平成15年度地球シミュレータ共同プロジェクト利用報告会

利用責任者名 ： 坪井誠司 （海洋科学技術センター 固体地球統合フロンティア研究システム）

共同プロジェクトテーマ ： 全地球弾性応答シミュレーション

発表資料 (508KB)

発表要旨

１．プロジェクトの目的

Spectral Element法、Finite difference法及びDirect Solution法を用いて、現実的な三次元地震波速度構造モデルに対する地震波伝播のシミュレーションを、これまで行われたことのない実体波の周波数範囲にまでわたって行うことが目標である。これにより、これまで求められていた三次元地震波速度構造モデルから期待される実体波の走時異常を厳密に求めることも可能となり、観測との比較から三次元速度構造モデルの検証並びに推定を行うことが可能となる。また、地震の震源過程の研究に当たっても、これまでに求められた三次元地震波速度構造の地震波伝播への影響を厳密に評価できるため、地球内部構造の影響を取り去ったより詳細な地震の震源過程を求めることも可能になる。

２．今年度当初の計画

Spectral Element 法の計算では、複数の三次元地球モデルと複数の地震に対して地震波形の計算を行い、観測波形との比較から、モデルの精度についての評価を実施する。評価は地震波形の一致の程度について行うので、地震波形は表面波及び長周期実体波の周期範囲まで計算を行う。Direct Solution法では、三次元地震波速度構造モデルを求めるための波形インバージョンを実施し、モデルパラメータや周波数範囲などについて検討を行う。

３．今年度得られた成果、および達成度

＜成果＞

• 波形インバージョンによる３次元地球内部構造推定のためのプログラムを移植した。ベクトル化率、並列化率共に大規模なインバージョン実施に十分であることを確認した。
• スペクトル要素法による理論地震波形計算は、 507 ノードを用いることにより現実的な 3 次元地球モデルに対して周期 3.5 秒まで計算できることを確認した。
• この理論地震記録が地球内部不連続面の凹凸の推定が可能であることを示した。
• 2002 年 11 月 3 日アラスカ地震により励起された地震波形を正確に再現できることを示した。これにより SC2003 にてゴードンベル賞 (Peak performance) を受賞した。

＜達成度＞

• 波形インバージョンによる地球内部構造の推定は、 10 ノードでの計算を実行し当初の目的をほぼ達成した。
• Spectral Element 法による理論地震記録計算は、 507 ノードを用いて周期 3.5 秒まで計算できることを確認し、当初の目的はほぼ達成した。また、 507 ノードでの実効性能がピーク性能の 1/3 と 243 ノードの場合と同程度の性能となることを確認し、今年度の目標はほぼ達成された。