平成22年度 地球シミュレータ利用報告会

全地球弾性応答シミュレーション

発表資料 (3.8MB)

1. プロジェクト名

全地球弾性応答シミュレーション

Global elastic response simulation

2. プロジェクト責任者名

坪井 誠司 (海洋研究開発機構・地球内部ダイナミクス領域)

Seiji Tsuboi

3. プロジェクトの目的

地震波形インバージョン解析による地球内部三次元構造推定のために, グローバルスケールの三次元速度構造を考慮した高解像度波動伝播シミュレーションを行う. 波動伝播シミュレーション手法としては, 内部構造インバージョンと直接結びつくDSM法と, 現時点で地球シミュレータにより到達しうる理論地震波形の精度を検証するためにスペクトル要素法との, 二つの数値計算手法を用いる.

4. 今年度当初の計画

高解像度波動伝播シミュレーションにおいては, 地震震源の対蹠点における地震波形記録を計算し, 観測記録に見られる地震波について地球内核構造に原因が求められるかを検討する. また, 地震波異方性の観測において, これまで考慮されていなかった後続相の影響を厳密な理論波形計算により評価し, 異方性構造推定における分解能について検討する. 内部構造インバージョンにおいては, 地震データ数の増加により分解能の向上に努め, 新たな内部構造モデルを得る.

5. 研究計画に沿った利用状況

地震波形計算においては, 127ノードを用いた計算が出来ないために, 同じ精度の計算を91ノードで行うことが出来るようにパラメータの調整を行う. これにより, 計算時間は増大するが, 必要な計算の回数を吟味することで利用可能な資源内で計算が終わるように調整する. 内部構造インバージョンにおいても周波数帯を分割し直すことにより少ないノードでも計算が実行できるように調整する.

6. 今年度得られた成果, および達成度

成果

  • 地震の対蹠点における理論地震波形記録を厳密に計算し, 観測波形に見られる地震波と地球内核構造との関連について明らかにした.
  • 2010年2月27日に発生したチリ地震（マグニチュード8.8）により励起された地震波を計算し, 観測波形との比較により震源過程の検討を行った.
  • 地球内部構造インバージョンで用いるデータセットを地震数191個から503個に増加させ, モデルの解像度を向上させた. これによりマントル下部の微細構造をより鮮明に得ることが可能となった.
  • 地球内部の地震波異方性構造推定において問題となり得る後続相の影響について厳密な地震波形計算によりその効果を明らかにした.

達成度

※年度当初の研究計画を全て達成した場合を100%として数値で示してください. 複数の目標があった場合は, それぞれについて達成度を数値で示してください.

  • 理論地震波形計算 70%
  • 地球内部構造インバージョン 70%

7. 計算機資源の利用状況

計算機資源の利用状況

※計画的に計算機資源を利用できているか, 状況を記載してください.

2011/01/04現在で当初割り当て計算機資源26000ノード時間積のうち24126ノード時間を使用しており(約92%), 計算機資源の利用は計画的に行われたと考えられる.

チューニングによる成果

※ベクトル化, 並列化チューニング等, 計算機資源を有効利用するために行ったこととその効果を記載してください.

利用可能なノード数に制限があることから, より少ないノード数でも同程度の精度が得られるようにノードあたりの使用メモリ量を増やすようにパラメータの調整を行った. これにより, 使用するノード数は少なくなるが計算時間は増えるために, 計算機資源の利用を年度前半に行うように努力した.