トランジェント現象リアルタイムモニタリングのための複合測地データ利用の高度化

課題番号1209

（1）実施機関名：

東北大学

（2）研究課題（または観測項目）名：

トランジェント現象リアルタイムモニタリングのための複合測地データ利用の高度化

（3）関連の深い建議の項目：

3．（4）地震・火山噴火の災害誘因の即時予測手法の高度化

（4）その他関連する建議の項目：

1．（2）イ．プレート境界型巨大地震
1．（3）ウ．内陸地震と火山噴火
1．（5）ア．マグマ噴火を主体とする火山
2．（2）ア．プレート境界滑りの時空間発展

（5）優先度の高い地震・火山噴火との関連： 

（6）平成25年度までの関連する研究成果（または観測実績）の概要：

• リアルタイムGPSデータを用いることによって大地震に伴う地震時地殻変動場を実時間で検知し、その変位量を推定するアルゴリズム（RAPiD）を開発し、それらから断層面を即時推定することによって津波を高精度かつ準実時間で予測できることを示した。
• 沖合の海底水圧計で観測された津波の波形から波源を逆解析し、沿岸津波波形の予測計算を行うアルゴリズム（tFISH）を東北沖地震津波に適用しその可用性を実証した。
• RAPiDとtFISHの組み合わせにより津波予測の第一報を迅速に提供するとともに、予測精度の逐次改善する方途を提案した。
• 1998年の岩手山の噴火未遂事件において、GPS観測データを用いて圧力源の時空間分布を推定し、それらが地震活動の移動現象と対応していることなどを示した。

（7）本課題の5か年の到達目標：

　本研究課題では、(1) 海陸の複数測地データを用いてプレート境界及びその周辺で発生する巨大地震の規模及びその広がりを即時 (イベント発生後3分以内) に把握し、それに基づく津波の高精度予測のための技術開発、(2)数日以下の時定数を持つゆっくりとしたプレート境界上の滑り現象をGNSSデータから自動検知するための解析技術の高度化及び地殻変動自動検知のためのアルゴリズム開発、(3) 火山活動の活発化に伴う地殻変動を検出し変動源の推定をリアルタイムで自動的に行う解析システムの開発、の3点を実施する。これらは準実時間でプレート境界や火山周辺における様々な時間帯域の現象を迅速に把握する上での基盤技術であり、巨大地震発生後の津波即時予測や、プレート境界での滑りシミュレーションに取り入れるためのデータ逐次同化システムへの応用、火山活動の推移予測等を行う上で極めて重要である。これらの技術開発により、プレート境界で発生する津波や火山噴火による被害等の軽減及びプレート境界型地震の短期予測に資するデータの提供を目指し、防災・減災ならびに地震・火山噴火予測に貢献する。

（8）本課題の5か年計画の概要：

　本計画は、(1) 複数の測地データ (GPS、地殻変動連続観測、海底水圧計等) を使用して、プレート境界及びその周辺で発生する巨大地震の地震規模を即時に推定し、高精度津波予測に活用するための技術開発、(2) GPS、GLONASS、Galileo等を含めた複数GNSS衛星を用いて、数日以下の時間帯域におけるゆっくりとした地殻変動を準実時間で捉えるための解析手法の高度化、(3) 火山活動の変化に伴って観測される山体変形を準実時間で確実に把握しその変動源の時空間変化を推定できる解析技術の高度化、の3つの技術開発項目で構成される。
  (1)に関しては、これまでに開発を進めてきたリアルタイムGPSデータに基づいて巨大地震に伴う地殻変動を自動検知・推定するアルゴリズム(RAPiD) をGPS以外のGNSS衛星及び地殻変動連続観測データでも利用できるように拡張し、得られる観測量から断層面での不均質滑りを即時推定するアルゴリズムを開発して、それらに基づく高精度な津波予測システムの開発を進める。年次進行としては、平成26、 27、 28年度にかけてGNSSデータと地殻変動連続観測データのノイズ特性に配慮した地殻変動検知アルゴリズムを開発し、平成29、30年においてリアルタイム観測データを用いたアルゴリズムの精度検証を行う。
　(2)に関しては、GPS、 GLONASS、Galileo等を含めた複数GNSS衛星を用いて、数日以下の時間帯域におけるゆっくりとした地殻変動を準実時間で捉えるための解析手法の高度化を行う。数日以下の時間帯域では対流圏遅延の補正、マルチパスによる擾乱等の軽減等がノイズレベル軽減に重要である。それらを対流圏の数値予報モデル、Sidereal filter等を用いて準実時間で軽減しつつ、高品位の座標時系列を得るための技術開発を5カ年通じて進める。また平成28年度以降、それら時系列から地殻変動を自動検出するアルゴリズムをこれまでに開発したRAPiDアルゴリズムを拡張する形で開発する。
　(3)については、山体変形の検出技術は(2)と共通部分も多いが、山体変形の原因となる増減圧源については先験的情報も乏しいため、格子点状にモーメントソースを配置し、GNSS観測データ等から地殻変動源モデルの時空間変化を精度良く推定する手法を開発する。なお、火山体変形を抽出する際には、現在もなお継続している東北地方太平洋沖地震に伴う余効地殻変動の影響を取り除く必要があるため、海陸測地観測による余効変動に関する研究課題と連携して計画を実行する。

（9）実施機関の参加者氏名または部署等名：

太田雄策、三浦 哲、日野亮太

他機関との共同研究の有無：有
北海道大学：高橋浩晃
気象研究所：対馬弘晃

（10）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：東北大学大学院理学研究科
電話：022-225-1950
e-mail：zisin-yoti@aob.gp.tohoku.ac.jp
URL：http://www.aob.gp.tohoku.ac.jp/

（11）この研究課題（または観測項目）の連絡担当者

氏名：太田 雄策
所属：東北大学大学院理学研究科地震・噴火予知研究観測センター