2011年3月11日東北地方太平洋沖地震の津波波源（暫定結果，Ver. 4.2とVer. 4.6）  


 

2011年3月11日に発生した東北地方太平洋沖地震（38.322°N, 142.369°E, Mw = 9.0，14:46:23（日本時間） USGSより）の津波波形インバージョンを実施し，津波波源を推定しました． 断層モデルとして，USGSのWphaseインバージョン解析によるモーメントテンソル解（震源メカニズム：走向193°，傾斜14°，すべり方向81°）を参照して40枚の小断層面を設定しました（図1）．小断層の長さと幅はそれぞれ50 km×50 kmで，断層面上端の深さは海溝軸から陸地方向に，0 km，12.1 km，24.2 km，36.3 kmです．
　グリーン関数を計算する際の津波の初期条件として，設定した小断層による海底地形の静的変位をOkada（1985）の式で計算しました． 津波伝播を計算するため，線形長波の式を差分法で数値的に解きました（Satake, 1995）． 使用した海底地形データは，外洋では GEBCO_08を2分で再サンプリングしたデータ，日本周辺はJTOPO30の30秒グリッドデータです．
　インバージョンの結果，海溝付近に40 m以上の大きなすべりが求まりました．また，震源付近では約30 m，さらに陸側の断層の深い領域でも10-20 mの大きなすべりが求まっています．Mwは9.0と推定されました．

Ver. 4.2: 断層面上において，すべての小断層で破壊が同時に起こる（破壊伝播速度∞）モデルとしました．
Ver. 4.6: 震央から破壊伝播速度2.0 km/sを仮定し，さらに小断層1-3においては破壊伝播効果以外の遅れ時間も考慮しました．

断層パラメータはこちら （Ver. 4.2） and (Ver. 4.6)


論文原稿（EPS特集号）はこちら PDF (Ver. 4.2)


　インバージョンに使用した津波波形データは， DARTと呼ばれる米国大洋大気圏局（NOAA）が深海底に設置している津波計， 日本沿岸の海底津波計（海洋研究開発機構（JAMSTEC） と東京大学地震研究所（ERI））， 国土交通省港湾局によるGPS波浪計と海象計（NOWPHAS） 及び検潮所 で観測された水位記録です． 各観測点で観測された津波波形と計算波形の比較を図3に示します．
　図4にインバージョンにより推定された断層モデル海底地殻変動を示します． 図5では，津波が東北地方の沿岸に押し寄せる様子が分かります．

【注意】このページに掲載された図等の情報，断層パラメータを利用することによって生じた損害・障害・不利益等に対する責任は一切負いません．


 

Fig.1 Tsunami Source Model Fig.1 Tsunami Source Model

図1 津波波源モデル（左：Ver. 4.2，右：Ver. 4.6）
 推定された断層面上のすべり分布．青星は震源，赤丸は本震後約１日間に発生したM5以上の余震を示す（いずれも気象庁より）．


 

Fig.2 Offshore stations, tide and wave gauges

図2 インバージョンに使用したDART，沖合の津波計，及び検潮所の位置


 

Fig.3 Tsunami Waveforms Fig.3 Tsunami Waveforms

図3 検潮所と沖合の津波計，及びDARTにおける津波波形の比較（左：Ver. 4.2，右：Ver. 4.6）
 赤線が観測津波波形，青線が理論波形．実線はインバージョンに使用した区間を示す．


 

Fig.4 Seafloor Deformation Fig.4 Seafloor Deformation

図4 インバージョンで得られた断層モデルによる海底地形変動（左：Ver. 4.2，右：Ver. 4.6）
 等高線の間隔は赤び実線（隆起）が1.0 m，青の点線（沈降）が0.5 m．


Fig.5 Tsunami Propagation

図5 津波が伝播する様子（Ver. 4.2）（クリックするとアニメーションが始まります）．
赤は押し波，青は引き波を表す．


 

藤井雄士郎（建築研究所 国際地震工学センター），佐竹健治（東京大学 地震研究所）
 
 
参考文献
Okada, Y. (1985), Surface Deformation Due to Shear and Tensile Faults in a Half-Space, Bull. Seismol. Soc. Am., 75, 1135-1154.
Satake, K. (1995), Linear and Nonlinear Computations of the 1992 Nicaragua Earthquake Tsunami, Pure and Appl. Geophys., 144, 455-470.


最終更新日 2011/10/20