東北大学研究者紹介

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ナカハラ　ヒサシ

中原　恒

Hisashi Nakahara

所属

大学院理学研究科　地球物理学専攻　固体地球物理学講座（地震・火山学分野）

職名

准教授

学位

博士（理学）（東北大学）
修士（理学）（東北大学）

researchmap

https://researchmap.jp/Nakahara_134

J-GLOBAL ID

200901048928661920

委員歴 3

日本地震学会　理事

2024年5月～ 2026年5月
日本地震学会IASPEI委員会　幹事

2024年4月～ 2026年3月
日本地震学会強震動委員会　委員長

2024年4月～ 2026年3月

所属学協会 4

アメリカ地球物理学連合(American Geophysical Union)
物理探査学会
日本地球惑星科学連合
日本地震学会

研究キーワード 1

地震学

研究分野 1

自然科学一般 / 固体地球科学 / 地震学

受賞 2

2007年度日本地震学会論文賞

2008年5月　日本地震学会
2005年日本地震学会若手学術奨励賞

2006年5月14日　日本地震学会

論文 65

Volcanic tremor associated with successive gas emission activity at a boiling pool: Analyses of seismic array and visible image data recorded at Iwo-Yama in Kirishima Volcanic complex, Japan

Masato Hata, Takeshi Nishimura, Takeshi Matsushima, Tomofumi Kozono, Tsutomu Nagatsuma, Ken T. Murata, Kazutaka Kikuta, Dan Muramatsu, Hisashi Nakahara

Journal of Volcanology and Geothermal Research　455　108212-108212　2024年11月
出版者・発行元： Elsevier BV
DOI： 10.1016/j.jvolgeores.2024.108212 　

ISSN：0377-0273
Time-lapse imaging of seismic scattering property and velocity in the northeastern Japan

Takashi Hirose, Qing-Yu Wang, Michel Campillo, Hisashi Nakahara, Ludovic Margerin, Eric Larose, Takeshi Nishimura

Earth and Planetary Science Letters　619　118321-118321　2023年10月
出版者・発行元： Elsevier BV
DOI： 10.1016/j.epsl.2023.118321 　

ISSN：0012-821X
Anisotropic seismic velocity variations in response to different orientations of tidal deformations

Tomoya Takano, Takeshi Nishimura, Hisashi Nakahara

Geophysical Journal International　235　(3)　2716-2726　2023年9月18日
出版者・発行元： Oxford University Press (OUP)
DOI： 10.1093/gji/ggad386 　

ISSN：0956-540X

eISSN：1365-246X

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SUMMARY Microcracks or micropores in rocks cause the elastic moduli to change with the applied strain owing to the nonlinear elasticity of the geomaterial, which causes temporal changes in the seismic wave velocity. Thus, variations in seismic wave velocity can be used as a proxy for understanding the strain or stress variations in the crust, which are crucial for figuring out the dynamics of the fault zones and volcanic domains. According to the theory of nonlinear elasticity, the second- and third-order elastic constants and strain tensors contribute to the strain derivative of seismic wave velocity changes. Although laboratory experiments have estimated third-order elastic constants for rock samples, the in situ values of those constants for the crust are difficult to obtain. In this study, seismic velocity changes were investigated in different directions of tidal deformations to provide constraints on the third-order elastic constants in the shallow crust by applying a seismic interferometry method to ambient noise records. We observed that negative velocity changes were of larger magnitude in the station-pair direction parallel to the tidal strain’s direction. Nonlinear elasticity in shallow crust may cause anisotropic velocity variations in response to tidal deformations. Our results highlight the use of velocity change measurements in different directions of tidal strain to constrain nonlinear elastic parameters on a field scale.
Fine Structure of Tremor Migrations Beneath the Kii Peninsula, Southwest Japan, Extracted With a Space‐Time Hough Transform

Kodai Sagae, Hisashi Nakahara, Takeshi Nishimura, Kazutoshi Imanishi

Journal of Geophysical Research: Solid Earth　128　(6)　2023年5月27日
出版者・発行元： American Geophysical Union (AGU)
DOI： 10.1029/2022jb026248 　

ISSN：2169-9313

eISSN：2169-9356
Connection between the cross correlation and the Green's function: strain and rotation of surface waves 査読有り

Hisashi Nakahara, Matthew M. Haney

GEOPHYSICAL JOURNAL INTERNATIONAL　230　(2)　1166-1180　2022年5月

DOI： 10.1093/gji/ggac094 　

ISSN：0956-540X

eISSN：1365-246X
Classification of volcanic tremors and earthquakes based on seismic correlation: application at Sakurajima volcano, Japan 査読有り

Theodorus Permana, Takeshi Nishimura, Hisashi Nakahara, Nikolai Shapiro

GEOPHYSICAL JOURNAL INTERNATIONAL　229　(2)　1077-1097　2022年1月

DOI： 10.1093/gji/ggab517 　

ISSN：0956-540X

eISSN：1365-246X
Source location of volcanic earthquakes and subsurface characterization using fiber-optic cable and distributed acoustic sensing system 査読有り

Takeshi Nishimura, Kentaro Emoto, Hisashi Nakahara, Satoshi Miura, Mare Yamamoto, Shunsuke Sugimura, Ayumu Ishikawa, Tsunehisa Kimura

Scientific Reports　11　(1)　2021年12月
出版者・発行元： Springer Science and Business Media LLC
DOI： 10.1038/s41598-021-85621-8 　

eISSN：2045-2322

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<title>Abstract</title>We present one of the first studies on source location determination for volcanic earthquakes and characterization of volcanic subsurfaces using data from a distributed acoustic sensing (DAS) system. Using the arrival time difference estimated from well-correlated waveforms and a dense spatial distribution of seismic amplitudes recorded along the fiber-optic cable, we determine the hypocenters of volcanic earthquakes recorded at Azuma volcano, Japan. The sources are located at a shallow depth beneath active volcanic areas with a range of approximately 1 km. Spatial distribution of the site amplification factors determined from coda waves of regional tectonic earthquakes are well correlated with old lava flow distributions and volcano topography. Since DAS observation can be performed remotely and buried fiber-optic cables are not damaged by volcanic ash or bombs during eruptions, this new observation system is suitable for monitoring of volcanoes without risk of system damage and for evaluating volcanic structures.
Scattering strength at active volcanoes in Japan as inferred from the peak ratio analysis of teleseismic P waves 査読有り

Gugi Ganefianto, Hisashi Nakahara, Takeshi Nishimura

Earth, Planets and Space　73　207　2021年11月

DOI： 10.1186/s40623-021-01541x 　
Extending the formulation of the spatial autocorrelation (SPAC) method to strain, rotation and tilt 査読有り

Hisashi Nakahara, Kentaro Emoto, Takeshi Nishimura

GEOPHYSICAL JOURNAL INTERNATIONAL　227　(1)　287-302　2021年10月

DOI： 10.1093/gji/ggab217 　

ISSN：0956-540X

eISSN：1365-246X
High resolution location of deep low-frequency tremors beneath the Kii Peninsula, Nankai subduction zone, Japan, using data from a dense seismic array

Kodai Sagae, Hisashi Nakahara, Takeshi Nishimura, Kazutoshi Imanishi

Geophysical Journal International　225　(2)　775-788　2021年2月15日
出版者・発行元： Oxford University Press (OUP)
DOI： 10.1093/gji/ggab004 　

ISSN：0956-540X

eISSN：1365-246X

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<title>SUMMARY</title> This study performs detection and location of deep low-frequency tremors beneath the Kii Peninsula, Nankai subduction zone, Japan, using data from a dense seismic array. We set a quantitative threshold for the tremor detection based on the Gaussian distribution of waveform coherence among stations to distinguish between tremor signal and noise. Then, we estimated slownesses and arrival azimuths by applying the Multiple Signal Classification method and performed hypocentre determination by backprojection onto the plate interface. During the analysed period of 2 yrs from July 2012 to July 2014, we detected 25155 tremor events which are approximately 2.2 times more than those in the AIST-tremor catalogue based on the conventional envelope correlation method ( 11475 events). This improvement is due to the detection of even weak amplitude tremors owing to the array analysis scheme, which uses recorded waveform’s phase information. Our high-resolution tremor catalogue leads to the following findings of the tremor activity in the Kii Peninsula. A few tremor episodes show continuous updip migration in the initial stage. The updip migration speed depends on whether the tremor migrates in the along-strike direction after the updip migration: approximately 1.0 km hr –1 for tremors that develop into the along-strike migration, and approximately 0.5 km hr–1 for those that do not. Estimated radiated energies are found to increase gradually with propagation into the updip direction. These findings suggest the depth dependence of the frictional strength on the plate interface. Furthermore, we noticed that accumulated radiated energies are positively correlated with the updip migration speed, and this relationship implies that fluid migration might play a role in the updip migration.
2016年熊本地震合同地震観測データ:——地震学的解析の基礎的資料として—— 査読有り

志藤あずさ, 中元真美, 宮町凛太郎, 一柳昌義, 大園真子, 岡田和見, 勝俣啓, 高田真秀, 高橋浩晃, 谷岡勇市郎, 山口照寛, 光岡郁穂, 小菅正裕, 東龍介, 内田直希, 江本賢太郎, 太田雄策, 岡田知己, 海田俊輝, 小園誠史, 鈴木秀市, 高木涼太, 松本聡, 出町知嗣, 中原恒, 中山貴史, 平原聡, 松澤暢, 三浦哲, 山本希, 今西和俊, 内出崇彦, 吉見雅行, 松島健, 青井真, 浅野陽一, 上野友岳, 藤田英輔, 阿部英二, 飯高隆, 岩崎貴哉, 加藤愛太郎, 蔵下英司, 酒井慎一, 相澤広記, 椎名高裕, 芹澤正人, 田中伸一, 中川茂樹, 平田直, 増田正孝, 宮川幸治, 八木健夫, 渡邉篤志, 後藤和彦, 清水洋, 伊藤武男, 奥田隆, 寺川寿子, 堀川信一郎, 前田裕太, 松廣健二郎, 山中佳子, 渡辺俊樹, 飯尾能久, 片尾浩, 内田和也, 加納靖之, 津田寛大, 三浦勉, 村本智也, 山下裕亮, 大久保慎人, 山品匡史, 大倉敬宏, 中尾茂, 平野舟一郎, 神薗めぐみ, 宮町宏樹, 八木原寛, 手操佳子

地震第２輯　73　149-157　2020年10月27日
出版者・発行元：公益社団法人日本地震学会
DOI： 10.4294/zisin.2019-11 　

ISSN：0037-1114

eISSN：1883-9029 2186-599X
Locating Spatial Changes of Seismic Scattering Property by Sparse Modeling of Seismic Ambient Noise Cross‐Correlation Functions: Application to the 2008 Iwate‐Miyagi Nairiku ( M w 6.9), Japan, Earthquake 査読有り

Takashi Hirose, Hisashi Nakahara, Takeshi Nishimura, Michel Campillo

Journal of Geophysical Research: Solid Earth　125　(6)　2020年6月
出版者・発行元： American Geophysical Union (AGU)
DOI： 10.1029/2019jb019307 　

ISSN：2169-9313

eISSN：2169-9356
Reliability evaluation of volcanic tremor source location determination using cross-correlation functions 査読有り

Theodorus Permana, Takeshi Nishimura, Hisashi Nakahara, Eisuke Fujita, Hideki Ueda

GEOPHYSICAL JOURNAL INTERNATIONAL　220　(2)　1300-1315　2020年2月

DOI： 10.1093/gji/ggz523 　

ISSN：0956-540X

eISSN：1365-246X
Spectral ratio analyses of explosion earthquakes at Sakurajima Volcano, Japan 査読有り

Mohammad Hasib, Takeshi Nishimura, Hisashi Nakahara

JOURNAL OF VOLCANOLOGY AND GEOTHERMAL RESEARCH　381　302-311　2019年9月

DOI： 10.1016/j.jvolgeores.2019.05.005 　

ISSN：0377-0273

eISSN：1872-6097
A Passive Estimation Method of Scattering and Intrinsic Absorption Parameters From Envelopes of Seismic Ambient Noise Cross-Correlation Functions 査読有り

Takashi Hirose, Hisashi Nakahara, Takeshi Nishimura

GEOPHYSICAL RESEARCH LETTERS　46　(7)　3634-3642　2019年4月

DOI： 10.1029/2018GL080553 　

ISSN：0094-8276

eISSN：1944-8007
Sensitivity of Seismic Velocity Changes to the Tidal Strain at Different Lapse Times: Data Analyses of a Small Seismic Array at Izu-Oshima Volcano 査読有り

Tomoya Takano, Takeshi Nishimura, Hisashi Nakahara, Hideki Ueda, Eisuke Fujita

JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-SOLID EARTH　124　(3)　3011-3023　2019年3月

DOI： 10.1029/2018JB016235 　

ISSN：2169-9313

eISSN：2169-9356
Ambient Seismic Noise Image of the Structurally Controlled Heat and Fluid Feeder Pathway at Campi Flegrei Caldera 査読有り

De Siena, L, C. Sammarco, D. G. Cornwell, M. La Rocca, F. Bianco, L. Zaccarelli, H. Nakahara

Geophysical Research Letters　45　(13)　6428-6436　2018年7月
Seismic velocity changes concentrated at the shallow structure as inferred from correlation analyses of ambient noise during volcano deformation at Izu-Oshima, Japan 査読有り

Tomoya Takano, Takeshi Nishimura, Hisashi Nakahara

JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-SOLID EARTH　122　(8)　6721-6736　2017年8月

DOI： 10.1002/2017JB014340 　

ISSN：2169-9313

eISSN：2169-9356
Seismic velocity changes of P and S waves associated with the 2011 Tohoku-Oki earthquake (M-w 9.0) as inferred from analyses of repeating earthquakes 査読有り

Karim Pacheco, Takeshi Nishimura, Hisashi Nakahara

GEOPHYSICAL JOURNAL INTERNATIONAL　209　(1)　517-533　2017年4月

DOI： 10.1093/gji/ggx043 　

ISSN：0956-540X

eISSN：1365-246X
Combined use of repeated active shots and ambient noise to detect temporal changes in seismic velocity: application to Sakurajima volcano, Japan 査読有り

Takashi Hirose, Hisashi Nakahara, Takeshi Nishimura

EARTH PLANETS AND SPACE　69　42　2017年3月

DOI： 10.1186/s40623-017-0613-7 　

ISSN：1880-5981
Deriving Sensitivity Kernels of Coda-Wave Travel Times to Velocity Changes Based on the Three-Dimensional Single Isotropic Scattering Model 査読有り

Hisashi Nakahara, Kentaro Emoto

PURE AND APPLIED GEOPHYSICS　174　(1)　327-337　2017年1月

DOI： 10.1007/s00024-016-1358-0 　

ISSN：0033-4553

eISSN：1420-9136
Preliminary estimation of high-frequency (4-20 Hz) energy released from the 2016 Kumamoto, Japan, earthquake sequence 査読有り

Kaoru Sawazaki, Hisashi Nakahara, Katsuhiko Shiomi

EARTH PLANETS AND SPACE　68　(1)　183　2016年11月

DOI： 10.1186/s40623-016-0557-3 　

ISSN：1880-5981
Coseismic and post-seismic velocity changes detected by Passive Image Interferometry: comparison of one great and five strong earthquakes in Japan 査読有り

Manuel Hobiger, Ulrich Wegler, Katsuhiko Shiomi, Hisashi Nakahara

GEOPHYSICAL JOURNAL INTERNATIONAL　205　(2)　1053-1073　2016年5月

DOI： 10.1093/gji/ggw066 　

ISSN：0956-540X

eISSN：1365-246X
Estimating S-Wave Attenuation in Sediments by Deconvolution Analysis of KiK-net Borehole Seismograms 査読有り

Rintaro Fukushima, Hisashi Nakahara, Takeshi Nishimura

BULLETIN OF THE SEISMOLOGICAL SOCIETY OF AMERICA　106　(2)　552-559　2016年4月

DOI： 10.1785/0120150059 　

ISSN：0037-1106

eISSN：1943-3573
伊豆大島における地殻変動と地震波速度変化 —気象庁データの解析—

高野智也, 西村太志, 中原恒

日本火山学会講演予稿集　2016　39-39　2016年
出版者・発行元：特定非営利活動法人日本火山学会
DOI： 10.18940/vsj.2016.0_39 　
地震波干渉法に基づく2015年8月15日桜島のダイク貫入に伴う地震波散乱特性の時空間変化の検出

廣瀬郁, 中原恒, 西村太志

日本火山学会講演予稿集　2016　106-106　2016年
出版者・発行元：特定非営利活動法人日本火山学会
DOI： 10.18940/vsj.2016.0_106 　
Source characteristics of explosion earthquakes at Sakurajima volcano using spectral ratio method

Hasib Mohammad, Nishimura Takeshi, Nakahara Hisashi

日本火山学会講演予稿集　2016　18-18　2016年
出版者・発行元：特定非営利活動法人日本火山学会
DOI： 10.18940/vsj.2016.0_18 　
Point spread functions for earthquake source imaging: An interpretation based on seismic interferometry 査読有り

Nakahara, H, M. Haney

Geophys. J. Int.　202　54-61　2015年4月

DOI： 10.1093/gji/ggv109, 　

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筆頭
Auto Correlation Analysis of Coda Waves from Local Earthquakes for Detecting Temporal Changes in Shallow Subsurface Structures: the 2011 Tohoku-Oki, Japan Earthquake 査読有り

Hisashi Nakahara

PURE AND APPLIED GEOPHYSICS　172　(2)　213-224　2015年2月

DOI： 10.1007/s00024-014-0849-0 　

ISSN：0033-4553

eISSN：1420-9136
Seismic velocity changes caused by the Earth tide: Ambient noise correlation analyses of small-array data 査読有り

Tomoya Takano, Takeshi Nishimura, Hisashi Nakahara, Yusaku Ohta, Sachiko Tanaka

GEOPHYSICAL RESEARCH LETTERS　41　(17)　6131-6136　2014年9月

DOI： 10.1002/2014GL060690 　

ISSN：0094-8276

eISSN：1944-8007
Single-station cross-correlation analysis of ambient seismic noise: application to stations in the surroundings of the 2008 Iwate-Miyagi Nairiku earthquake 査読有り

Manuel Hobiger, Ulrich Wegler, Katsuhiko Shiomi, Hisashi Nakahara

GEOPHYSICAL JOURNAL INTERNATIONAL　198　(1)　90-109　2014年7月

DOI： 10.1093/gji/ggu115 　

ISSN：0956-540X

eISSN：1365-246X
Surface-Wave Green's Tensors in the Near Field 査読有り

Matthew M. Haney, Hisashi Nakahara

BULLETIN OF THE SEISMOLOGICAL SOCIETY OF AMERICA　104　(3)　1578-1586　2014年6月

DOI： 10.1785/0120130113 　

ISSN：0037-1106

eISSN：1943-3573
Separating body and Rayleigh waves with cross terms of the cross-correlation tensor of ambient noise 査読有り

Ryota Takagi, Hisashi Nakahara, Toshio Kono, Tomomi Okada

JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-SOLID EARTH　119　(3)　2005-2018　2014年3月

DOI： 10.1002/2013JB010824 　

ISSN：2169-9313

eISSN：2169-9356
Envelope inversion analysis for high-frequency seismic energy radiation from the 2011 Mw 9.0 Off the Pacific Coast of Tohoku earthquake 査読有り

Hisashi Nakahara

Bulletin of the Seismological Society of America　103　(2 B)　1348-1359　2013年5月

DOI： 10.1785/0120120155 　

ISSN：0037-1106 1943-3573
Extension of the spatial autocorrelation (SPAC) method to mixed-component correlations of surface waves 査読有り

Matthew M. Haney, T. Dylan Mikesell, Kasper van Wijk, Hisashi Nakahara

Geophysical Journal International　191　(1)　189-206　2012年10月

DOI： 10.1111/j.1365-246X.2012.05597.x 　

ISSN：0956-540X 1365-246X
Coseismic and postseismic elastic wave velocity variations caused by the 2008 Iwate-Miyagi Nairiku earthquake, Japan 査読有り

M. Hobiger, U. Wegler, K. Shiomi, H. Nakahara

Journal of Geophysical Research: Solid Earth　117　(9)　2012年9月1日
出版者・発行元： Blackwell Publishing Ltd
DOI： 10.1029/2012JB009402 　

ISSN：2169-9356 2169-9313
Formulation of the spatial autocorrelation (SPAC) method in dissipative media 査読有り

Hisashi Nakahara

GEOPHYSICAL JOURNAL INTERNATIONAL　190　(3)　1777-1783　2012年9月

DOI： 10.1111/j.1365-246X.2012.05591.x 　

ISSN：0956-540X
Coseismic velocity change in and around the focal region of the 2008 Iwate-Miyagi Nairiku earthquake 査読有り

Ryota Takagi, Tomomi Okada, Hisashi Nakahara, Norihito Umino, Akira Hasegawa

Journal of Geophysical Research: Solid Earth　117　(6)　2012年6月1日
出版者・発行元： Blackwell Publishing Ltd
DOI： 10.1029/2012JB009252 　

ISSN：2169-9356 2169-9313

eISSN：2169-9356
Testing Equipartition for S-Wave Coda Using Borehole Records of Local Earthquakes 査読有り

Hisashi Nakahara, Ludovic Margerin

BULLETIN OF THE SEISMOLOGICAL SOCIETY OF AMERICA　101　(5)　2243-2251　2011年10月

DOI： 10.1785/0120100353 　

ISSN：0037-1106
Radiative transfer of elastic waves in two-dimensional isotropic scattering media: Semi-analytical approach for isotropic source radiation 査読有り

Hisashi Nakahara, Kazuo Yoshimoto

EARTH PLANETS AND SPACE　63　(6)　459-468　2011年

DOI： 10.5047/eps.2011.03.006 　

ISSN：1880-5981
Direct observation of rupture propagation during the 2011 off the Pacific coast of Tohoku Earthquake (M-w 9.0) using a small seismic array 査読有り

Hisashi Nakahara, Haruo Sato, Takeshi Nishimura, Hiroyuki Fujiwara

EARTH PLANETS AND SPACE　63　(7)　589-594　2011年

DOI： 10.5047/eps.2011.06.002 　

ISSN：1343-8832
Maximum-Likelihood Method for Estimating Coda Q and the Nakagami-m Parameter 査読有り

Hisashi Nakahara, Eduard Carcole

BULLETIN OF THE SEISMOLOGICAL SOCIETY OF AMERICA　100　(6)　3174-3182　2010年12月

DOI： 10.1785/0120100030 　

ISSN：0037-1106
Sudden drop of seismic velocity after the 2004 M-w 6.6 mid-Niigata earthquake, Japan, observed with Passive Image Interferometry 査読有り

U. Wegler, H. Nakahara, C. Sens-Schoenfelder, M. Korn, K. Shiomi

JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-SOLID EARTH　114　(B6)　2009年6月

DOI： 10.1029/2008JB005869 　

ISSN：2169-9313

eISSN：2169-9356
Time-Lapse Changes of Seismic Velocity in the Shallow Ground Caused by Strong Ground Motion Shock of the 2000 Western-Tottori Earthquake, Japan, as Revealed from Coda Deconvolution Analysis 査読有り

Kaoru Sawazaki, Haruo Sato, Hisashi Nakahara, Takeshi Nishimura

BULLETIN OF THE SEISMOLOGICAL SOCIETY OF AMERICA　99　(1)　352-366　2009年2月

DOI： 10.1785/0120080058 　

ISSN：0037-1106

eISSN：1943-3573
SEISMOGRAM ENVELOPE INVERSION FOR HIGH-FREQUENCY SEISMIC ENERGY RADIATION FROM MODERATE-TO-LARGE EARTHQUAKES 査読有り

Hisashi Nakahara

ADVANCES IN GEOPHYSICS, VOL 50　50　401-426　2008年

DOI： 10.1016/S0065-2687(08)00015-0 　

ISSN：0065-2687
A systematic study of theoretical relations between spatial correlation and Green's function in one-, two- and three-dimensional random scalar wavefields 査読有り

Hisashi Nakahara

GEOPHYSICAL JOURNAL INTERNATIONAL　167　(3)　1097-1105　2006年12月

DOI： 10.1111/j.1365-246X.2006.03170.x 　

ISSN：0956-540X

eISSN：1365-246X
Temporal change in site response caused by earthquake strong motion as revealed from coda spectral ratio measurement 招待有り査読有り

Kaoru Sawazaki, Haruo Sato, Hisashi Nakahara, Takeshi Nishimura

GEOPHYSICAL RESEARCH LETTERS　33　(21)　2006年11月

DOI： 10.1029/2006GL027938 　

ISSN：0094-8276
Theoretical background of retrieving Green's function by cross-correlation: one-dimensional case 査読有り

Hisashi Nakahara

GEOPHYSICAL JOURNAL INTERNATIONAL　165　(3)　719-728　2006年6月

DOI： 10.1111/j.1365-246X.2006.02916.x 　

ISSN：0956-540X

eISSN：1365-246X
Strong ground motions recorded by a near-source seismographic array during the 16 August 2005 Miyagi-Ken-Oki, JAPAN, earthquake (Mw 7.2) 査読有り

Hisashi Nakahara, Kaoru Sawazaki, Nobumasa Takagi, Takeshi Nishimura, Haruo Sato, Hiroyuki Fujiwara

EARTH PLANETS AND SPACE　58　(12)　1555-1559　2006年

DOI： 10.1186/BF03352660 　

ISSN：1343-8832
波動場の空間相関とグリーン関数との関係のスローネス法に基づく導出：等方入射するランダムスカラー波の場合査読有り

中原恒

地震　59　(2)　159-166　2006年
出版者・発行元：日本地震学会
DOI： 10.4294/zisin.59.159 　

ISSN：0037-1114
Temporal changes in seismic velocity of the crust around Iwate volcano, Japan, as inferred from analyses of repeated active seismic experiment data from 1998 to 2003 査読有り

Takeshi Nishimura, Satoru Tanaka, Teruo Yamawaki, Hidekazu Yamamoto, Takashi Sano, Minemori Sato, Hisashi Nakahara, Naoki Uchida, Shuichiro Hori, Haruo Sato

Earth, Planets and Space　57　(6)　491-505　2005年
出版者・発行元： Springer Berlin
DOI： 10.1186/BF03352583 　

ISSN：1880-5981 1343-8832
Correlation distance of waveforms for closely located events - I. Implication of the heterogeneous structure around the source region of the 1995 Hyogo-Ken Nanbu, Japan, earthquake (M-w=6.9) 査読有り

H Nakahara

GEOPHYSICAL JOURNAL INTERNATIONAL　157　(3)　1255-1268　2004年6月

DOI： 10.1111/j.1365-246X.2004.02278.x 　

ISSN：0956-540X
Inversion of the high-frequency source radiation of M6.8 Avachinsky Gulf, Kamchatka, earthquake using empirical and theoretical envelope Green functions 査読有り

Anatoly G. Petukhin, Hisashi Nakahara, Alexander A. Gusev

Earth, Planets and Space　56　(9)　921-925　2004年
出版者・発行元： Springer Berlin
DOI： 10.1186/BF03352539 　

ISSN：1880-5981 1343-8832
Broadband source process of the 1998 Iwate prefecture, Japan, earthquake as revealed from inversion analyses of seismic waveforms and envelopes 査読有り

H Nakahara, T Nishimura, H Sato, M Ohtake, S Kinoshita, H Hamaguchi

BULLETIN OF THE SEISMOLOGICAL SOCIETY OF AMERICA　92　(5)　1708-1720　2002年6月

DOI： 10.1785/0120010161 　

ISSN：0037-1106

eISSN：1943-3573
岩手山における人工地震探査—観測および初動の読み取り—

田中聡, 浜口博之, 山脇輝夫, 西村太志, 植木貞人, 中道治久, 宮町宏樹, 筒井智樹, 松尾のり道, 及川純, 大湊隆雄, 宮岡一樹, 鬼澤真也, 森健彦, 相澤幸司, 中原恒, 堀修一郎, 佐藤俊也, 河野俊夫, 仁田交市

東京大学地震研究所彙報　78　(2)　121-143　2002年
出版者・発行元：東京大学地震研究所
DOI： 10.15083/0000032557 　

ISSN：0040-8972

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Seismic exploration using artificial sources was conducted at Usu volcano, Japan in November,2001 by 58 participants from nine national universities, Japan Meteorological Agency, Japan Nuclear Cycle Development, and Institute of Physical and Chemical Research to investigate subsurface seismic structures. The exploration was the eighth joint experiment under the National Project for Prediction of Volcanic Eruptions. A total of 288 temporal stations equipped with a 2Hz vertical component seismometer and a portable data logger were deployed in and around Usu volcano and Toya caldera. Dynamite shots with charges of 200-250kg were detonated at seven locations andseismic signals were successfully recorded. To reveal the P-wave velocity structure, first arrivaltimes were picked from the seismograms and 1877 useful arrival times are listed in this paper. From the record sections and the arrival time data, characteristics reflecting the geological structure of the experimental area were identified.
1998年岩手県内陸北部地震前後の地震波速度変化査読有り

内田直希, 西村太志, 吉本和生, 中原恒, 佐藤春夫, 大竹政和, 田中聡, 浜口博之

地震2　55　(2)　193-206　2002年
出版者・発行元：日本地震学会
DOI： 10.4294/zisin1948.55.2_193 　

ISSN：0037-1114
Scattering attenuation and intrinsic absorption using uniform and depth dependent model - Application to full seismogram envelope recorded in Northern Chile 査読有り

M Hoshiba, A Rietbrock, F Scherbaum, H Nakahara, C Haberland

JOURNAL OF SEISMOLOGY　5　(2)　157-179　2001年4月

DOI： 10.1023/A:1011478202750 　

ISSN：1383-4649
Seasonality of great earthquake occurrence at the northwestern margin of the Philippine sea plate 査読有り

M Ohtake, H Nakahara

PURE AND APPLIED GEOPHYSICS　155　(2-4)　689-700　1999年8月

DOI： 10.1007/s000240050283 　

ISSN：0033-4553
Spatial distribution of high-frequency energy radiation on the fault of the 1995 Hyogo-Ken Nanbu, Japan, earthquake (M-W 6.9) on the basis of the seismogram envelope inversion 査読有り

H Nakahara, H Sato, M Ohtake, T Nishimura

BULLETIN OF THE SEISMOLOGICAL SOCIETY OF AMERICA　89　(1)　22-35　1999年2月

ISSN：0037-1106
1998年9月3日岩手県内陸北部の地震(M6.1)の断層近傍で記録された強震動

中原恒, 西村太志, 佐藤春夫, 大竹政和, 木下繁夫, 三浦哲, 植木貞人, 浜口博之

月刊地球　239　(5)　322-326　1999年
出版者・発行元：海洋出版
ISSN：0387-3498
A07 岩手山での強震観測データに基づくモーメントテンソル解析(序報)

中原恒, 西村太志, 木下繁夫, 佐藤春夫, 大竹政和, 三浦哲, 植木貞人, 浜口博之

日本火山学会講演予稿集　1998　7-7　1998年
出版者・発行元：特定非営利活動法人日本火山学会
DOI： 10.18940/vsj.1998.2.0_7 　
Seismogram envelope inversion for the spatial distribution of high-frequency energy radiation from the earthquake fault: Application to the 1994 far east off Sanriku earthquake, Japan 査読有り

H Nakahara, T Nishimura, H Sato, M Ohtake

JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-SOLID EARTH　103　(B1)　855-867　1998年1月

DOI： 10.1029/97JB02676 　

ISSN：2169-9313

eISSN：2169-9356
Synthesis of scattered energy density for nonspherical radiation from a point shear dislocation source based on the radiative transfer theory 査読有り

H Sato, H Nakahara, M Ohtake

PHYSICS OF THE EARTH AND PLANETARY INTERIORS　104　(1-3)　1-13　1997年11月

DOI： 10.1016/S0031-9201(97)00050-2 　

ISSN：0031-9201
1996年8月11日秋田・宮城県付近の地震について

海野徳仁, 堀内茂木, 山本明, 松澤暢, 日野亮太, 田中聡, 岡田知己, 橋本恵一, 堀修一郎, 河野俊夫, 仁田交市, 小野寺充, 中村綾子, 浅野陽一, 佐竹義美, 吉本和生, 中原恒, 早川俊彦, 長谷川昭, 小菅正裕, 渡辺和俊, 高野活子, 佐藤仙一, 根本信, 松岡英俊, 長谷見晶子, 佐々木克憲, 宮森まゆみ, 田中健也, 三浦英俊, 伊東明彦, 伊藤喜宏, 飯島健徳, 渡辺浩之, 小原一成, 木村尚紀, 野口伸一, 青井真, 笠原敬司

東北地域災害科学研究報告　33　17-25　1997年4月
人工地震探査による霧島火山群の地震波速度構造 : はぎとり法による解析査読有り

筒井智樹, 西村裕一, 鐘山恒臣, 三ヶ田均, 森田裕一, 松島健, 井口正人, 及川純, 山岡耕春, 熊谷博之, 宮町宏樹, 渡辺了, 西村太志, 高木朗充, 山本圭吾, 浜口博之, 岡田弘, 前川徳光, 大島弘光, 植木貞人, 橋本恵一, 仁田交一, 茂原諭, 中道治久, 汐見勝彦, 中原恒, 青木重樹, 青地秀雄, 井田喜明, 渡辺秀文, 鬼澤真也, 長田昇, 行田紀也, 辻浩, 山口勝, 増谷文雄, 西富一平, 井上智広, 伊藤渉, 奥田隆, 宮島力雄, 柴田元衛, 鬼頭直, 鶴我佳代子, 前田実利, 清水洋, 松尾ノリ道, 馬越孝道, 内田和也, 奥村貴史, 柴田学, 須藤靖明, 吉川慎, 山田年広, 森健彦, 松本良浩, 高山鐡朗, ヘンドラストムハマッド, 平野舟一郎, 八木原寛, 上野寛, 石原和彦, 森博一, 平林順一, 大場武, 野上健治, 森俊哉, 佐藤雅規, 富永貞男

火山　41　(5)　227-241　1996年
出版者・発行元：特定非営利活動法人日本火山学会
DOI： 10.18940/kazan.41.5_227 　

ISSN：0453-4360

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Seismic velocity structures beneath Kirishima volcanoes are estimated down to 3 km from the surface with the differential analysis of refraction from the explosion experiment. Three layers are interpreted in the central and northern part of the volcanoes and two layers are interpreted in the southern part of the volcanoes. Through the northern and middle part of the volcanoes, the first layer whose velocity is 2.1 km/s is almost constant thickness of 0.5 km. The second layer whose velocity is 3.6 km/s is 0.5 km thickness at the end of the northern volcanoes and thicken northwestward into 3 km thickness. The third layer whose velocity is 5.8 km/s is estimated. In the southern part of the volcanoes, all velocities are higher than those of the northern or middle part. Several features appear in the profiles; a discontinuity around Takachiho-gawara in the south part of the volcanoes, north-westward declination of the third layer as a basement, and no low velocity zone beneath recent active craters down to 3 km depth. These results are consistent with the results of Magnetotelluric survey.

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MISC 14

Comment on ‘Rayleigh-wave H/V ratio measurement from ambient noise cross-correlations and its sensitivity to Vp: a numerical study’ by Malkoti et al

Matthew M. Haney, Hisashi Nakahara

Geophysical Journal International　234　(3)　1970-1972　2023年9月

DOI： 10.1093/gji/ggad180 　

ISSN： 0956-540X

eISSN： 1365-246X
地震波干渉法その２応用

中原恒

地震　68　125-133　2015年11月

DOI： 10.4249/zisin.68.125 　

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筆頭
地震波干渉法その１歴史的経緯と原理

中原恒

地震　68　(4)　75-82　2015年9月28日
出版者・発行元：公益社団法人日本地震学会
DOI： 10.4294/zisin.68.75 　

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筆頭
地震波干渉法により減衰構造を求めるための理論的背景

中原恒

地震. 2輯　65　(3)　243-249　2013年1月31日
出版者・発行元：日本地震学会
ISSN： 0037-1114
「地震学夏の学校2009」総合報告

矢部康男, 伊藤喜宏, 内田直希, 太田雄策, 中島淳一, 中原恒, 山本希

日本地震学会ニュースレター : News letter　21　(4)　4-5　2009年11月10日

ISSN： 0919-5319
2005年8月16日宮城県沖の地震 (M_w7.2) の高周波震源過程解析

中原恒

2005年8月16日に発生した宮城県沖の地震に関する調査研究　2006年
2003年5月26日宮城県沖の地震(MJ7.0)の高周波エンベロープインバージョン解析 (総特集 2003年宮城県沖地震)

中原恒

月刊地球　27　(1)　39-43　2005年1月
出版者・発行元：海洋出版
ISSN： 0387-3498
「2004年地震学夏の学校」総合報告

中島淳一, 中原恒

日本地震学会ニュースレター　16　(4)　3-6　2004年11月10日

ISSN： 0919-5319
Broad-Band Source Process Dedeuced by Inversion of Low-Frequency Waveforms and High-Frequency Seismogram Envelopes: The M6.1 Earthquake of September 3, 1988 in Iwate, Japan (Abstract)

Nakahara Hisashi, Nishimura Takeshi, Sato Haruo, Ohtake Masakazu, Shigeo Kinoshita, Hamaguchi Hiroyuki

The science reports of the Tohoku University. Fifth series, Tohoku geophysical journal　36　(2)　271-271　2001年9月
出版者・発行元： Faculty of Science, Tohoku University
ISSN： 0040-8794
「短波長不均質構造とその波動論的作用」研究会に参加して

中原恒

日本地震学会ニュースレター　10　(6)　19-20　1999年3月1日

ISSN： 0919-5319
深さ依存型速度構造におけるエンベロープグリーン関数を用いた1995年兵庫県南部地震の高周波輻射領域インバージョン

早川俊彦, 中原恒, 佐藤春夫, 大竹政和

日本地震学会講演予稿集 = Programme and abstracts, the Seismological Society of Japan　1998　(2)　1998年10月9日
「地震波探査における散乱波処理法についての研究会」に参加して

中原恒

日本地震学会ニュースレター　9　(3)　30-31　1997年9月10日

ISSN： 0919-5319
「1996年地震学夏の学校」総合報告

渡辺和俊, 矢部康男, 中原恒, 長尾栄広, 藤原賢也, 早川俊彦, 飯島健徳, 森田隆生, 矢部康男

日本地震学会ニュースレター　8　(4)　10-18　1996年11月10日

ISSN： 0919-5319
Source Process of the 1994 Far East Off Sanriku Earthquake, Japan, as Inferred from a Broad-Band Seismogram

Nishimura Takeshi, Nakahara Hisashi, Sato Haruo, Ohtake Masakazu

The science reports of the Tohoku University. Fifth series, Tohoku geophysical journal　36　(4)　121-134　1996年
出版者・発行元： Faculty of Science, Tohoku University
ISSN： 0040-8794

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講演・口頭発表等 58

経験的モード分解に基づき測定された強震動パルスの卓越周期の特徴

松穗瑛人, 中原恒

日本地震学会2024年度秋季大会　2024年10月22日
拡散波動場における歪成分へのエネルギー分配 (3)

中原恒

日本地震学会2024年度秋季大会　2024年10月22日
複素主成分分析を用いたDASで記録された吾妻山火山性地震の震源決定

西村太志, 森作史哉, 中原恒, 山本希, 三浦哲, 江本賢太郎

日本火山学会2024年度秋季大会　2024年10月17日
桜島 DAS により観測された土石流に伴う地盤振動波形データの振幅および位相解析

田口貴美子, 西村太志, 中原恒, 廣瀬郁, 中道治久, 江本賢太郎, 濱中悟

日本火山学会2024年度秋季大会　2024年10月17日
長谷川誉久・西村太志・中原恒・廣瀬郁・田口貴美子・中道治久・江本賢太郎・濱中悟

長谷川誉久, 西村太志, 中原恒, 廣瀬郁, 田口貴美子, 中道治久, 江本賢太郎, 濱中悟

日本火山学会2024年度秋季大会　2024年10月16日
2024年能登半島地震によるAN-netの強震動記録のアレイ解析

中原恒, 関根秀太郎

日本地球惑星科学連合2024年大会　2024年5月28日
光ファイバーの屈曲点付近のDASデータを用いた2次元歪テンソルの推定

中原恒, 西村太志, 田口貴美子, 廣瀬郁, 矢武克啓, 中道治久, 江本賢太郎, 濱中悟

日本地球惑星科学連合2024年大会　2024年5月27日
経験的モード分解に基づく断層近傍の強震動パルスの抽出： 2023年トルコ・シリア地震(Mw7.8)の解析

松穗瑛人, 中原恒

日本地球惑星科学連合2024年大会（千葉市, 2024年5月26日-5月31日）　2024年5月27日
DAS記録に含まれる交通振動を用いた国道47号線沿道の浅部地震波速度構造の推定

矢武克啓, 中原恒, 江本賢太郎, 西村太志

日本地球惑星科学連合2024年大会　2024年5月27日
拡散波動場における歪成分へのエネルギー分配 (2)

中原恒, 江本賢太郎

日本地震学会2023年度秋季大会　2023年11月1日
拡散波動場における歪成分のエネルギー分配 (1)

中原恒

日本地球惑星科学連合2023年大会　2023年5月21日
変位記録とDASの軸歪記録との相互相関の定式化

中原恒, Haney Matthew

日本地震学会2022年度秋季大会　2022年10月25日
東北地方における3成分回転地震計を用いた地震動の回転成分の観測

中原恒, 山本希, 熊木健人, 池谷拓馬, 高木涼太, 江本賢太郎, 西村太志

日本地球惑星科学連合2022年大会　2022年5月31日
AN-netで得られた近地地震記録の解析と数値モデリング

中原恒, 関根秀太郎

日本地震学会2021年度秋季大会　2021年10月15日
Formulation of the SPAC method for strain, rotation, and tilt

Hisashi Nakahara

IAGA-IASPEI Joint Scientific Assembly 2021　2021年8月22日
歪や回転の相互相関関数とグリーン関数との関係表面波の場合

中原恒

日本地球惑星科学連合2021年大会　2020年6月5日
DASによる歪記録に対するSPAC的表現の解析的導出

中原恒, 江本賢太郎, 西村太志

日本地震学会2020年度秋季大会　2020年10月30日
光ファイバーとDASの記録を用いた吾妻山の火山性地震の震源決定

西村太志, 江本賢太郎, 中原恒, 三浦哲, 山本希, 杉村俊輔, 植田尚大, 石川歩, 木村恒久

JpGU - AGU Joint Meeting 2020
Estimation of the spatial distribution of Qs values beneath the Kii Peninsula, Japan by the twofold spectral ratio method

寒河江皓大, 中原恒, 西村太志, 今西和俊

JpGU - AGU Joint Meeting 2020
2次元1次等方散乱モデルに基づくDASによるエンベロープのモデリング

中原恒, 江本賢太郎, 西村太志

JpGU - AGU Joint Meeting 2020　2020年7月
地震波速度変化の統計的特徴（3）

中原恒

日本地震学会2019年秋季大会　2019年9月
Statistical Characteristics of Observed Seismic Velocity Changes

2019年7月
データ同化に基づく地中地震記録を用いた地表地震動の予測（２）

石原正也・中原恒

日本地球惑星科学連合2019年大会　2019年5月
地震計アレイデータの逆投影による紀伊半島下の深部低周波微動の震源決定

寒河江皓大・中原恒・西村太志・今西和俊

日本地球惑星科学連合2019年大会　2019年5月
一般化パレート分布に基づく強震動加速度記録の解析

中原恒

日本地球惑星科学連合2019年大会　2019年5月
データ同化に基づく地中地震記録を用いた地表地震動の予測

石原正也, 中原恒

日本地震学会2018年秋季大会　2018年10月9日
地中と地表における地震記録のデコンボリューションの微分波形

柴田剛, 中原恒

日本地震学会2018年秋季大会　2018年10月9日
MUSIC 法を用いた紀伊半島周辺の深部低周波微動のアレイ解析

寒河江皓大, 中原恒, 西村太志, 今西和俊

日本地震学会2018年秋季大会　2018年10月9日
地震波速度変化の統計的特徴（2）

中原恒

日本地震学会2018年秋季大会　2018年10月9日
レイリー波コーダのデコリレーションを用いた浅い実体力源間の距離の推定

中原恒, 高野智也, 高木涼太, 江本賢太郎

日本地球惑星科学連合2018年大会　2018年5月24日
Estimation of scattering and intrinsic absorption parameters using envelopes of ambient seismic noise cross-correlation functions

廣瀬郁, 中原恒, 西村太志

日本地球惑星科学連合2018年大会　2018年5月20日
KiK-net記録のデコンボリューション解析による地盤のS波速度・減衰構造の推定

柴田剛, 中原恒

日本地球惑星科学連合2018年大会　2018年5月20日
地震波速度変化の統計的特徴

中原恒

日本地震学会2017年秋季大会　2017年10月26日
Approximate vector sensitivity kernels of coda waves to seismic velocity changes based on the scalar single isotropic scattering model 国際会議

H. Nakahra, K. Emoto

IASPEI General Assembly　2017年7月30日

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本人
コーダ波のデコリレーションの近似ベクトル感度カーネル：2次元1次散乱の場合

中原恒, 江本賢太郎

日本地球惑星科学連合2017年大会　2017年5月20日

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本人
地震波速度変化に対するコーダ波のベクトル感度カーネルの定式化：3次元1次等方散乱の場合

中原恒, 江本賢太郎

日本地震学会2016年秋季大会　2016年10月5日

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本人
地震波速度変化に対するコーダ波の感度カーネルの定式化：ベクトル波への拡張（1）

中原恒, 江本賢太郎

日本地球惑星科学連合2016年大会　2016年5月22日

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本人
K-NETデータを利用した浅部地盤構造の時間変化の検出

中原恒

日本地球惑星科学連合2016年大会　2016年5月22日

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本人
地震波速度変化に対するコーダ波の感度カーネル：3次元スカラー波1次散乱モデルに基づく導出

日本地震学会2015年秋季大会　2015年10月26日
Detecting seismic velocity changes at Sakurajima volcano, Japan, by seismic interferometry 国際会議

T. Hirose, H. Nakahra, T. Nishimura

IASPEI General Assembly　2015年6月23日

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本人
Point spread functions for earthquake source imaging: Connection with seismic interferometry 国際会議

H. Nakahara, M. Haney

IASPEI General Assembly　2015年6月23日

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本人
内陸の大・中地震による短周期地震波エネルギー輻射の特徴

日本地球惑星科学連合2015年大会　2015年5月24日

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本人
コーダ波干渉法と地震波干渉法の併用により検出した桜島の地震波速度構造の時間変化

廣瀬郁, 中原恒, 西村太志

日本地球惑星科学連合2015年大会　2015年5月24日

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本人
コーダ波の自己相関解析による浅部地盤構造の時間変化の検出 K-NETデータへの適用

日本地震学会2012年秋期大会　2012年10月
減衰性媒質におけるSPAC法の定式化

日本地震学会2012年秋期大会　2012年10月
コーダ波の自己相関解析による浅部地下構造の時間変化の検出

日本地球惑星科学連合2012年大会　2012年5月
2011年東北地方太平洋沖地震(M9.0)の短周期エンベロープ・インバージョン解析

日本地震学会2011年秋期大会　2011年10月12日
小口径強震計アレイで観測された2011年東北地方太平洋沖地震（Mw9.0）の破壊伝播

佐藤春夫, 西村太志, 藤原広行

日本地球惑星科学連合2011年大会　2011年5月22日
ボアホール地震波形記録を用いたS波コーダにおけるエネルギー等分配の検証

Ludovic Margerin

日本地球惑星科学連合2011年大会　2011年5月22日
2次元等方散乱媒質における弾性波の輻射伝達

吉本和生

日本地震学会2010年秋季大会　2010年10月27日
A test of the equi-partition hypothesis for S-wave coda using borehole records of local earthquakes 国際会議

2010 The Meeting of the Americas　2010年8月
仲上m分布に基づく地震波エンベロープのゆらぎの測定

日本地球惑星科学連合2010年大会　2010年5月
最尤法に基づくコーダQと仲上のm値の推定法

日本地震学会2009年秋季大会　2009年10月
エネルギー分配の観点からみたS波コーダの粒子軌跡(3)

日本地球惑星科学連合2009年大会　2009年5月
Semblance for three-component data of small seismic arrays 国際会議

IASPEI General Assembly　2009年1月
Three-component semblance analysis for small seismic arrays 国際会議

ASC General Assembly　2008年11月
エネルギー分配の観点からみたS波コーダの粒子軌跡(2)

日本地球惑星科学連合2008年大会　2008年5月
Estimation of spatio-temporal changes of seismic scattering property associated with the 2008 Iwate-Miyagi Nairiku earthquake from sparse modeling of seismic ambient noise CCFs

廣瀬郁・中原恒・西村太志・Michel Campillo

日本地球惑星科学連合2019年大会

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共同研究・競争的資金等の研究課題 22

地震波干渉法とエネルギー分配競争的資金

制度名：The Other Research Programs

2007年4月～継続中
高周波地震波エネルギーの生成と伝播に関する研究競争的資金

1994年4月～継続中
DASによる歪地震動に関する理解の深化と浅部地下構造推定手法の開発

2023年4月～ 2026年3月
超高密度多点地震観測と高精度映像分析による爆発的噴火ダイナミクスの解明

西村太志, 中原恒, 田口貴美子, 中道治久, 村田健史, 長妻努, 小園誠史, 江本賢太郎

2022年4月1日～ 2025年3月31日
光ファイバ通信ケーブルが拓く新しい活断層調査と構造のリアルタイムモニタリング

宮澤理稔, 中原恒, 辻健

2021年7月9日～ 2023年3月31日

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研究実施前の令和２年度末に、京都大学防災研究所と近地地方整備局京都国道事務所との間で、防災研究目的に京都国道事務所の管理する光ファイバーケーブルを、DAS技術により測定する事に関する覚書を締結した。この覚書に基づき、本年度は2021年8月23日から同9月24日までの33日間、光ファイバーケーブルの測定を行った。区間については、京都駅前の京都国道事務所から、北西方向の丹波IC辺りまでの主に国道９号沿いの約50kmである。約5m毎に約41m長のケーブルの伸縮を測定する条件で行ったが、これは50kmの光ケーブルに対して9788か所もの測定に対応する。時間サンプリングも500 Hzと高分解能で行った。このため測定記録は一日あたり0.9TBにも及んだ。観測期間中はほぼ欠測なく記録が得られた。また並行観測のため、国道9号沿いの老ノ坂スノーステーション付近に固有周期2 Hzの三成分短周期地震計を設置して、地表の振動を連続観測した。測定結果は精査中である。大型車の移動による振動、橋梁の振動、トンネルの振動などが明瞭に捉えられたほか、日中と夜間の交通ノイズレベルの差も見られた。最も遠い約50km先においてもレーザー光が充分届いており、振動が測定できていたことが確認された。ケーブルのジオメトリを明らかにするために、交差点や構造物などに起因する特徴的な信号を目印に、どのチャネルがどの箇所を測定しているのかを調査した。また期間中に観測されていた地震の波形を調べた。ケーブルが敷設されている丹波地域で発生した微小地震が数多くとらえられていたほか、約300km離れた能登半島で発生したM5.1の地震も観測されていた。
光ファイバーケーブルを用いた高密度観測による構造推定：活断層から微小亀裂まで

江本賢太郎, 中原恒

2020年4月1日～ 2023年3月31日

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光ファイバーケーブルを用いたDAS（Distributed Acoustic Sensing）により，微細な不均質構造を明らかにするために解析を進めた．計測機材のスケジュールの都合により，DAS観測実施が年度末の３月後半になったため，本年度も引き続き，別予算で行なった既存のDAS記録を用いた解析と理論・数値シミュレーションを中心とした研究をおこなった．既存のDAS記録は国道4号沿いに国土交通省が敷設した光ファイバーケーブルを用いたものであり，全長50km，測定間隔5m，合計約10,000チャンネルという超高密度データである．交通ノイズの少ない深夜に発生した6個の地震時の記録を用いて，その振幅分布から地盤増幅特性を推定した．2-4Hzの帯域で推定した増幅率と，防災科学技術研究所が公開している250m分解能の増幅率の間には高い相関が見られた．DASでの推定は5m間隔という高密度で行え，細かい変動パターンが見られるが，これがケーブルと地面のカップリングの影響なのか，真に微細な地盤増幅率の空間分布を反映しているのかはさらなる精査が必要である．また，DAS観測で得られるのは歪速度という従来の地震計で得られる速度とは異なる次元の物理量である．そのため，微細不均質による影響の受け方も異なり，空間微分量である歪速度の方が，微細不均質に敏感であると考えられる．そのため，微細不均質による地震波伝播への影響を評価するマルコフ近似理論を，歪速度に対応したモデルへと拡張を行なった．これにより，DAS記録における微細不均質の寄与を定量的に明らかにすることが可能になるとともに，従来の手法を単純に拡張するだけでは歪速度に対応できないことを示した．
地殻構造のランダム不均質性による地震波の振幅の揺らぎに関する研究

吉本和生, 武村俊介, 中原恒

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

研究機関：Yokohama City University

2018年4月1日～ 2021年3月31日

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本研究では、地殻構造の短波長ランダム不均質性に起因する地震波の振幅の揺らぎ（ばらつき）の特徴を、観測データの解析、数理散乱モデルの構築、数値シミュレーションに基づいて探究する。また、その研究成果を踏まえ、強震動予測における最大地動振幅評価の不確定性を見積もる。具体的には、高感度地震観測網（Hi-net）により浅発地震の波形記録が大量に集積されている西南日本を研究対象地域とし、観測記録の解析から地震波の振幅のばらつきの特徴を明らかにする、地殻構造の短波長ランダム不均質性の特徴を推定する、地震波の振幅のばらつきを評価する数理散乱モデルを構築する、３次元地震動シミュレーションに基づいて観測結果の再現を試みるとともに震源近傍の地震波の振幅のばらつきを推定する、最大地動振幅の予測に使用されている距離減衰式の不確定性を評価することなどを目指す。当該年度は、中国地方の地殻内を伝播する高周波数（1 Hz以上）のP波およびS波の振幅のばらつきの周波数・震源距離依存性について検討するために、ダブルカップル型点震源を用いた地震動シミュレーションに基づいて、P波とS波の振幅のばらつきの周波数・距離依存性の方位角による変化を定量的に評価した。地震動シミュレーションには海洋研究開発機構の地球シミュレータを使用した。高周波数の地震波の振幅のばらつきの大きさは、強震動予測における予測精度と密接に関係することから、近年になって周波数・距離依存性についての定量的な評価が必要とされている。
コーダ波干渉法の高度化に関する基礎研究

中原恒, 江本賢太郎

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

研究機関：Tohoku University

2016年4月1日～ 2020年3月31日

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地震波干渉法により求められた平常時の地震波速度変化が従う統計的分布を調べた．日本全国のHi-net観測点を用いて得られたデータを解析したところ，すべてのデータにガウス分布がよくあてはまることが分かった．そのため，昨年度切断レイリー分布となることが分かった桜島が特殊であることが分かった．ノイズに埋もれた小規模な火山性地震や微動などが影響している可能性がある．コーダ波干渉法で地震波速度変化や散乱特性の変化の時空間変化を求める際に用いる感度カーネルの計算には，媒質の散乱係数と内部減衰係数が必要である．従来は周辺で発生した自然地震や人工地震のデータを用いて，これらのパラメタを推定していた．我々は，地震波干渉法に基づく雑微動の相互相関のデータを使用して，地震のデータを用いなくてもよい手法を新たに開発した．相互相関の計算の際にTemporal flatteningという規格化を用いることが重要であることが分かった．この成果は，Hirose et al. (2019)にまとめられた．コーダ波干渉法に基づき，コーダ波のデコリレーションを用いて，2つの震源間の距離を推定する手法のモデル化に，自由表面の影響を取り入れることに成功した．具体的には，3次元半無限均質媒質を考え，特に浅い実体力源に対するレイリー波を考慮した．その結果，レイリー波のコーダのデコリレーションから実体力源間の水平方向の距離を推定できることが明らかになった．火山の爆発地震や核実験等に利用できる可能性がある．地球シミュレータを用いて，3次元の巨大なランダム不均質媒質に対して波動伝播の有限差分法シミュレーションを行い，コーダ部分まで精度のよい波動場を計算した．これを基準として，エンベロープ計算手法の検証を行い，理論モデルの妥当性を示した．この成果は，Emoto and Sato (2018)にまとめられた．
大規模堆積盆地の長周期地震動の形成作用に関する研究

吉本和生, 中原恒

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

研究機関：Yokohama City University

2015年10月21日～ 2018年3月31日

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中・大地震により関東堆積盆地において励起された長周期地震動（周期4～10秒）の大きさと卓越周期の特徴を調べた。その結果、上下動と水平動のフーリエスペクトルを比較すると、水平動のほうが振幅が大きく卓越周期が長い特徴がみられた。この結果は、解析した長周期地震動についてはLove波が支配的であることを示唆する。また、房総半島の中央部では卓越周期が長くなる現象がみられた。関東堆積盆地の地震波速度構造モデル（SBVSM）を用いた長周期地震動シミュレーションでは、観測された長周期地震動の振幅と包絡線形状を概ね再現できることが確認された。
断層近傍における強震観測に基づく地震断層破壊過程の研究競争的資金

1998年4月～ 2017年3月
地震波干渉法を用いた地震波速度時間変化の検出の高度化と物理的解釈

中原恒

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

研究機関：Tohoku University

2012年4月1日～ 2015年3月31日

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本研究では，地震波干渉法による地震波速度変化の検出を安定化するために，観測点間の相互相関，単独点の自己相関，単独点の異成分間の相互相関を併用した手法を開発し，実データに適用した．得られた地震波速度変化から，2008年岩手宮城内陸地震，2011年東北地方太平洋沖地震に伴う階段関数的な変化，その後の余効的な変化，そして年周変化を分離することに成功した．地震に伴う変化は強震動による浅部地盤の損傷とその回復による可能性が高い．年周変化は地下水位の変化と関連しているのかもしれない．
地球潮汐と地震波干渉法を利用した地殻浅部地震波速度の応力依存性に関する研究

西村太志, 田中佐千子, 太田雄策, 中原恒

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

研究種目：Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

研究機関：Tohoku University

2012年4月1日～ 2014年3月31日

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浅部地盤の地震波速度が応力（歪み）によってどの程度変化するかを調べるために、ほぼ半日周期で地球を膨張・収縮させる地球潮汐を利用した。膨張時期と収縮時期に２観測点間を伝播する地震波を常時微動の相互（自己）相関関数解析から抽出し、両時期の比較から地震波速度の変化を求めた。岩手山東麓の小アレー地震観測のデータを解析した結果、周波数帯1-2Hzにおいて、収縮時期に対して膨張時期の地盤の地震波速度は0.18±0.05%減少すること、速度変化の歪み感度は7x10^4 /strainであることが明らかとなった。また、東北地方のHi-net観測点の2-4Hz帯のデータからほぼ同様の歪み感度が求められた。
低消費電力強震動観測システムの開発と地震波干渉法による大深度地盤構造の推定

吉本和生, 中原恒, 佐藤比呂志

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

研究機関：Yokohama City University

2011年～ 2013年

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本研究では，小型・低消費電力の強震動観測システムの開発，地震波形データ取得のための地震観測，波形データの解析による関東平野の大深度地盤構造の推定，及び大規模な堆積盆地構造と長周期地震動の関係に関する以下の研究を実施した．①乾電池で動作する小型・低消費電力の強震動観測システムを製作した．②関東平野北東部の計11地点での臨時地震観測を実施した．③地震波干渉法により地下構造の時間変化を検出した．④地震波干渉法に基づいて近地地震波形を解析し，地震基盤までの地盤構造を詳しく推定した．また，大深度地盤構造モデルを構築し，関東平野北部における長周期地震動（ラブ波）の励起の特徴の説明に成功した．
2011年東北地方太平洋沖地震に関する総合調査

篠原雅尚, 藤本博己, 金田義行, 小平秀一, 平田賢治, 村井芳夫, 植平賢司, 八木原寛, 佐竹健治, 谷岡勇市郎, 今村文彦, 高橋智幸, 纐纈一起, 堀宗朗, 安田進, 源栄正人, 小長井一男, 佐藤愼司, 風間基樹, 境有紀, 日野亮太, 佐藤利典, 塩原肇, 石山達也, 岡村眞, 都司嘉宣, 中原恒, 本多亮, 浅野公之, 高橋良和, 後藤浩之, 盛川仁

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究機関：The University of Tokyo

2011年～ 2011年

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東北地方太平洋沖地震の震源域に、平成22年度に、設置した自己浮上式海底地震計を回収し、本震直後の正確な余震の空間分布を明らかにし、引き続き、海底地震観測を継続し、その後の地震活動を明らかにした。海底地殻変動観測により、地震前後の海底地殻変動の時空間変化を求めた。反射法構造調査により、震源域の正確な堆積層の厚さなどを明らかにした。現地調査により、津波被害の実態を解明し、断層面上のすべりの空間分布を求めた。地震動によって被害を受けた構造物等の状況を把握し、都市防災の観点から広域的な調査を行った。
アスペリティの動的破壊過程と短周期地震波発生に関する研究

加藤尚之, 宮武隆, 中原恒

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

研究機関：The University of Tokyo

2008年～ 2010年

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断層面上の非地震性すべりによるアスペリティ周囲での応力集中がアスペリティの破壊過程に及ぼす影響を数値シミュレーションにより調べた.非地震性すべりによる応力集中が破壊の発生を促進するため,アスペリティ破壊の際の平均的応力降下量は比較的小さくなることがわかった.これは,プレート内地震とプレート境界地震の応力降下量の違いの原因と考えられる.また,アスペリティ端の応力集中の効果により,地震の平均的応力降下量は破壊エネルギーや臨界すべり量に依存することが明らかになった.円形アスペリティの動的破壊過程の数値シミュレーションの結果,破壊は応力集中しているアスペリティ周囲の1点から始まり,周囲を伝播して,最後に残った1点が破壊して終わることがわかった.最後の1点の破壊は強いパルス的なすべりを発生させ,短周期成分に富む地震波を生成することが示された.エンベロープインバージョンにより短周期地震波放射特性の空間分布を調べた結果を取りまとめ,短周期地震波エネルギーに関して,スケーリング則,周期依存性,地域依存性を明らかにした.
地震波干渉法による強震動記録を用いた大深度地盤構造の推定

吉本和生, 木下繁夫, 中原恒, 佐藤比呂志

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

研究機関：Yokohama City University

2008年～ 2010年

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強震動記録を利用した大深度地盤構造の探査に関わる研究を実施した.具体的には,基礎研究として,地震波伝播に関して,2次元散乱媒質中におけるP波及びS波の伝播の研究,S波減衰とリソスフェアの短波長不均質性に関する研究,非定常射線分解法に関する研究を行った.また,これらの研究成果を踏まえて,地震波干渉法による強震動記録の解析から大深度の地盤応答関数が安定して評価できることを実証し,大規模に堆積層が発達した関東平野において大深度地盤構造を推定した.
地震波干渉法の理論的背景に関する研究と浅層地盤探査への応用

中原恒

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

研究種目：Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

研究機関：Tohoku University

2008年～ 2010年

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従来の地震学においては,地球内部の不均質構造により生成される多重散乱波は「ノイズ」として除去されることが多かった.しかし近年,地震波干渉法と呼ばれる手法が出現して以降,これらは「ノイズ」ではなく極めて有益な「信号」であることが理解されつつある.本研究では,多重散乱波と地震波干渉法に関する基礎的な理解を深めるとともに,それを用いた浅層地盤構造の推定手法の構築と適用,さらに地盤構造の時間変化の検出に成功し,多重散乱波と地震波干渉法の有効性を一層高めることができた.
地震発生前後の地殻構造の時間変化の関する観測的研究

西村太志, 中原恒, 田中聡, 佐藤春夫, 中村綾子, 山本英和

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：Tohoku University

2001年～ 2003年

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本研究では,地震発生場の準備・発生・余効過程を力学的に理解するために,断層周辺の地殻構造の時空間的な変化を,1998年9月3日に岩手山の南西部で発生したM6.1の地震を対象として,人工地震実験及び自然地震観測により得られた地震波形記録の解析から推定した.2001年から2003年に繰り返し実施された人工地震実験により励起された地震波にクロススペクトル法を適用し,地震発生から約6年間の断層周辺域の地震波速度の変化量を推定した.その結果,1998年の岩手山南部地震の発生直前直後に最大1.5%低下した地震波速度が2002年までの約4年間でその半分の約0.7%に回復していることが明らかとなった.また,2002年から2003年にかけては,再び約0.2%の地震波速度が低下したことが断層近傍の観測点で検知された.これは2003年6月に発生した秋田駒ヶ岳及び岩手山の活動による影響であると推察された.1995年から2001年に太平洋プレートの沈み込み帯で発生する相似地震を繰り返し同じ振動を励起する地震源とし,東北地域に展開されている東北大学地震・噴火予知観測センターの定常地震観測網の波形記録を解析した.観測期間の異なる時期に発生した2つの相似地震の相関係数を調べた結果,岩手山近傍の複数の観測点で,0.9以上を示していた相関係数が,M6.1の地震発生前後と岩手火山活動が活発であった1998年頃に,0.6-0.9という小さい値をとることがわかった.断層や火山から遠い観測点では,相関係数は常に0.95前後を示していることから,この相関係数の低下は,地震・火山活動に伴い,浅部地殻構造が微妙に変化していると推定された.
地球の不均質構造に起因する地震波の散乱とエンベロープ形成に関する研究

佐藤春夫, 中原恒, 吉本和生

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

研究機関：Tohoku University

2000年～ 2001年

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地殻から上部マントルにかけての深さ100km程度までの領域では,地震波伝播速度や密度の構造がいわゆる成層構造とは異なって強い不均質が存在すると考えられている.本研究では,ランダム不均質性が存在する構造の中を伝わる実体波や表面波のエンベロープを,波動論および輻射伝達理論に基づいて導出する.また,観測される地震波形のエンベロープから不均質構造のスペクトル推定を試みる.平成12-13年度の研究成果を以下に記す. 1.波動場の2次モーメントに対する確率統計的方程式を出発点とするエンベロープ導出法を2次元ランダム媒質に適用し,その解析解を初めて導いた.数値シミュレーション解と比較し,このエンベロープ導出法の妥当性を明らかにした.波動方程式の統計的処理に基づくマルコフ近似法によって,3次元実体波エンベロープの直接的解法を提案すると共に,S波エンベロープの解析から東北地方の不均質構造のスペクトルを推定した. 2.地球を周回する100秒以上の長周期表面波(レイリー波)の長時間にわたるエンベロープ形状を説明するために,輻射伝達理論に基づいて球面上の一次等方散乱モデルを構築した.レイリー波の散乱の強さを示す散乱係数は1-30HzのS波のそれより4桁も小さいことを明らかにした.さらに,輻射伝達理論にもとづき,多重散乱過程を現密に定式化する事に成功した. 3.韓国南東部における地震波の減衰特性を,コーダ規格化法によって測定することに成功した.1998年岩手山の地震の発生前後で地震波速度ならびに散乱特性が広域的に変化していたことを,人工地震記録のコーダ波の相互相関スペクトル解析から発見した.岩石標本中の超音波弾性波の伝播特性を調べ,そのエンベロープの崩れ方が不均質構造のスペクトルに強く依存することを明らかにした. 4.高周波数地震波の散乱とその波形エンベロープ形成に関する総合報告3編の執筆を行った.
断層近傍における強震観測に基づく地震断層破壊過程の研究

中原恒

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)

研究種目：Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)

研究機関：Tohoku University

1999年～ 2000年

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本研究では、防災科学技術研究所のK-NET等の合計7観測点における強震動記録を用いて,1998年9月3日岩手県内陸北部の地震(M6.1)のエンベロープインバージョン解析を行い、断層面上の高周波(2-16Hz)地震波エネルギー輻射量分布を推定した。その際、破壊開始点の深さは3kmとし、震源メカニズム解,余震分布,GPS等の地殻変動データを参考に10km×10kmの断層面を設定した。断層面は北西側に向かって41°傾斜している。この断層面を2km四方の25個の小断層に分割した.各小断層には,同一の震源メカニズム解をもつ点震源を配置し,そのエネルギー輻射量を推定した。エンベロープグリーン関数はエネルギー輸送理論を用いて解析的に計算される.その際,この地域の小地震の解析により独自に求めた散乱・減衰パラメタを使用している.インバージョン解析の結果、破壊伝播速度はS波速度の0.7倍,各小断層のエネルギー輻射継続時間は1.24秒と推定された。また、断層面の深い部分から地震波エネルギーが強く輻射されたことが明らかになった。総エネルギー輻射量は2-16Hzにおいて7.0x10^<12>Jとなった。前年度に行った低周波(0.1-0.33Hz)波形インバージョンによる断層面上のすべり量分布と比較すると,モーメント解放量が大きい領域の深い端の部分から高周波地震波エネルギーが強く輻射されたことが明らかになった.このことから,この地震では破壊の停止に伴なって高周波が強く輻射されたものと考えられる.以上のように,本研究では,低周波の地震波と高周波の地震波エンベロープを用いたインバージョン解析を行い,より広帯域にわたって地震の断層破壊過程を明らかにすることができた.
地熱地帯における地震の遠隔トリガリングの研究

中原恒, 西村太志, 佐藤春夫

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

研究機関：TOHOKU UNIVERSITY

1997年～ 1999年

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本研究は,現場観測に基づいて地震の遠隔トリガリング現象の実体を明らかにし,その発生メカニズムを解明することを目的として実施されたものである.平成10年度5月より岩手県西部の葛根田地熱地帯に微小地震観測点を設け,高感度の連続観測を開始したが,1998年9月3日の岩手県内陸北部地震M6.1の発生により,観測点維持が困難となった.そこで,本研究では,葛根田地熱地帯の東約5kmに設置されていた高感度広域地震計データと葛根田位置熱地帯で記録された過去の可視記録データを合わせ,観測研究を継続した.その結果,大地震によって誘発されたと考えられる3つの事例を摘出することができた。さらに,葛根田地域と世界各地で報告されている誘発地震を系統的に整理し,定量的な考察を行った.その主な結果は以下の通りである. 1.トリガーを引き起こした地震のマグニチュードと震央距離の関係について,理論動的歪み波形を計算し,検討した.その結果,大地震による遠隔トリガー現象が発現するには,その場所での歪み量が10^<-7>strain程度を超える必要があることが明らかとなった.この歪み量から推測される応力変化量10^3Paは,地震時の応力降下量に比べて3桁以上小さい. 2.誘発地震は,地震波通過時の一時的なものではなく,0.1-1時間の遅れを持つことが明らかとなった. 3.以上の誘発地震の特徴と,地熱・火山地帯で遠隔トリガー現象がしばしば観測されることから,遠隔トリガーのメカニズムには,マグマ性流体や熱水などの地殻内流体の間隙圧増加過程が密接に関係していることが推察された. 本研究では,予期せぬ地震災害のため,当初計画していた観測を変更せざるを得なかった.しかし,以上の成果は,地震の遠隔トリガリング現象の理解を一歩前進させるものであり,今後のより定量的な研究に大きく貢献するものと考える.
エネルギー輸送理論に基づく高周波数地震波形エンベロープの研究

佐藤春夫, 中原恒, 吉本和生

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

研究機関：TOHOKU UNIVERSITY

1997年～ 1998年

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地殼から上部マントルにかけての領域はかなりランダムに不均質であり,その中での波動伝播はかなり複雑である.ランダムな不均質構造の現れとして最も顕著なのが,近地地震の記録に見られるコーダ波の存在である.小さな地震はとても短い震源継続時間しか持たないにもかかわらず,かなり大きな振幅のSコーダ波がかなり長い時間継続して現れる.特に高周波数の地震波形の主要部分は非干渉性の波の重ね合わせから成るとの考えから,2乗振幅の重ね合わせに基づくエネルギー輸送理論的なアプローチが有効である.それ故,地震波形のエンベロープの性質を調べることによって,リソスフェアの不均質構造に関する知見を得ることができるものと考えられる.しかし,これまでのエネルギー輸送理論は数学的に簡単な球対称輻射・等方散乱の場合のみに限られており,実際の波形エンベロープ解析に用いるには,さらに現実的な物理過程や構造を取り込んだ定式化が必要とされている. 平成10年度は,このような現実的な速度構造を取り入れたエネルギー輸送理論の定式化に取り組んだ.この理論に基づき,兵庫県南部地震(1995)について,長周期成分の解析による断層モデルを取り入れながら,特に高周波成分のエネルギー輻射量を未知としたインバージョン解析をおこなった.長波長成分の解折から推定される断層運動と短波長成分から推定される高周波エネルギー輻射とを統合し,この地震の震源破壊過程を詳細に記述することを可能にした. 岩手県三陸町および遠野市において,小スパンのアレイ観測を開始した.この地域周辺での小地震の高周波数地震波形記録の収集につとめると共に,そのデータの相関解析から地下の不均質構造のスペクトル構造の推定を行う.

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その他 3

震源イメージングの理論と応用

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近年の地震観測データの充実によって，地震の震源過程のイメージングの研究が盛んになってきた．本研究では，震源過程のイメージングの理論的背景を明らかにするとともに，そのような知見に基づき効果的な新解析手法を提案すべく研究をすすめている．
地震波干渉法による地殻構造の時空間変化モニタリング

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２つの観測点における多重散乱波（コーダ波）や常時微動の相互相関解析により，その観測点間の伝達関数（グリーン関数）が求められる。また，ある観測点の記録を自己相関解析することにより，その観測点下の地下構造の応答関数を得ることが出来る。このような解析方法を地震波干渉法といい，これにより観測点下の地下構造の推定やその時間変化の検出が可能になる。本研究では，実際の観測データに地震波干渉法を広く適用する．
ランダム波動の相関に関する理論的研究とその地震波探査への適用

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ランダム波動の相関を用いる地震波干渉法の理論的背景を明らかにするとともに，その知見に基づき，新しい地震波探査手法を開発することをめざす．