課題演習DA(地震):(3) 本物の地震のデータから震源決定
(久家担当)

【注意】 本ページは、PandAの前期課題演習DAのコースサイトから、仮想端末VDIでLinux(ubuntu)を利用することを想定して記載されています。

高感度地震観測網 Hi-net の熊本地震のデータ

2016年4月16日に起こった熊本地震の本震(気象庁マグニチュード7.3)と、 2016年4月14日に起こった熊本地震の前震(気象庁マグニチュード6.5)のデータを、 以下に準備しました。 好きな方を選んで、少なくとも、どちらか一方を調べてください。 余裕のある人は、両方を調べてみてください。 これらのデータはホームページで公開されているオリジナルのデータではなく、 扱いやすいように、GNUPLOTで表示できる形式に変換したものになっています。

★ 今回使う地震計のデータはここ(本震, 前震)

LinuxにあるWWWブラウザ(例えばChrome)でこのページを開き、 上のリンクをクリックして、圧縮ファイル(.tarが最後についたファイル)を 手元に(Linux)に保存(ダウンロード)します。

それから、Linuxで以下のコマンドを走らせてください。

tar xf 圧縮ファイル名(最後に .tar がついた名前)

コマンドを走らせると、 160416gnuplot あるいは 160414gnuplot という名前のdirectoryができ、 その中にデータの入ったファイルがたくさんあります。
ファイルの例:N.MSMH.U.dat

※注意:この作業でできるファイルの総容量は、1圧縮ファイルにつき、 約 5.5 Mbyte です。

各データファイルはGNUPLOTで表示できます。 ファイルの名前が、観測点の名前とデータの成分を表しています。 データには同じ観測点名で3つの成分があり、 U, N, Eが、各々、上下成分、水平南北成分、水平東西成分のデータにあたります。

各データファイルの中身は、 emacsやmoreやlessを使って見ることができます。 各データファイルの最初の行に、 先頭データの時刻がかかれています。 日にちは1月1日からの通算日です。 観測点の緯度(lat)と経度(lon)の情報は、2番目の行にあります。 3行目からがデータで、各行、 先頭データからの経過時間(秒)と地震計データの値で与えられています。

端末(Terminal)で
gnuplot
と入力し
gnuplot> plot 'ファイル名’ w l
とすると、ファイルの中のデータが画面に表示されます(1行目が横軸、2行目が縦軸)。

GNUPLOTを使って画面に表示し、各観測点にP波の最初の揺れ(初動)が到達した時刻を読んでください。 また、P波の最初の揺れが、上下のどちらの向きへ揺れているかも 記録しておいてください。 最終日の【演習4】で使います。

<P波初動の到達時刻をGNUPLOTで読むときのtips>

☆GNUPLOTのplotで表示すると、グラフ枠外にカーソルの位置の座標が 数値で表示されます(多分、左下)。それをうまく利用してください。

◆x軸(横軸;時間軸)の範囲を変える
set xrange[A:B]
AからBの範囲をプロットする

◆x軸(横軸;時間軸)の大目盛りの間隔を変える
set xtics C
大目盛りの間隔をCにする

◆x軸(横軸;時間軸)の小目盛りの分割数を変える
set mxtics D
大目盛りをDつに分割して小目盛りをつける

◆図にグリッド(格子)をいれる
set grid

☆これらのあとに、replotとすると、指定した形式で図をプロットします

☆その他GNUPLOTの使い方もろもろは、 gnuplotの初歩 などを参照ください。

【演習3】 読みとった時刻をもとに、 【演習1ー2】あるいは【演習1ー4】で作成したプログラムを使って、 地震の震源の位置と発生時刻を自分で決めてみましょう。

<補足1>

観測点の位置は、緯度と経度で与えられています。 一方、作成したプログラムは、直交(直角)座標系を使っています。

観測点の緯度と経度を、直角座標系に変換するには、 国土地理院の 「測量計算サイト」 が使えます(熊本付近に適当な「系番号」を選んで使ってください)。 また、決定した震源の直角座標系の位置を、 ここで緯度と経度に変換することもできます。

<補足2>

日本列島の内陸で起こる多くの地震は 地殻(深さ0から約30kmぐらいの領域)のうちの 上部地殻(深さ0から約15kmぐらい) で起こっています。熊本地震もそのような地震のひとつです。 初期値の目安にしてみてください。

<補足3>

P波速度は 5.0〜6.1km/sぐらいを目安にしてみてください。