重点研究
「東海地震予知技術と南海トラフ沿いの地殻活動監視技術の高度化に関する研究」
（サブ課題１）監視・解析技術の高度化
（サブ課題２）地震発生シミュレーション技術の高度化
平成21年度〜平成25年度（平成22年度に研究再編）
２．研究目的
東海地震予知技術の精度向上及び東南海・南海地震等海溝型巨大地震発生サイクル把握のため、
海溝型巨大地震発生シミュレーションモデルの高度化、
地震波速度場変化及び地殻変動の監視・解析技術の高度化に関する研究等に取り組み、
東海地震、東南海・南海地震の発生シナリオの改善及びプレート境界面における状態変化モニター手法を開発する。
３．研究背景
発生が懸念されている東海地震の発生領域周辺では、
近年スロースリップ・深部低周波微動など様々な現象が見出されている。
これまで５カ年における研究において、東海地震発生直前の前兆すべりを捉える目的で、
東海地域に精密制御震源を設置し観測を開始すると共に、レーザー式変位計を新たに開発し観測を開始した。
また、東海地震・東南海地震の想定震源域の海域においては、
新たなケーブル式海底地震計が整備される等新たな観測手段の導入がなされている。
これらの充実した観測データを活用して現在起きている現象を確実に捉え、
更にそれらの現象の東海地震に対する影響を評価する技術を開発することが気象庁監視業務のために求められている。
４．研究計画
（サブ課題１）監視・解析技術の高度化
１．１ 精密制御震源を用いた監視技術に関する研究
精密制御震源装置（弾性波アクロス送信装置）からの信号の時間変化の要因分析を行い補正手法の開発を行うとともに、時間変化検出手法の開発・改良を行う。
図１．精密制御震源（送信）装置からの弾性波（地震波）を地震計により観測して、
地殻やプレート境界における時間変化をとらえる。
図２．アクロス信号の各観測波群(左)における走時変化(右)。
1ミリ秒の走時変化を撮られているが、更に遠方においても近距離と同様の時間変化をとらえる技術を開発する。
１．２ 地殻変動データを用いた監視技術に関する研究
@レーザー式変位計による観測と長期的スロースリップ等の異常地殻変動検知技術開発
レーザー式変位計のデータについて、長期ノイズレベルの評価とそれに基づく前兆すべり検知能力評価を行う。
図３ 天竜船明レーザー式変位計。
A歪計等データによるスロースリップ等の異常地殻変動検出手法の改良
精密なプレート形状データを解析に導入すると共に、
レーザー式変位計、多成分歪計、体積歪計および他機関データを用いた短期的スロースリップ現象の変動源特定を行う。
また、観測精度を高める上で最大のノイズ源となる降水の影響を除去するための手法の改良・開発を行う。
B数10年以上にわたる長期的地殻変動の特徴把握
今後観測されうる異常変動の識別への利用及び地震発生シミュレーションに対して参照データを提供するため、
過去の東海〜南海地域の測地データについて再調査を行って一貫した長期的地殻変動データを作成し、その特徴を把握する。
１．３ 地震活動評価の高度化
@地震活動の特徴抽出による地震活動度および地震発生確率の評価
・現在の地震活動度から将来の地震発生率を予測する手法において、従来は地震の規模別頻度分布の地域性（b値の地域性）は考慮されていなかった。本研究では最新のデータを解析し、b値の地域性を明らかにすることにより、現在の活動度の特徴をより反映させた将来の地震発生確率を求める。
図４ ｂ値の地域性。☆印はM6.0以上の地震を表す。
図４ ｂ値の地域性。☆印はM6.0以上の地震を表す。
・応力変化と地震活動変化を結びつける既存の物理モデルは、その適応性についてまだ十分に検証されているとはいえない。本研究では、いくつかの事例に基づき既存の物理モデルの評価を行うとともに、両者をより適切に関連付けるための手法の改良を行う。
図５ 応力変化による地震活動の変化を物理モデルにより予測する。
図５ 応力変化による地震活動の変化を物理モデルにより予測する。
・近年プレート境界で繰り返し発生するマグニチュード5程度以下の相似地震活動について、その統計的性質が明らかにされつつあるが、予測モデルはまだ十分には確立されていない。本研究では相似地震などの繰り返し地震について、統計的特徴を精査することにより、地震発生予測モデルを構築する。また、パラメータの推定手法の改良や物理過程を考慮することによりモデルの改良を行う。（詳細）
図６ 相似地震（東北大学による183系列）における2011年の予測発生確率。
図６ 相似地震（東北大学による183系列）における2011年の予測発生確率。
（サブ課題２）地震発生シミュレーション技術の高度化
２．１ 東海地震発生に先行する地殻変動等の予測
２．２ 東南海・南海地震発生に先行する地殻変動等の予測
対象領域を南海トラフまで拡大した地震発生シミュレーションにより、
スロースリップに影響を及ぼしている広域の応力場の影響も新たに評価し、
スロースリップのすべり量のより精度の高い再現やそれに伴う地震活動変化への影響評価を目指す。
さらに、スロースリップと東海地震発生との関係を明らかにする。
図５ シミュレーションによるスロースリップの再現。
(左)フィリピン海プレート境界面上のすべり速度分布の時間変化。
青は陸のプレートとフィリピン海プレートが固着している領域、赤はすべりを開始している領域を表す。
図中の数字は計算開始からの経過時間（年）である。（右）浜名湖直下のプレート境界におけるすべり速度の時間変化。
２．２ 東南海・南海地震発生に先行する地殻変動等の予測
地震発生シミュレーションを行い、
東海地震、東南海・南海地震の発生に先行して現れると見込まれる地殻変動や地震活動変化等について、
大地震の発生様式の違いに応じていくつかのパターンごとにその大きさや地震の発生時期との関係を評価する。
Last update: 1, July., 2011
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