東北大学は2024年1月22日、時間-周波数領域の3次元粒子軌跡解析に時間遅れ成分を導入することで、より包括的な地震動の特性評価ができる信号処理技術を開発したと発表した。
3次元粒子軌跡解析は、観測点の設置数が限られている地下資源開発などの分野において、地震動が持つ多くの情報を抽出するために用いられてきた。しかし、特に微弱な地震動に対して有効な時間-周波数領域の解析において、数学的記述の限界によって、S波などの平面的に振動する地震動を抽出することができないという課題があった。
今回の研究では、流体力学の分野などで用いられる時間遅れ座標系を基にして、3次元粒子軌跡解析に時間遅れ成分を導入。より包括的な地震動の特性評価を可能にした。これにより、S波などの平面偏波も特徴づけることができるようになった。この技術を実際のデータに適用したところ、S波の他に振幅の小さなP波の検出や、後続波の抽出ができた。
今回の研究結果は、地震学や惑星探査、資源開発などの少ない観測点で地下の状態をモニタリングするようなさまざまな分野で応用が可能だ。同大学では今後、本研究の関連研究として、地下資源開発時に発生する微小地震のP波、S波検出とそれらを用いた震源決定の研究も進める。
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