研究について

研究成果

アジョイント津波波形合成および断層幾何とすべり分布の同時インバージョン手法の開発

発行年月	港湾空港技術研究所　報告　63-3-1　2024年09月
執筆者	髙川智博、Sébastien Allgeyer、Phil Cummins
所属	沿岸水工研究領域津波高潮研究グループ
要旨	本稿はJournal of Geophysical Research: Solid Earthで出版された論文“Adjoint Synthesis for Trans-Oceanic Tsunami Waveforms and Simultaneous Inversion of Fault Geometry and Slip Distribution” （Takagawa et al., 2024）の日本語訳に注釈を加筆したものである．　津波は長距離を伝播し広範囲に被害をもたらす．被害を軽減するためには，津波波源付近の観測に基づき，遠方に伝わる津波を予測することが重要である．近年，津波荷重に対する固体地球の応答や波の分散などの効果が組み込まれたことにより，大洋を横断する津波伝播の数値モデルの精度は著しく向上している．しかし，これらのモデルは計算コストが高く，リアルタイム予測には十分に活用されていない．　ここでは，津波の長距離伝播を記述する方程式に対応するアジョイント方程式を導出し，あらかじめ計算されたアジョイント状態のデータベースを用いて，時空間的に分布を持つ任意の波源から対象地点に生じる津波波形を迅速に合成する方法を示す．アジョイント合成法は，津波波源推定のための網羅的なパラメーター探索を可能にする．このアジョイント合成法と逐次モンテカルロ法を用いた断層幾何とすべり分布を同時にインバージョンする手法を提案し，2012年のHaida Gwaii地震津波に適用した．モデルの精度と観測データ量が津波波源と波形の推定に与える影響を調べた．　その結果，精度の高い伝播モデルを用いた場合，限られた量の観測データのみで，より大きなデータセットで得られた最終モデルと非常によく似た震源と波形の推定が可能であることがわかった．最終的に推定された断層モデルは，Haida Gwaii海溝とQueen Charlotte断層の間に分布する巨大衝上断層すべりを含んでいた．また，提案手法は波形予測の不確実性を定量化することができる．キーワード：アジョイント方程式，遠地津波，高解像度グリーン関数データベース，逐次モンテカルロ法，波源インバージョン，波形予測，不確実性の定量評価，粒子フィルタ
全文	REPORT63-3-1本文(PDF/13,382KB) REPORT63-3-1表紙・奥付(PDF/377KB)