平成8（1996）年度　共同研究Ａ実施報告書

課題番号	8−共研−64			専門分類		6
研究課題名	長周期実体波及び表面波波形データを用いた３次元地球内部構造推定
フリガナ 代表者氏名	ゲラー　ロバート　ジェイ Geller　Robert, J.			ローマ字
所属機関	東京大学
所属部局	大学院理学系研究科
職　　名	助教授
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配分経費	研究費	0千円	旅　費		0千円		研究参加者数	8　人

研究目的と成果（経過）の概要

本研究の目的は, 高精度かつ高解像度の３次元地球内部構造推定及び得られたモデルの統計的評価である. これまで行われてきた実体波の走時データや表面波の位相速度データを用いた内部構造推定研究(tomography)は限界に至り, さらなる研究の進展のためには波形データそのものを用いた波形インバージョンが必要になった. 本研究では長周期実体波及び表面波波形データを用いて３次元地球内部構造推定を行ない, 得られたモデルの統計的評価を与える.


本研究の目的は、高精度かつ高解像度の3次元地球内部構造推定及び得られたモデルの統計的評価である。従来の地震波形に含まれるごく一部の情報(実体波の到達時刻など)を用いた内部構造研究は限界に至り、さらなる研究の進展のためには, 地震波形データそのものを用いた手法(波形インバージョン)が必要になった。
昨年度までに我々は、波形インバージョンに有効な、高精度かつ効率的な理論波形計算手法及びアルゴリズムを開発してきた(Geller & Takeuchi 1995, Geller & Hara 1993)。本年度はこの計算手法の拡張と、これを用いた理論波形計算ソフトウェアの開発を行った。本年度の研究により、広帯域地震波形(長周期実体波及び表面波形)データを用いた波形インバージョンが現実的になった。この種の研究はまだ行われていない。
以下に本年度の成果を列挙する。(1)球対称地球のP-SV問題に対して新しい計算手法を定式化した(Takeuchi et al.1996)。計算時間を増やさずに計算精度が1桁以上改善された。(2)3次元不均質地球に対して新しい計算手法を定式化した。またこれを用いた2次元不均質地球に対する波形計算ソフトを開発した(Cummins et al. 1997)。本ソフトで計算された波面と、波線理論により計算された波面が一致し、十分な精度で計算ができることが示された。(3)波形インバージョンに要する計算時間を見積もった（竹内・カミンズ・ゲラー 1997)。現実的な計算時間で波形インバージョンが行えることが示された。

当該研究に関する情報源（論文発表、学会発表、プレプリント、ホームページ等）

N.Takeuchi, R.J.Geller & P.R.Cummins,Highly accurate P-SV complete synthetic seis-mograms using modified DSM operators, Geophys.Res.Lett., 23, 1175-1178, 96/5/15.
P.R.Cummins, N.Takeuchi & R.J.Geller, Geophys.J.Int., in press, 1997.

竹内・ゲラー、日本地震学会、96/9/26。
羽鳥・ゲラー、日本地震学会、96/9/26。
竹内・カミンズ・ゲラー、地球惑星科学関連学会合同大会、97/3/26。
羽鳥・ゲラー、地球惑星科学関連学会合同大会、97/3/27。

研究会を開催した場合は、テーマ・日時・場所・参加者数を記入してください。

これまで我々は, 波形インバージョンに有効な, 高精度かつ効率的な理論波形計算手法及びアルゴリズムを開発してきた.本研究では, これらを実際のデータに適用して, 高精度かつ高解像度の３次元地球内部構造を推定する. データはIRISの広帯域波形データを用い, 計算手法には我々が開発したＤＳＭ法(Direct Solu-tion Method)を用いる. 約100の地震に対する約20の観測点のデータを用い, 鉛直方向に200-100km, 水平方向に5000-2000kmの解像度で推定する.また得られたモデルに対する統計的評価を与える. 解像度行列(resolution matrix)により解像度を見積もるとともに, 正規度数分布の誤差を仮定した際のモデルの精度を見積もる.これらの研究は統計数理研究所と共同研究をすることにより円滑に研究が実施できると期待される.

研究参加者一覧
氏名	所属機関
伊藤 聡	統計数理研究所
大湊　隆雄	地質調査所
末次　大輔	建築研究所
竹内　希	東京大学大学院
田辺　國士	統計数理研究所
羽鳥　友彦	東京大学大学院
原　辰彦	東京大学