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状態空間モデリングによる東海地方の体積ひずみ信号抽出の試み

机译：利用状态空间模型提取东海地区体积应变信号的尝试

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摘要

今日巨大地震の発生が想定されている東海地方では，その前兆としての地殻変動を捉えるため，各種の地殻変動観測(例えば，二瓶•他，1987)が実施されている.しかし，この種の観測記録の中には地殻変動と無関係な現象も加わり，プレート運動による真の地殻ひずみを直接抽出するのは一般に容易でない.現実は，観測記録から地殻ひずみを抽出するためには気圧，潮汐，降雨などの既知の観測データ等によるひずみ応答をあらかじめ計算し，原記録からそれらを分離することによって推定される.最近，これらの推定のための新たな状態空間法が開発され，すでにその推定法を用いた研究が試みられている(Takanami et al., 2009, Peng et al., 2014).%The Earth's surface is influenced continuously by natural forces such as tides, air pressure, and precipitation, as well as human-induced sources. To separate the geodetic strain of trend components from these induced responses, state-space modeling is applied to volumetric strain data recorded with borehole Sacks-Evertson strainmeters, which have been operated by the Japan Meteorological Agency (JMA) since 1976 in the area of an expected Tokai earthquake. Modeling reveals that no pre-slips occurred just before the earthquake at Suruga-bay in 2009 (M 6.5), regardless of the clear trend components extracted at all stations. Coseismic strains at stations within and near the coastal area indicate extension, despite the contraction field predicted from the inversion of strong motions. This suggests that fluid movement is stimulated by variations of water volume, which are caused by seismic motions changing pore pressure in the sand layer. Liquefaction in the same area supports this hypothesis. Moreover, normalized trend components suggest that long-period waves of strain changes still exist inducing further strain responses. Such information may provide a breakthrough in geodetic studies of the area.
机译：在今天预计会发生大地震的东海地区，为了捕获地壳变形作为前兆，已经进行了各种地壳变形观测（例如Nihei等，1987）。通常，由于板块运动直接提取真实的地壳应变并不容易，因为记录还包括与地壳运动无关的现象，实际上，为了从观测记录中提取地壳应变，需要压力，潮汐和降雨。通过从已知的观测数据（例如，将其与原始记录分离）中预先计算应变响应来进行估算，最近，开发了一种用于这些估算的新的状态空间方法，已经尝试进行研究（Takanami等，2009； Peng等，2014）。％地球表面不断受到潮汐，气压，降水等自然力以及人为因素的影响。为了从这些诱发响应中分离出趋势分量的大地应变，状态空间建模被应用到使用Sacks-Evertson应变仪测量的体积应变数据上，该数据自1976年以来一直由该地区的日本气象厅（JMA）运营。模型显示，无论所有台站都提取出清晰的趋势成分，2009年Suruga湾地震（M 6.5）前都没有发生过滑移.t内及附近台站的地震应变尽管通过强运动的反演可以预测到收缩场，但沿海地区仍显示出扩张，这表明流体运动是由地震运动改变砂层孔隙压力引起的水量变化所激发的。而且，归一化的趋势成分表明，仍然存在长周期的应变变化波，从而引起进一步的应变响应，这些信息可能为该地区的大地测量研究提供突破。

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