベントデータのクラスタリング (ポスター発表)
構造正則化を用いた地震波速度
トモグラフィの性能検証 (ポス
ター発表)

深層学習による地震波検測の検討：2011年東北地方太平洋沖地
震前後への適用 (ポスター発表)
統合的な地殻活動指標の構築に向けて ―“ふつう”の地震活動の特徴に基づく異常度評価―(ポスター発表)
Everything you always wanted
to know about 𝑏-value* (*butwere afraid to ask) （口頭発表）

加納 将行*
池内 葵
西村 卓也
宮崎 真一
松島 健
椎名 高裕*
加納 将行 加藤 愛太郎
熊澤 貴雄*
尾形 良彦
Xiong, Z.*
Zhuang, J.
井出 哲*
野村 俊一

遠山 瑠唯*
倉田 澄人
矢野 恵佑
駒木 文保
倉田 澄人*
山中 遥太
矢野 恵佑
駒木 文保
椎名 高裕
加藤 愛太郎溜渕 功史

永田 広平*
溜渕 功史
弘瀬 冬樹
野田 朱美
Taroni, M.*
Selva, J.
Marzocchi,
W.
Zhuang, J.

8

幕張メッセ(日本地球惑星科学連合2022年大会,
ハイブリッド開催)

2022年
6月3日

国内

幕張メッセ(日本地球惑星科学連合2022年大会,
ハイブリッド開催)

2022年
5月22日

国内

幕張メッセ(日本地球惑星科学連合2022年大会,
ハイブリッド開催)
幕張メッセ(日本地球惑星科学連合2022年大会,
ハイブリッド開催)
幕張メッセ(日本地球惑星科学連合2022年大会,
ハイブリッド開催)

2022年
5月25日

国内

2022年
5月25日

国内

2022年
6月2日

国内

幕張メッセ(日本地球惑星科学連合2022年大会,
ハイブリッド開催)

2022年
5月30日

国内

幕張メッセ(日本地球惑星科学連合2022年大会,
ハイブリッド開催)

2022年
5月30日

国内

幕張メッセ(日本地球惑星科学連合2022年大会,
ハイブリッド開催)

2022年
5月30日

国内

幕張メッセ(日本地球惑星科学連合2022年大会,
ハイブリッド開催)

2022年
6月2日

国内

Austria Center
Vienna(ACV) (European
Geoscience Union(EGU)
General Assembly
2022, ハイブリッド開
催)

2022年
5月26日

国外

２．学会誌・雑誌等における論文掲載
掲載した論文（発表題目）
発表者氏名
非定常ETASモデルから見える
能登半島群発地震活動の地域的変化(続報2)
背景地震活動度を用いた内陸
地震の長期予測と検証評価
Detection andcharacterization ofearthquake swarms in Nankai
and its association withslow slip events
SETAS: A spherical versionof the space-time ETAS
model
Statistical evaluation ofearthquake forecast
efficiency using
earthquake-catalog andfault slip rate in the
Sichuan-Yunnan region,
China
High probability ofsuccessive occurrence ofNankai megathrustearthquakes
地震学習会「ジオパーク活動
で使える地震学6: 決定論的地
震予知から確率論的地震予測への道のり」参加報告
A review on slow
earthquakes in the Japan
TrenchETASモデル：クラスター性を表すための点過程モデル
Forecasting tectonic tremor
activity using a renewal
process model
The debate on theearthquake magnitude
correlations: a metaanalysis
Estimating the completenessmagnitude mc and the 𝑏values in a snap

発表した場所（学会誌・雑誌等名）
地震予知連絡会会報

発表した
時期
2023年
3月

国内・
外の別
国内

尾形 良彦

地震予知連絡会会報

2023年

国内

Guo, Y.
Zhuang, J.
Zhang, H.

Journal ofGeophysical Research:
Solid Earth

2023年
3月10日

国外

Xiong, Z.
Zhuang, J.

SeismologicalResearch Letters

2023年
2月27日

国外

Zhang, B.
Chen, S.
Zhuang, J.
Zhang, B.
Wu, X.
Liang, B.

Frontiers in Earth
Science

2023年
2月15日

国外

Fukushima,
Y.
Nishikawa,T.
Kano, Y.
楠城 一嘉

Scientific Reports

2023年
1月10日

国外

地震学会ニュースレタ
ー, 第75巻, NL5号,
NL-5-21

2023年
1月10日

国内

Progress in Earth andPlanetary Science

2023年
1月3日

国外

第13回横幹連合コンフ
ァレンス予稿集
Progress in Earth andPlanetary Science

2022年
12月
2022年
12月8日

国内

Petrillo, G.
Zhuang, J.

Scientific Reports

2022年
11月30日国外

Godano, C.
Petrillo, G.

Earth and Space
Science

2022年
10月25日

国外

熊澤 貴雄,
尾形 良彦

Nishikawa,T.
Ide, S.
Nishimura,T.
岩田 貴樹
Ide, S.
Nomura, S.

9国外

An analytic expression for
the volcanic seismic swarms
occurrence rate. A casestudy of some volcanoes in
the world

Godano, C.
Tramelli, A.
Mora, M.
Taylor, W.
Petrillo, G.

Earth and Space
Science

2022年
10月18日国外

非定常ETASモデルから見える
能登半島群発地震活動の地域的変化(続報)An updated version of the
ETAS model based on
multiple change points
detection
Statistical Seismology, in:Daya Sagar, B.S., Cheng,Q., McKinley, J. andAgterberg, F. (eds)

熊澤 貴雄
尾形 良彦

地震予知連絡会会報

2022年
9月

国内

Benali, A.
Zhuang, J.
Talbi, A.

Acta Geophysica

2022年
8月18日

国外

Zhuang, J.

2022年
8月4日

国外

Prediction and validationof short-to-long-term
earthquake probabilities ininland Japan using thehierarchical space–time
ETAS and space–time Poissonprocess models
A Simultaneous Estimationof the Baseline Intensity
and Parameters for
Modulated Renewal Processes
Automatic Hypocenter
Determination with the IPFx
method for the 2018 Hualien
earthquake sequence.
A Bayesian algorithm for
magnitude determination by
merging multiple seismic
networks
XY tracker: a new approachto estimate fault rupture
extent in real-time forlarge earthquakes
Testing of the Seismic Gap
Hypothesis in a Model With
Realistic Earthquake
Statisticsℓ1 trend filtering-based
detection of short-term
slow slip events:
Application to a GNSS array
in Southwest Japan

Ogata, Y.

Encyclopedia of
MathematicalGeosciences.
Encyclopedia of Earth
Sciences Series.
Earth Planets and
Space

2022年
7月18日

国外

Zhuang, J.
Siew, H-Y.

Axioms

2022年
6月23日

国外

Yamada, M.
Chen, D.-Y.

Terrestrial,
Atmospheric andOceanic Sciences

2022年
6月16日

国外

Si, Z.
Zhuang, J.
Jiang, C.

Chinese Journal ofGeophysics (inChinese)

2022年
6月10日

国外

Xiao, Y.
Yamada, M.

Earth Planets Space

2022年
5月26日

国外

Petrillo, G.
Rosso, A.
Lippiello,E.
Yano, K.
Kano, M.

Journal ofGeophysical Research:
Solid Earth

2022年
5月19日

国外

Journal ofGeophysical Research:
Solid Earth

2022年
4月18日

国外

10

Bulletin of the
2022年
国外
Godano, C.
Tramelli, A. Seismological Society 4月14日
Petrillo, G. of America 2022
Sessa, E.B.
Lippiello,E.
（注）発表者氏名は、連名による発表の場合には、筆頭者を先頭にして全員を記載すること。
The Dependence on the Moho
Depth of the 𝑏-Value of the
Gutenberg–Richter Law

11