リスク解析戦略研究センター
地震予測解析プロジェクト
  主な研究テーマ
● 統計モデルによる地震活動の計測
● 地震発生の確率予測とその評価法の研究
● 階層ベイズ型時空間モデルの展開  
● 統計モデルによる異常現象の定量的研究
● 点過程モデルの統計推論

■ 地震の確率予測と統計モデル


角度理論分布の例。すべて同じ分布を表す。 M4以上の内陸直下型地震今後1年間起きる単位面積
当りの確率予測

地殻内部の断層やストレス状況が直接的に見えないうえ、それらが複雑で地域的に多様であるため、地震予知は難しさが増しています。しかし地震の発生は全く不秩序ではなく、確率的な予測は可能です。本プロジェクト研究グループが開発した時空間ETASモデルは過去のデータを使って将来の地震発生率を予測する標準的地震活動モデルです。防災上の要請に見合うように、リアルタイムの確率予報を実用化します。また地震活動や各種地球物理量の観測異常現象の知見をくみこんで、標準的地震活動モデルの予測精度を超える確率予測を実現するように進めます。

■標準的地震活動モデルによる異常現象の検出

標準的なクラスタリングモデル(左)と日本の地震データから得たモデル(右)による前震確率の比較(横軸はクラスタ中最初の地震のマグニチュード、縦軸は誘発された地震の最大マグニチュード) 標準的なクラスタリングモデル(左)と日本の地震データから得たモデル(右)による前震確率の比較(横軸はクラスタ中最初の地震のマグニチュード、縦軸は誘発された地震の最大マグニチュード)

観測異常現象にもとづいた従来からの警告(alarm)型の地震予測手法は、完全なランダムのポアソンモデルを基礎モデル(帰無仮説)として、これと比較して異常情報の前兆性を検証し正当化しています。しかし、地震活動にはクラスター(連鎖)性があって、これまで完全なランダムモデルによって正当化した異常現象は、実際には正常な連鎖活動の一環として、ETASモデルのシミュレーションなどで再現できる場合が殆どです。本研究では、地震のクラスタリングモデルに基づいて、正常クラスタリングな活動で起こった異常を排除し、予測手法を検証し改良します。

■ 地震活動を用いた地殻内物理情報の推定

2011年東北地方太平洋沖地震(東日本大震災)の余震活動(図中の白丸)をデータとして推定した、本震発生時の変位の空間分布。赤星印は気象庁による震源位置。 2011年東北地方太平洋沖地震(東日本大震災)の余震活動(図中の白丸)をデータとして推定した、本震発生時の変位の空間分布。赤星印は気象庁による震源位置。

地震活動の確率予測向上の一策として、地殻内部の物理情報を予測モデルに取り入れることが考えられます。例えば、地殻内部の変位(動き)は地震活動予測に重要な情報です。しかし、地震計やGPSなどの観測機器は地表または地中の浅いところにあるため、地中深くの情報を推定するには、精度や分解能の面で限界があるのが現状です。その限界を補うための手段として、稠密な地震観測網から得られた地震活動データを用い、地殻内部の変位を推定する手法を開発しています。得られた結果は、地震活動以外のデータから推定されたものと合わせ、それを元に、予測モデルをよりよいものへと改良することを目指します。

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