研究者詳細

顔写真

ヒロセ　タカシ
廣瀬　郁
Takashi Hirose
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
助教
学位

  • 博士（理学）（東北大学）

  • 修士（理学）（東北大学）

経歴 2

  • 2023年4月 ～ 継続中
    東北大学　大学院理学研究科　助教

  • 2019年10月 ～ 2023年3月
    国立研究開発法人防災科学技術研究所　火山研究推進センター　特別研究員

学歴 1

  • 東北大学　大学院理学研究科　地球物理学専攻

    2016年10月 ～ 2019年9月

委員歴 1

  • 日本地震学会　「地震」誌編集委員

    2024年4月 ～ 継続中

所属学協会 3

  • 日本地球惑星科学連合

  • 日本火山学会

  • 日本地震学会

研究分野 1

  • 自然科学一般 / 固体地球科学 /

受賞 2

  1. 日本火山学会研究奨励賞

    2023年5月　日本火山学会　地震波干渉法に基づく国内50火山のリアルタイムモニタリングシステムの開発と運用

  2. 日本地震学会学生優秀発表賞

    2017年11月　日本地震学会　雑微動の相互相関関数を用いた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イメージング

論文 11

  1. Seismic Wavefield Change Preceding the Eruption of Shinmoe‐Dake, Kirishima Volcano, Japan, Inferred From Polarization Analysis 査読有り

    Takashi Hirose, Hideki Ueda

    Journal of Geophysical Research: Solid Earth　130　(3)　2025年3月9日

    出版者・発行元： American Geophysical Union (AGU)

    DOI： 10.1029/2024jb029358 　

    ISSN：2169-9313

    eISSN：2169-9356

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    Abstract A volcanic tremor is a seismic event linked to volcanic processes, identified by ongoing ground shaking. They play a crucial role in understanding internal volcanic activities and forecasting eruptions. Detecting weak volcanic tremor signals before an eruption has remained a difficult task. This study utilized polarization analysis on continuous seismograms at Kirishima volcano, Japan, to extract information on retrograde Rayleigh wave sources. Back azimuth estimates focused on the direction of the Shinmoe‐dake crater before and during the volcanic eruptions in 2011, 2017, and 2018. Rayleigh waves originating from the crater direction, particularly in the 1.3–2.5 Hz band, were observed starting around March 2017, approximately 7 months prior to the October 2017 eruption. In the 1.3–2 Hz band, the back azimuths steadily moved closer to the crater’s direction between January and March 2017. Epicentral areas from the cross‐bearings approach indicate that retrograde Rayleigh wave sources are located around the crater. A noticeable increase in the amplitudes of retrograde Rayleigh waves, which propagate along the crater direction, was observed starting in August 2016. Enhancing the growth in amplitude was achieved by utilizing a filter on the seismograms. As polarization analysis requires only a single three‐component seismometer, this approach allows for the timely identification of weak Rayleigh waves from the crater direction, even in volcanoes with limited seismic station coverage. The results obtained in this study contribute to the growing knowledge on volcanic tremors and their potential use in volcano monitoring and eruption forecasting.

  2. Untangling the environmental and tectonic drivers of the Noto earthquake swarm in Japan 査読有り

    Qing-Yu Wang, Xin Cui, William B. Frank, Yang Lu, Takashi Hirose, Kazushige Obara

    Science Advances　10　(19)　2024年5月8日

    出版者・発行元： American Association for the Advancement of Science (AAAS)

    DOI： 10.1126/sciadv.ado1469 　

    eISSN：2375-2548

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    The underlying mechanism of the ongoing seismic swarm in the Noto Peninsula, Japan, which generates earthquakes at 10 times the average regional rate, remains elusive. We capture the evolution of the subsurface stress state by monitoring changes in seismic wave velocities over an 11-year period. A sustained long-term increase in seismic velocity that is seasonally modulated drops before the earthquake swarm. We use a three-dimensional hydromechanical model to quantify environmentally driven variations in excess pore pressure, revealing its crucial role in governing the seasonal modulation with a stress sensitivity of 6 × 10 −9 per pascal. The decrease in seismic velocity aligns with vertical surface uplift, suggesting potential fluid migration from a high–pore pressure zone at depth. Stress changes induced by abnormally intense snow falls contribute to initiating the swarm through subsequent perturbations to crustal pore pressure.

  3. Time-lapse imaging of seismic scattering property and velocity in the northeastern Japan 査読有り

    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8月

    出版者・発行元： Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.epsl.2023.118321 　

    ISSN：0012-821X

  4. Continuous monitoring of instrumental clock errors at 50 volcanoes in Japan based on seismic interferometry 査読有り

    Hirose, T., Ueda, H.

    Earth, Planets and Space　75　(1)　2023年4月6日

    DOI： 10.1186/s40623-023-01798-4 　

    ISSN：1880-5981 1343-8832

  5. Classification of volcano-seismic events using waveforms in the method of k-means clustering and dynamic time warping 査読有り

    Ida, Y., Fujita, E., Hirose, T.

    Journal of Volcanology and Geothermal Research　429　107616-107616　2022年9月

    DOI： 10.1016/j.jvolgeores.2022.107616 　

    ISSN：0377-0273

  6. Identifying Anomalies in Seismic Velocity and Scattering Property Changes at Active Volcanoes Based on Seismic Interferometry and the Local Outlier Probability Method 査読有り

    Hirose, T., Ueda, H., Fujita, E.

    Journal of Disaster Research　17　(5)　587-599　2022年8月1日

    DOI： 10.20965/jdr.2022.p0587 　

    ISSN：1883-8030 1881-2473

    eISSN：1883-8030

  7. Seismic Scattering Property Changes Correlate With Ground Deformation at Suwanosejima Volcano, Japan 査読有り

    Hirose, T., Ueda, H., Fujita, E.

    Journal of Geophysical Research: Solid Earth　127　(9)　2022年3月10日

    出版者・発行元： Wiley

    DOI： 10.1029/2022JB024352 　

    ISSN：2169-9356 2169-9313

    eISSN：2169-9356

  8. Scattering and intrinsic absorption parameters of Rayleigh waves at 18 active volcanoes in Japan inferred using seismic interferometry 査読有り

    Hirose, T., Ueda, H., Fujita, E.

    Bulletin of Volcanology　84　(3)　2022年3月

    出版者・発行元： Springer Science and Business Media {LLC}

    DOI： 10.1007/s00445-022-01536-w 　

    ISSN：1432-0819 0258-8900

    eISSN：1432-0819

  9. Locating Spatial Changes of Seismic Scattering Property by Sparse Modeling of Seismic Ambient Noise Cross-Correlation Functions: Application to the 2008 Iwate-Miyagi Nairiku (Mw 6.9), Japan, Earthquake 国際共著 査読有り

    Hirose, T., Nakahara, H., Nishimura, T., Campillo, M.

    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：2169-9356 2169-9313

    eISSN：2169-9356

  10. A Passive Estimation Method of Scattering and Intrinsic Absorption Parameters From Envelopes of Seismic Ambient Noise Cross-Correlation Functions 査読有り

    Hirose, T., Nakahara, H., Nishimura, T.

    Geophysical Research Letters　46　(7)　3634-3642　2019年4月16日

    出版者・発行元： American Geophysical Union ({AGU})

    DOI： 10.1029/2018GL080553 　

    ISSN：1944-8007 0094-8276

    eISSN：1944-8007

  11. 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　(1)　2017年12月1日

    出版者・発行元： Springer Berlin

    DOI： 10.1186/s40623-017-0613-7 　

    ISSN：1880-5981 1343-8832

    eISSN：1880-5981

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講演・口頭発表等 27

  1. 2024年8月8日の日向灘の地震（M7.1）に伴う九州の活火山における地震波速度変化

    廣瀬 郁, 髙野 智也

    2024年度日本火山学会秋季大会　2024年10月17日

  2. 地震計連続記録の粒子軌跡解析により推定した霧島山新燃岳噴火に先行する地震波動場の時間変化

    廣瀬 郁, 上田 英樹

    2024年度日本火山学会秋季大会　2024年10月17日

  3. Joint analysis of seismic velocity change, deformation and meteorological data for volcano monitoring

    Quentin Dumon, Takeshi Nishimura, Takashi Hirose, Tomoya Takano

    Japan Geoscience Union Meeting 2024　2024年5月31日

  4. ウェーブレット散乱変換に基づく2023年硫黄島翁浜沖噴火期間中の地震計連続記録分類

    廣瀬 郁, 上田 英樹, 小園 誠史, 長井 雅史

    日本地球惑星科学連合大会　2024年5月28日

  5. DASデータの地震波干渉法解析による 桜島における地震波速度変化の推定

    廣瀬 郁, 西村 太志, 中原 恒, 田口 貴美子, 中道 治久, 江本 賢太郎, 濱中 悟

    日本地球惑星科学連合大会　2024年5月27日

  6. DASシステムにより観測された2022年11月29日 桜島野尻川沿い土石流に伴う地盤振動波形の解析

    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

    2023年度日本火山学会秋季大会　2023年10月20日

  7. 雑微動の相互相関関数のダブルビームフォーミングを用いた地震波速度変化の推定−防災科研桜島アレイへの適用−

    廣瀬 郁, 藤田 英輔, 上田 英樹, 小園 誠史

    2023年度日本火山学会秋季大会　2023年10月18日

  8. 地震波干渉法に基づく国内50火山のリアルタイムモニタリングシステムの開発と運用 招待有り

    廣瀬 郁

    2023年度日本火山学会秋季大会　2023年10月19日

  9. 単一観測点における3成分地震計連続記録の粒子軌跡解析により推定した霧島山におけるレイリー波の震源方向の時間変化

    廣瀬 郁, 上田 英樹

    日本地球惑星科学連合2023年大会　2023年5月26日

  10. 地震記録から推察される小笠原硫黄島における2022年7月から8月にかけての噴火活動の特徴

    廣瀬 郁, 上田 英樹, 小園 誠史, 長井 雅史

    日本火山学会秋季大会　2022年10月13日

  11. Passive estimation of scattering and intrinsic absorption parameters at 18 active volcanoes in Japan using envelopes of seismic ambient noise cross-correlation functions

    Takashi Hirose, Hideki Ueda, Eisuke Fujita

    EGU General Assembly 2021　2021年4月

  12. 地震波干渉法と局所外れ値確率を用いた火山における地震波速度変化および散乱特性変化の異常検知

    廣瀬 郁, 上田 英樹, 藤田 英輔

    日本地震学会2020年度秋季大会　2020年10月

  13. 地地震波干渉法と局所外れ値確率を用いた地震波速度変化および散乱特性変化の異常度評価

    廣瀬 郁, 上田 英樹, 藤田 英輔

    2020年度日本火山学会秋季大会　2020年10月

  14. 雑微動の相互相関関数のエンベロープから推定した日本の活火山における散乱・内部減衰パラメータ

    廣瀬 郁, 上田 英樹, 藤田 英輔

    日本地球惑星科学連合2020年大会　2020年7月

  15. Estimation of spatial changes of seismic scattering property from sparse modeling of seismic ambient noise CCFs: Application to the 2008 Iwate-Miyagi Nairiku earthquake

    Takashi Hirose, Hisashi Nakahara, Takeshi Nishimura, Michel Campillo

    Earth, Sea and Sky V: International Joint Graduate Program Workshop in Earth and Environmental Sciences　2019年6月

  16. 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

    Takashi Hirose, Hisashi Nakahara, Takeshi Nishimura, Michel Campillo

    Japan Geoscience Union Meeting 2019　2019年5月

  17. A passive method to estimate scattering and intrinsic absorption parameters using envelopes of ambient seismic noise cross-correlation functions

    Takashi Hirose, Hisashi Nakahara, Takeshi Nishimura

    AGU Fall Meeting 2018　2018年12月

  18. A passive method for the estimation of scattering and intrinsic absorption parameters using envelopes of ambient seismic noise cross-correlation functions

    Takashi Hirose, Hisashi Nakahara, Takeshi Nishimura

    Earth, Sea and Sky III: International Joint Graduate Program Workshop in Earth and Environmental Sciences　2018年5月

  19. Estimation of scattering and intrinsic absorption parameters using envelopes of ambient seismic noise cross-correlation functions

    Takashi Hirose, Hisashi Nakahara, Takeshi Nishimura

    Japan Geoscience Union Meeting 2018　2018年5月

  20. 雑微動の相互相関関数を用いた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イメージング

    廣瀬 郁, 中原 恒, 西村 太志

    日本地震学会2017年度秋季大会　2017年10月

  21. 地震波干渉法を用いた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イメージング

    廣瀬 郁, 中原 恒, 西村 太志

    2017年度日本火山学会秋季大会

  22. Spatio-temporal changes of seismic scattering properties associated with the dike intrusion on 15 August 2015 at Sakurajima volcano, Japan, detected by seismic interferometry

    Takashi Hirose, Hisashi Nakahara, Takeshi Nishimura

    IAG-IASPEI 2017　2017年8月

  23. Detection of spatio-temporal changes of seismic scattering properties with seismic interferometry: Dike intrusion event on 15 August 2015 at Sakurajima volcano

    Takashi Hirose, Hisashi Nakahara, Takeshi Nishimura

    Japan Geoscience Union Meeting 2017　2017年5月

  24. 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

    2016年度日本火山学会秋季大会

  25. 地震波干渉法により検出した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

    廣瀬 郁, 中原 恒, 西村 太志

    日本地震学会2016年度秋季大会　2016年10月

  26. Detecting seismic velocity changes at Sakurajima volcano, Japan by seismic interferometry and coda wave interferometry

    Takashi Hirose, Hisashi Nakahara, Takeshi Nishimura

    IUGG General Assembly 2015　2015年6月

  27. 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

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共同研究・競争的資金等の研究課題 3

  1. 地震波干渉法とアレイ解析を統合した新手法で実現する噴火時の地下構造モニタリング

    廣瀬 郁

    2024年4月1日 ～ 2027年3月31日

  2. 地震波干渉法を用いた火山体浅部における地震波減衰構造の網羅的推定

    廣瀬 郁

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

    研究種目：Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

    研究機関：National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention

    2020年4月 ～ 2024年3月

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    本研究は，地下の不均質の強さを表す指標となる地震波の散乱・内部減衰パラメータを日本の18火山において測定し，得られた地震波減衰構造に対して他の地球物理学的観測との比較や火山地質の観点から解釈を行い，地震波減衰構造の18火山間での類似性や相違点を明らかにすることを目的とする。従来用いられてきた自然地震や人工地震探査の記録の代わりとして雑微動(ノイズ)の相互相関関数を用いることで，これまで散乱・内部減衰パラメータの測定が困難であった火山を含めて測定を実施する。 <BR> 前年度実施した18火山（十勝岳，樽前山，有珠山，北海道駒ヶ岳，岩手山，吾妻山，那須岳，草津白根山，浅間山，富士山，箱根山，伊豆大島，三宅島，御嶽山，阿蘇山，雲仙岳，霧島山，口永良部島）における散乱・内部減衰パラメータ推定結果を論文にまとめ国際学術誌に投稿し受理された。 <BR> 雑微動の相互相関関数を用いた2次元減衰構造推定の実現に向けた準備として，雑微動の相互相関関数の計算方法の改良と減衰値の簡易的な空間分布推定を行った。阿蘇山に設置された防災科研，気象庁の合計29点の地震計データを用いて検討したところ，雑微動の相互相関関数のコーダ部分の相互相関関数をとったC3 functionを用いることで対称性が良い相互相関関数が得られることを確認した。また，火口から6 km以内もしくは8 km以上離れた観測点のみを用いてそれぞれ散乱・内部減衰パラメータを測定した。散乱パラメータである平均自由行程はそれぞれ2.0-3.5 km，3.5-9.0 kmと推定され，火口近傍でより散乱が強いという結果となった。今後感度カーネルを用いて減衰値のマッピングを行うことにより，阿蘇山のより詳細な2次元減衰構造が明らかになる可能性がある。

  3. 地震波干渉法による地震波散乱特性変化の空間分布推定手法の高度化と適用

    廣瀬 郁

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for JSPS Fellows

    研究種目：Grant-in-Aid for JSPS Fellows

    研究機関：Tohoku University

    2018年4月 ～ 2020年3月

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    まず，地震波散乱特性の変化領域の空間分布推定に必要な散乱・内部減衰パラメータの値を，雑微動の相互相関関数のエンベロープ（振幅）を用いて推定する手法の開発に取り組んだ。本研究では，観測点間の雑微動の相対振幅の情報を保存するためにtemporal flattening [Weaver, 2011]という手法を用いて地震の影響を取り除いた後，相互相関関数を計算した。推定された散乱・内部減衰パラメータの値は1-2 Hzでそれぞれ1.6-2.0 km，0.08-0.09 1/sであった。結果の妥当性を確認するために，桜島における人工地震探査の波形データを用いて散乱・内部減衰パラメータを推定したところ，推定値は1-2 Hzでそれぞれ1.2 km，0.09-0.11 1/sであり，両者の結果は調和的であった。また，temporal flatteningよりも一般的に用いられている処理方法で計算した相互相関関数を用いてパラメータを推定し上記の結果と比較したところ，temporal flatteningを用いる方が安定して推定が行えることがわかった。本研究の成果は国内外の学会で発表を行い，国際学会誌に掲載された． 今年度は地震波干渉法を用いた2015年8月15日の桜島のダイク（マグマ）貫入イベントに伴う地震波散乱特性変化の空間分布推定にも取り組んだ。先行研究では考慮されてこなかった変化領域内での多重散乱を考慮したモデリング手法を開発し，2015年4月からダイク貫入直後の期間において変化領域の時空間変化を推定した。その結果，ダイク貫入に伴いその周辺の領域において顕著な地震波散乱特性変化が生じていたことがわかった。

担当経験のある科目(授業) 4

  1. 力学演習II

  2. 地球物理学実験II

  3. 地球物理学実験I

  4. 力学演習II

社会貢献活動 1

  1. 「研究&仕事紹介講座」

    2024年10月31日 ～