験震時報第5
2巻
(
19
8
8
)1
5-2
0頁
北 海 道 に お け る Pn 速 度 の 推 定 *
*
*
宮村淳
Estimate o
f Pn V
e
l
o
c
i
t
yb
e
n
e
a
t
h Hokkaido， Japan
]u
n
'
i
c
h
iMiyamura
Sapporo D
i
s
t
r
i
c
tM
e
t
e
o
r
o
l
o
g
i
c
a
l Observatory
For t
h
e purpose o
fe
s
t
i
m
a
t
i
n
g Pn-v
e
l
o
c
i
t
y beneath Hokkaido，J
apan，t
h
e time-term
method was a
p
p
l
i
e
dt
ot
h
ef
i
r
s
t P-a
r
r
i
v
a
l time data which w
e
r
eo
b
s
e
r
v
e
da
t2
1s
t
a
t
i
o
n
s
o
p
e
r
a
t
e
d by J
apan M
e
t
e
o
r
o
l
o
g
i
c
a
l Agency and t
h
eR
e
s
e
a
r
c
hC
e
n
t
e
rf
o
r Earthquake P
r
e
d
i
c
t
i
o
n，
Hokkaido U
n
i
v
e
r
s
i
t
y
. 2
1c
r
u
s
t
a
le
v
e
n
t
s which o
c
c
u
r
r
e
di
n and a
r
r
o
u
n
d Hokkaido were u
s
e
di
n
t
h
i
sa
n
a
l
y
s
i
s
.
I
n comparison with t
h
e
i
rd
a
t
aa
c
c
u
r
a
c
y， a s
t
a
b
l
es
o
l
u
t
i
o
n was o
b
t
a
i
n
e
di
nc
a
l
c
u
l
a
t
i
o
n
.
The Pn-v
e
l
o
c
i
t
y was e
s
t
i
m
a
t
e
da
s 7.87士 O.10km/s. I
t was c
o
n
s
i
d
e
r
e
dt
h
a
ti
t
sv
e
l
o
c
i
t
y was
l
o
w
e
r than t
h
a
ti
nt
h
es
l
a
b
" (high-V，high-Q) d
e
s
c
e
n
d
i
n
g from K
u
r
i
l
e and ]apan t
r
e
n
c
h
e
s
b
e
n
e
a
th Hokkaido.
h
ec
r
u
s
t
a
ls
t
r
u
c
t
u
r
e model i
n Hokkaido s
h
o
u
l
d
From e
a
c
hs
t
a
t
i
o
n time-term o
b
t
a
i
n
e
d， t
b
ee
x
p
e
c
t
e
da
s follows: t
h
e model h
a
sar
e
l
a
t
i
v
e
l
y low-v
e
l
o
c
i
t
yo
rt
h
i
c
kc
r
u
s
ti
nt
h
ec
e
n
t
r
a
l
and n
o
r
t
h
e
r
np
a
r
t
so
f Hokkaido and t
h
ee
a
s
t
e
r
nP
a
c
i
f
i
cc
o
a
s
to
ft
h
e Hidaka r
e
g
i
o
n，and a
r
e
l
a
t
i
v
e
l
yh
i
g
h-v
e
l
o
c
i
t
yo
rt
h
i
nc
r
u
s
ti
nt
h
e southwestern and e
a
s
t
e
r
np
a
r
t
so
f Hokkaido.
~
度の高い解析を行なって，東日本および西日本にお
1
. はじめに
ける平均的な Pn速度を推定した.
Pn速
北海道における最上部マントルの P波速度 (
乙の調査では正吉井(19
71)と同様に北海道周辺
度)の推定は，乙れまでにいくつかなされている.
に発生した自然地震の走時データにタイムターム法
たとえば，自然地震データの解析では長宗(19
6
8
)
を適用して，北海道における平均的な Pn速度を推起
による北海道全体についてのもの， S
u
z
u
k
i(
1
9
7
8
)
した.また，得られた各観測点のタイムタームから
による北日本についてのものがある.一方，人工地
北海道の地殻構造についても簡単に考察した.
震データの解析で、は Okadae
tal
.(
19
7
3
) による北
~
海道西部についてのものがある.
2
. 解析資料
1点の位置および地震 2
1個
解析に使用した観測点2
一般に，走時解析により Pn速度を推定する場合，
自然地震データの解析では広範囲のデータが得られ
の震央を F
i
g
.
1I
乙示す.観測点はできるだけ検知能
るものの震源要素の不確定さによる精度の問題があ
力が高いこと，北海道全体に分布することを条件と
り，また，人工地震データの解析では走時データの
して，気象庁 (JMA)の高感度地震観測点，旭川 1
2
精度は良いが視J
I線を十分長く取ることが難しいとい
)，広尾 2(HR2
)， 室蘭 2
CAS2
)，智"路 2(KS2
った問題があり，それぞれに一長一短がある.
6型地震計，網走 CABA)，根室 CNEM)
CMR2
) の7
吉井(19
71)はとうした問題を解析するひとつの
の6
7型地震計，および十勝岳 A点 (TKA) の A74型
試みとして，全国に展開されている気象庁地震観測
地震計の合計 7点と北海道大学理学部地震予知観測
網による十分長い測線で得られた多数の自然地震デ
地域センター CRCEP) の 微 小 地 震 観 測 点 ， 苫 前
ータに，人工地震データの解析のために開発された
(TOI
)，浜益 CHAM)，積丹 (SHK)，今金(IMG)
，
上の国 (KKJ)，恵山 (ESH)，みすまい C
HSS)，日
タイムターム法を適用する乙とで統計的により信頼
*Received Aug. 4，1988
林札幌管区気象台
4EA
KU
験震時報第 5
2巻 第 1-2号
1
6
D
at
e
NO
H
a
r
.2
0，1
9
8
4
A
p
r
.
. 2，1
9
8
4
. 3，1984
Apr
Oct
. 1，1
9
8
4
N
o
v
.1
1，1
9
8
4
9
8
5
F
E
B
. 2，1
9
8
5
H
A
R
. 6，1
A
P
R
.1
3，1
9
8
5
A
U
G
.2
4，1
9
8
5
9
8
5
N
O
V
. 3，1
9
8
5
N
O
V
.1
5，1
F
E
B
.1
6，1
9
8
6
H
A
R
. 2，1
9
8
6
9
8
6
A
P
R
.1
6，1
HAY 17.1986
9
8
6
HAY 2
6，1
J
U
N
.2
01
9
8
6
9
8
6
A
U
G
. E，1
9
8
6
:'UG.l0，1
3，1
9
3
6
NC・ 1
J;;~. 2
3.1987
44・
・
4
2
40.
・
140。
142
・
144
・
・
148
146
F
i
g
.1 D
i
s
t
r
i
b
u
t
i
o
n
so
fe
p
i
c
e
n
t
e
r
s and seismol
o
g
i
c
a
ls
t
a
t
i
o
n
s
. x e
p
i
c
e
n
t
e
r
s
t
a
t
i
o
n
s
• :JMAs
t
a
t
i
o
n
s 0 :RCEPs
1
0
1
1
1
2
1
3
1
4
1
5
1
6
1
7
1
8
1
9
2
0
2
1
守
Depth Hag
Origin t
i
m
e
Epicenter
L
at
.(
N
) L
o
n
.(
E
) km
h m s
64
2 7
.
6
1
61
4 44.4
5 4 40.0
51
53
0
.
0
2
02
4 49.9
20 647.6
135831
.3
1
13
2 31
.6
1
8 9 3
.
9
1
2 1547.0
2
05
62
2
.
5
1
95
4 3
.
5
53
3 58.7
215216.6
839 1
0
.
7
121133.1
1
9 756.4
33
62
5
.
7
175039.3
2
;4
4 8
.
1
026 1
7
.
8
42.088・139.308・
42.373・144.745・
46.505・1
41
.332・
42.010・140.098・
40.242・142.413・
43.738・147.312・
44.482・140.792・
43.540・140.745・
43.670・146.670・
44.043・139.473・
44.133・147.685・
42.688・140.172・
40.473・140.152・
43.598' 147.512・
44.190・142.075・
40.078・1
41
.203・
40.412・139.112・
43.725・140.058・
40.678・140;815・
43.803・1
41
.848
・
41
.8
20・143.710・
1
4
1
8
2
0
1
1
1
8
4.2
3.8
5.0
3.5
4.0
5.3
4.0
3
.
9
4.7
4.1
4.8
3
.
6
4
.
4
6.2
4.2
4.4
4.1
4.0
4.5
5.3
4.0
。
1
9
5
2
0
。
。
。
。
。
。
1
6
1
1
1
4
1
0
1
:
5
T
a
b
l
e E
a
r
th
q
u
a
k
ep
a
r
a
m
e
t
e
r
su
s
e
di
nt
h
i
s
s
t
u
d
y
.
REDUCED TRAVEL TIME CURVE
T-0/8.0
(sec)
2
5
20
15
1
0~。一。 o :'+>。い
。.:~ 8~_. 。句ピ・3 プペ。 tP
。。ぁコ岱ー。. 向。o~':..ooov
1込:J:ii:~~骨%ぺ。身。
0& 。、
_6.付時伊:
Jo;
~ ~V
。
51
i
!
.
o
~~õ: ~ ，
" 0 o~ ・
00
。
。
品
p
:
o --0-0_0-0 。 守 。
u
o
U0
:
a
。
00
ro
8。
、
。 。
。
ムー-一一一一一 _CL_一一ーー一一一一ー一一一一一一ーーーー一一一一ー一一一一一一ーー一一ー一一一一
Fhu
ー1
0
1O0
2O0
3O0
4
-00
500
600
700
800
900
1000 0 (
km)
F
i
g
.
2 Reducedt
r
a
v
e
lt
i
m
ep
l
o
t
sf
o
ra
l
ldatav
e
r
s
u
se
p
i
c
e
n
t
r
a
ld
i
s
t
a
n
c
e
.
Th
eo
r
d
i
n
a
t
ei
sT-D/8，whereTi
st
r
a
v
e
ltimeandD i
se
p
i
c
e
n
t
r
a
ld
i
s
t
a
n
c
e
.
高 (HIC)，三石 (MUJ)，えりも (ERM)，浦幌 (U
だし，未刊分については地震速報によった). 気象
RHλ 弟子屈 (TES)，訓子府 (KNP)，赤岩 (AKA)
の合計 1
4点を使用した.
庁で、は 1
9
8
3年に震源計算法の改良および使用する走
表には，使用した地震の震源要素がまとめである.
乙とから， 1
9
8
4年以降ζ
l発生した地震を対象とする
震源要素は地震月報に記載された値を採用した(た
時表の変更がなされた〔浜田・他(19
8
3
)，浜田(19
8
4
)
)
乙とで、震源要素の均質性を保つようにした.また，
-1
6-
17
北海道における Pn
速度の推定
REDUCED TRAVEL TI門E CURVE
T-0/8.0 (sec)
2S
2
0
1
5
1
0
。
。
。
旬
、
。 。。 。
ap? Fe 0
.
a-28
ゆ併午、
5
ー 司' 0
.
.
0
・
0
1
0;
ゃ
:
;
。
叩
。......ーーーー一一ー一一一一ーーーーー一一ーーーーーー一ーーーーーー一一一ーーー一一『ーー一ーーーー一ー
RU
1
0
1
0
0
200
300
400
500
600
7
0
0
800
900
10000 I
k
m
l
F
i
g
.
3 Reducedt
r
a
v
e
l timep
l
o
t
sf
o
r1
9
7datawhichw
e
r
ef
i
n
a
l
l
yu
s
e
di
nt
h
i
ss
t
u
d
y
.
τneo
r
d
i
n
a
t
ei
st
h
esamea
st
h
a
ti
nF
i
g
.
2
.
震源から観測点までの伝播経路ができるだけ片寄ら
S
.D
. 9ec
1
0
ないように，かっ，その伝播経路が海溝付近から北
海道下へ潜り込むりソスフェア(スラブ)内を通過
しないような地震をできるだけ選んだ.震源の深さ
はいずれも 20km
以浅ζ
l求まったもので，決定精度か
l発生した乙とは間違いない.
ら考えて地殻内ζ
P波初動到着時刻は， JMA観測点は月報の報告
値
， RCEP観測点はルーチン処理による験測値を採
用した.なお，十勝岳 A点については，現地で直接
験測した値を使用した.乙れらの初動データには，
4
ip.P・
ePをすべて含んでいるが，走時曲線上で明
らかに他のデータから逸脱したものは除外した.
Fig.2は
， F
ig.1!C:示した観測点一地震に対して
得られたすべての P波初動走時データを示している.
。
↓
。
震央距離 1
5
0回よりも近距離では地殻内を伝播して
きた直接波が初動となり，遠距離ではモホ面直下を
VELOCITY k
m
/
s
Fig.4 D
i
s
t
r
i
b
u
t
i
o
no
fs
t
a
n
d
a
r
dd
e
v
i
a
t
i
o
n
so
f
s
o
l
u
t
i
o
n
sv
e
r
s
u
s Pn-v
e
l
o
c
i
t
vf
o
rt
h
e
time-term s
o
l
u
t
i
o
n
s
.
伝播してきた屈折波が初動となって観測されている
乙とを示している.したがって，震央の誤差を考慮
8
0回以上の走時データを解析に使
して，震央距離 1
用する乙とにした.
t
司
，
tA
1
8
験震時報第 5
2巻 第 1-2号
TRAVEL T
I門E RESIDUAL
R
E
S
I
D
U
A
L (secl
6
4
2
:
ι
奇
訟
。
令
急
行 そ
。
:
。 。え。二人
レ
τ
:いもナ、叫しょ。円。
4
0
a
十ーーー一ーー一一宅対~噌<Ð -ミヱラぐ品。'~-_:.Jlー一一一ー一ーーーーーーー一一一ーーー
4
円
4
-
ー6
1
0
0
200
300
-0
4
0
500
600
700
800
900
1000 0 (
k
m
l
Fig.5 T
r
a
v
e
l timer
e
s
i
d
u
a
l
sf
o
rt
h
es
o
l
u
t
i
o
n
sd
e
r
i
v
e
dbytime-term method.Th
eo
r
d
i
n
a
t
ei
s
t
h
esamea
st
h
a
ti
nF
i
g
.
2
.
~
は難しい.そ乙で，より精度の高い結果を得るため，
3
. 解析方法
今回は便宜上次の手順で解析した.まず，最初に用
タイムターム法による Pn
速度の推定では!地殻内
意した走時データセットに対してタイムターム法を
に発生した j番目の地震から射出した P波がモホ面
適用し，その結果得られた Ai， B
jおよび Vから走
で屈析したあと番目の観測点に伝わってきた時
時残差を計算する.乙の時，大きな残差を示す走時
i
jは
，
に観測される走時 T
データをいくつか取り除いて新しい走時データセッ
Ti
j= D
i
j/V+Ai+B
j
で近似できる.乙乙で， D
i
jは震央距離，
トを作成し，再びタイムターム法を適用する.乙の
VはPn速
jはそれぞれ観測点および震源に関する
度
， Ai， B
タイムタームである.Pn速度の解析においてタイム
タームを含める乙とは，各観測点や震源の直下の地
操作を走時残差がすべてある範囲内におさまるまで
繰り返し，最終的に得られた解を推定値とした.
~
4
. 解析結果
殻構造による影響を差し引くことになるので，単純
2
2
8個の走時データからなるデータセットに対し
な見かけ速度の解析に比べるとより真の速度を反映
て，走時残差が士 1秒以内になるまで計算を繰り返
した結果を期待できる.前節で述べた資料に基づき
した.最終的には 1
9
7個の走時データに対して解析
T
i
jおよび D
i
jをデータとして Ai， Bjおよび Vを最
小自乗法的に求めた.タイムターム法の計算は Me-
乙示す.解析の結果得
した.その走時曲線を Fig.31
られた Pn最小日乗速度は 7
.
8
7土 0
.
1
0l
a
n/
sで，それ
r
e
u (966) によった.
に対するデータ全体の標準偏差は 0
.
4
6秒である.
実際の解析においては，精度の悪いデータはでき
Fig.4R
:
は Pn速度に対する標準偏差の分布を示す.
るだけ避けなければならないが，今回の解析で=はル
ーチン処理による験測値を原則として使用している
.
8
7
l
a
n
/
sR:鋭い谷が見られ，安定した
最小自乗速度 7
ため，あらかじめ精度の悪いデータを取り除くこと
ムターム法で処理したあとの走時残差の分布を F
i
g
.
収束解が得られた乙とがわかる.参考までに，タイ
-1
8-
1
9
牛深測候所における臨時地震観測
1
4
00
1
4
20
1
4
40
1460
1
4
00
1
4
20
1440
1
4
60
460
F
i
g
.
6{
a
l D
i
s
t
r
i
b
u
t
i
o
no
ft
h
er
e
l
a
t
i
v
ev
a
l
u
eo
ft
i
m
e
t
e
r
mf
o
rs
t
a
t
i
o
n
si
nc
a
s
e
sw
h
e
r
et
h
e
time-terma
t IMGi
sr
e
g
a
r
d
e
da
sz
e
r
o
.
• :p
o
s
i
t
i
v
ev
a
l
u
e
0 :negativev
a
l
u
e
{
b
l Averaget
r
a
v
e
l timer
e
s
i
d
u
a
l
sQ
ft
e
l
e
s
e
i
s
m
i
cP-wavef
o
r1
7RCEPs
t
a
t
i
o
n
sby
N
a
k
a
n
i
s
h
i (1986). Symbolsa
r
et
h
esamea
si
n{
a
l
.
Qd
e
-
20
験震時報第 5
2巻 第 1-2号
5I
C示す. F
i
g
.
2I
C見 ら れ た よ う な ， 走 時 が 同 じ 震
央 距 離 に 対 し て 5秒前後の幅を持つ分布に比べると，
~ ~.
とより分布のばらつきはかなり
タイムタームの導入 l
小さくなった乙とがわかる.
~
おわりに
今回の解析に使用したデータはほとんどがルーチ
ン処理による験測値であったため，必ずしも十分な
精度が保証されていない.再験測・震源再決定によ
5
. 考察
る精度向上の余地はまだある.また，地殻構造の地
域性や深さ方向への速度増加の影響についての検討
まず，得られた最小自乗速度について考察する.
968) は
， 1
9
6
7年 弟 子 屈 地 震 の 走 時 解 析 か ら
長宗 (
など，興味ある検討課題が残されている.
北 海 道 に お け る 見 か け Pn速 度 に つ い て 7
.
7
k
m
/
sの値
謝辞
u
z
u
k
i(978)は 北 日 本 内 陸 部 を 伝 わ る Pn
を得た. S
地震波線の区間速度について 7
.
5
-7
.
7k
m
/s
の値を得
北海道大学理学部地震予知観測地域センターには
tal
.(
19
7
3
) は人工地震による
た.一方， Okadae
貴重なデータの使用を快諾していただきました.旭
走時データと重力データ(ブーゲー異常)の解析か
川地方気象台十勝岳火山観測所には験測の便宣を図
.
5回 /
sとした.今回得ら
ら北海道西部の Pn速 度 を 7
っていただきました.札幌管区気象台大沢光雄観測
れた結果は乙れらの値に比べるとやや大きいが，海
課長には原稿を読んでいただきました.記して感謝
溝 付 近 か ら 潜 り 込 む ス ラ ブ の Pn速度のように 8
.
0
k
m
いたします.
/
sを越えるものではなく，データの精度の割にはか
参考文献
なり妥当な値が得られた.しかし，今回の解析では
Pn速 度 の 地 域 性 や 深 さ 方 向 へ の 速 度 増 加 な ど を 考
浜 田 信 生 ・ 吉 田 明 夫 ・ 橋 本 春 次 ( 19
8
3
):気象庁震源
8， 3
5
5
5
.
計算プログラムの改良，験震時報， 4
慮していないため，今回得られた結果にそれらの影
浜田信生 (
1
9
8
4
)
響が含まれている可能性があり，乙れ以上の詳細な
近地地震用走時表の再検討，気
象研究所研究報告， 3
5， 1
0
9
1
6
7
.
議論はできない.
次l
と，得られたタイムタームについて考察する.
Mereu，
R
.
F
.(
19
6
6
) :An i
t
e
r
a
t
i
v
e method f
o
r
使用した震源要素には不確定さがあるため，震源の
s
o
l
v
i
n
gt
h
e time-term e
q
u
a
t
l
o
n
s，Am.Geop-
タイムターム B
jに つ い て 考 察 す る こ と は 大 変 難 し
h
y
s
.UnionGeophys.Monograph，N
o
.1
0，4
9
5
い が ， 観 測 点 の タ イ ム タ ー ム Aiについては，その相
4
9
7
.
対値の分布を考察する乙とは可能であろう.
Fig.6(aHc各 観 測 点 の タ イ ム タ ー ム Aiの 相 対 分
Okada，H
s
.， S
.S
u
z
u
k
i， T
.Moriya and S
.Asano
(
19
7
3
) :C
r
u
s
t
a
l.
s
t
r
u
c
t
u
r
ei
nt
h
ep
r
o
f
i
l
e
布を示す. F
i
g
.
6
(
b
)は中西(19
8
7
) により求められ
a
c
r
o
s
st
h
es
o
u
t
h
e
r
np
a
r
to
f Hokkaido，
た RCEP17
点(今回使用した観測点とは一部異なる)
Japan，a
sd
e
r
i
v
e
d from e
x
p
l
o
s
i
o
ns
e
i
s
m
i
c
における遠地地震に対する平均相対走時残差の分布
ob
s
e
r
v
at
i
o
n
s，J
.P
h
y
s
. Earth，2
，
1 3
2
9-3
5
4
.
である.細部では差異が見られるものの，全体のパ
長 宗 留 男 ( 19
6
8
) :1
9
6
7年 1
1月 4日 の 屈 斜 路 湖 付 近
の 地 震 に つ い て ( 走 時 解 析 )， 地 震 2，2
1，2
3
7
-
ターンはよく似ている.まったく異なるデータから
得られた 2つの分布はし、ずれも地殻構造を反映する
情報であり，両者が互いに同様なパターンを示す乙
2
4
0
.
中西一郎(19
8
7
)
'
P
'先 駆 波 の ア レ イ 解 析 ， 北 海 道 大 学
て発生したp
とは，今回得られた Aiの 分 布 が 北 海 道 の 地 殻 構 造
i
g
.
6
(
a
)に つ い て 簡 単
を反映している乙とを示す. F
フイージー諸島深発地震によっ
に考察すると，北海道南西部および東部では相対的
4
9，1
1
0
.
S
u
z
u
k
i，S
.(
19
7
8
) :L
a
t
e
r
a
lv
a
r
i
a
t
i
o
no
ft
h
e
にモホ面が浅いかあるいは相対的に高速度の地殻が
u
p
p
e
r mantle s
t
r
u
c
t
u
r
e around n
o
r
t
h
e
r
n
存在し，北海道中央部
Japan and i
t
sa
p
p
r
i
c
a
t
i
o
nt
oh
y
p
o
c
e
n
t
e
r
地球物理学研究報告，
北部および日高地方の太平
洋沿岸では相対的にモホ面が深~\かあるいは相対的
に低速度の地殻が存在する乙とが予想される.
.F
a
c
.S
c
i
.，Hokkaido U
n
i
v
.
d
e
t
e
r
m
i
n
a
t
i
o
n， J
S
er
.V
I
I
. 5
.7
91
2
0
.
吉 井 敏 魁 ( 19
71
) :日本における Pn速 度 と 上 部 マ ン
4，1
0
71
1
6
.
卜ノレの地震学的性質，地震 2，2
n
u
白
つ
© Copyright 2024 ExpyDoc
