震源決定精度の向上

平成20年度年次報告

課題番号：7005

（1）実施機関名：

　気象庁地震火山部

（2）研研究課題（または観測項目）名：

　震源決定精度の向上

（3）最も関連の深い建議の項目：

　2．（2）ア．日本列島域

（4）その他関連する建議の項目：

　2．（2）イ．東海地域

（5）本課題の平成16年度からの5ヶ年の到達目標と、それに対する平成20年度実施計画の位置付け：

• 5ヶ年の到達目標
  陸域および海域における震源決定精度の向上。
• 平成20年度実施計画の位置付け
  海底地震計の堆積層補正値の検討と評価。

（6）平成20年度実施計画の概要：

• 海底地震計の堆積層補正の補正値の検討と、補正値の導入による震源決定精度の改善の評価。
  釧路沖・三陸沖・房総沖ケーブル式地震計について平成19年度と同様の手法により補正値を算出する。
• 三次元速度構造による震源計算の検討
  三次元速度構造の導入の検討を進め、東海地震の想定震源域周辺について処理結果を出すことを目指す。

（7）平成20年度成果の概要

　釧路沖海底地震計については平成19年度と同様な方法で、房総沖・相模沖海底地震計については変換波を用いて堆積層補正値を求めた。このうち、房総沖・相模沖について、補正値を適用して震源の再計算を行ったところ、沖合いの震源がおよそ10km 程度浅くなるとともに陸側に近づく効果が見られた。後述のとおり、東南海沖及び東海沖の調査を優先して行うこととなったため、釧路沖については評価中であり、三陸沖についてはデータを収集し調査を開始したところである。
　気象庁が今年度運用を開始した東南海沖ケーブル式海底地震計（東南海OBS）と東海沖のケーブル式海底地震計（東海OBS）が設置されている御前崎から熊野灘に至る領域について平成19年度と同様な手法でプレリミナリーに補正値を求めた。データは気象庁カタログから東海OBS、東南海OBS及び、気象庁が1999年～2003年に観測を行った自己浮上式海底地震計のデータを含め、P相が7個以上かつS相が5個以上ある地震213個の震源と検測値を使用し、初期速度構造はJMA2001（上野他,2002）を用いた。この補正値を用いて東南海OBSの運用を開始した2008年10月以降の地震について震源の再決定を行った。再決定後の震源は全体的に浅くなり2004年9月5日の紀伊半島沖のM7.4の地震の余震域の活動では、震源の深さ分布は自己浮上式海底地震計を用いた臨時観測の結果に近づく結果となった（図1）。
　昨年度に行った一次元速度構造インバージョンを用いた手法の更なる高度化を目指して、今年度は伊東沖OBSについて三次元速度構造インバージョンを用いた観測点補正値の検討を行った。解析の際には、気象庁カタログから東大地震研究所伊東沖ケーブル式海底地震計を含めP相S相の検測値がそれぞれ8個以上ある地震377個を用いてThurber（1983）的手法によるインバージョンを行い、三次元速度構造と観測点補正値、及び震源を求めた。気象庁カタログから伊東沖ケーブル式海底地震計のデータを含め、検測値がP相7個以上かつS相4個以上ある地震12436個について、求めた三次元速度構造と観測点補正値を使って震源を決定し、更にその中から深さの誤差が2㎞未満の震源5189個に対する観測走時と理論走時の差を平均して各観測点の補正値を求め、JMA2001とこの補正値を用いて震源再決定を行った。その結果、全体的に震源が浅く決まり、補正前の震源では沖合いで震源が深くなる傾向が見られていたが改善された（図2）。
　三次元速度構造の震源計算の導入については、気象研究所開発の三次元速度構造を用いた震源計算プログラムが実行可能な環境を構築し、東海地震の想定震源域以外の領域についても震源を求めることが可能となった。これを受けて、三次元速度構造を用いて計算した震源分布等に関する資料の地震調査委員会や地震予知連絡会等へ提供を行っている。
　また、平成16年度に観測点高度が震源位置に与える影響について評価を行ったが、本年度は波線追跡法を用いて再度厳密な評価を行った。評価を行った領域は平成16年度に評価を行った留萌支庁南部及び鹿児島県北西部の地震の活動領域に加え、岩手県内陸地震及び新潟県中越地震の活動領域である。
　岩手宮城内陸地震の余震では98％以上の震源が浅くなった（震源再決定前後での深さの平均変化：‐1.6km）。これは高度数百m以上の観測点を多く使用していることを考えれば妥当な結果である。一方、新潟県中越地震の余震域では震央の位置はほとんど変化が無く、深さについては全体的に浅くなったが（平均：‐2.4km）、15％程度の震源は逆に深くなった。また両余震域の震源について水平位置の変化はほとんどなかった（図3）。
　留萌支庁南部の地震活動については深さ0kmに決まる震源が若干減少したものの、それほど効果は見られなかった。また、鹿児島県北西部地震の余震については概ね一様に震源が浅くなった（平均：‐0.7km）。

（8）平成20年度の成果に関連の深いもので、平成20年度に公表された主な成果物（論文・報告書等）：

　齋藤祥司，2008，東海・東南海沖に新たに整備した「ケーブル式常時海底地震観測システム」について，第7回アジア国際地震学連合（ASC）総会及び2008年日本地震学会秋季大会予稿集，X1‐008

（9）本課題の5ヵ年の成果の概要：

・陸域および海域における震源決定精度の向上
陸域について16年度と20年度に留萌支庁南部の地震、鹿児島県北西部の地震、20年度に岩手宮城内陸地震、新潟県中越地震の余震について観測点高度の震源に与える影響について評価した。その結果、岩手宮城内陸地震、新潟県中越地震及び鹿児島県北西部の地震の余震域においては、震央位置の変化はほとんどないが、全体的に震源が浅くなるという傾向が見られた。
　海域では16年度に三陸沖、17～20年度に東海OBS、19、20年度伊東沖の海底地震計、20年度に東南海OBS、房総沖、相模沖、釧路沖海底地震計について手法の高度化を検討しながら観測点補正値を求めた。補正値を一元化処理の震源計算に適用した結果、概ね補正前と比べて補正後の震源の方がまとまりが良くなり、沖合いの震源が浅くなる傾向が見られた。しかし、補正値を入れたことにより震源分布が補正前よりばらつく領域や深さ0kmに決まる地震も見られた。
　今後、陸域については他の地域についても観測点高度の震源位置に与える影響評価を行うと共に、観測点高度を考慮することが可能なより高速な震源決定法の開発を行う。海域については更なるデータ収集、手法の高度化を行うことにより適切な観測点補正値を求める。また、観測点補正値の一元化処理の震源計算への適用を目指す。

・三次元速度構造による震源計算の検討
　19年度に気象研究所開発の三次元速度構造を用いた震源計算プログラムの実行環境を整備し、本年度は日本列島周辺の東海地震の想定震源域以外の領域についても震源計算を行えるようにした。この成果を利用して作成した資料の、地震調査委員会や地震予知連絡会等への提供を開始した。

（10）実施機関の参加者氏名または部署等名：

　気象庁地震火山部地震予知情報課　データ処理係
　他機関との共同研究の有無：なし

（11）公開時にホームページに掲載する問い合わせ先：

　部署等名：気象庁地震火山部管理課　地震調査連絡係
　電話：03‐3212‐8341（内線4514）
　e‐mail：jmajishin_kanrika@met.kishou.go.jp
　URL：http://www.jma.go.jp/

 

図1　東海～東南海沖における補正値を用いた震源再決定前後での比較
グレー丸は再計算前、黒丸は再計算後の震源で断面図はA‐B
グレー四角は東海沖OBS、黒四角は東南海OBS

図2　伊東沖における補正値を用いた震源決定前後での震源分布
左図が補正前、右図が補正後の震源分布である。

図3　観測点高度を考慮した震源分布（丸印が高度を考慮した震源、線で震源の移動を示す）
左図：岩手宮城内陸地震の震源分布（本震当日のみ）
右図：新潟県中越地震の震源分布（Ｍ2.0以上）