地震活動と地殻変動の統計的解析のための時空間モデルの開発
【研究分野】統計科学
【研究キーワード】
デロネ分割(2次元・3次元) / 相対的静穏化現象 / 空白域 / 余震列 / 確率的予測 / 超低周波地震位データ / 前駆的非地震性すべり / 時空間点過程モデル / ETASモデル / 時空間ETASモデル / クローンの破壊基準 / 相対的静穏化 / 因果関係点過程モデル / 確率的除群 / 地電位と地震発生の相関 / 地球潮汐と山はね発生の相関 / 点過程 / トリガーモデル / 余震数(クラスタ・サイズ) / ベイズ的推論 / Time-Predictableモデル / 確率的除群法 / 変化点問題 / 時空間残差ベイズモデル
【研究成果の概要】
(1)日本における余震活動の中期的消息と近傍における大地震発生の有無に関する時空間的研究
前世紀の大地震76件の余震列について、異なる下限マグニチュードの259例のデータをETASモデルに適用した。正常に推移した余震活動と、途中で相対的静穏化したものでは、6年以内で近地(例えば2百キロ以内)に別の大地震が起きる確率が数倍違うことがわかった。
(2)階層的時空間ETASモデルと異常地震活動検出のベイズモデルの提案
ETASモデルを基にして、いわゆる地震活動の地域的な個性(顔)を表現する階層ベイズ型時空間モデルを開発した。このモデルのパラメータによって地震活動の地域性が可視化できる。さらに時空間モデルの強度と実際の地震発生の比(相対的発生率)モデルに組み込んで地震活動の相対的空白域・静穏化をベイズ法によって客観的に検出できた。
(3)前駆的非地震性すべりと相対的静穏化現象の関係についての定性的研究
地震活動の相対的静穏化パタンと大地震の前駆的非地震性すべりによる応力テンソル(特にクーロンの破壊基準)場の変化との定性的な相関・因果関係を示す数多くの例を示す事ができた。
(4)その他
(A)Vere-Jonesのトリガーモデルを最尤法で推定し、地震のクラスターの個性についての研究を進めた。(B)時空間ETASモデルに基いてバックグラウンド地震活動の割合によって確率的除群をし、除群データを生成することを考えた。(C)1982-1998年の北京周辺における地電位の変動データと地震発生危険度推移の相関性をしらべる点過程モデルを構成し、その有為性と相関構造をしらべることができた。(D)カナダ、マニトバ州の鉱山の山はね発生データによる発生頻度と地球潮汐の月齢成分の因果関係を求める点過程モデルを作成し解析をしたところ、因果関係の量的な知見が得られた。
【研究代表者】