※Progress in Earth and Planetary Science は，公益社団法人日本地球惑星科学連合（JpGU）が運営する英文電子ジャーナルで，JpGUに参加する50学協会と協力して出版しています．
日本語Abstract
Review
Solid earth sciences
202309202309
周波数帯(0.003-1.0 Hz)地震波ノイズの分類学
谷本 俊郎, Aaron Anderson
Seismic noise between 0.003 Hz and 1.0 Hz and its classification
Toshiro Tanimoto, Aaron AndersonToshiro Tanimoto, Aaron Anderson
Low-frequency seismic noise, Ocean–solid earth interaction, Wave–wave interaction, Quasi-static deformation
図
(a) 南カリフォルニアの地震アレー解析によって決めたP波の励起源。米国東海岸をハリケーンSandyが北上した際（白いマーカー）、P波が伴っていたが、同時に北太平洋の低気圧からもP波が励起されていた。低気圧付近では海洋波浪のwave-wave interactionにより実体波が励起されている。
(b) 竜巻内は気圧が低いので、地表面にタッチした際に、地震波が励起される。震源インバージョンで決めた励起源の強さは、竜巻の強さを表すFujita scaleと相関を示す。
(c) 周波数0.3-1.0秒には、風によって起こされた近海の波のwave-wave interactionにより励起された地震ノイズが見られる。これはSecondary Microseismの周波数領域(0.1-0.4 Hz)より少し高いところで見られる。地震波（上）、海洋波（中）の振幅の高いところは白で示されていて相関が高い。風のデータ（下）も風速の高いところでは地震波、海洋波と相関が認められる。
(d) 上下動地震計と気圧計を解析すると、地震ノイズ中の遠くから伝わってくる波とローカルな気圧変化で起こされる加重変形を分離することができる。データはEarthScope Transportable Arrayの２点(KMSC,U57A)から得られた。縦のダッシュの左側が遠くから伝わってきたノイズ、右側が地表の圧力によって準静的に変形している時のデータである。各点は１時間ごとに計算した地震波（縦軸）と圧力（横軸）のP S Dであり、２０１４年の一年分がプロットされている.
低周波数帯(0.003-1.0 Hz)の地震波ノイズを分析すると、主なノイズはPrimary Microseism(PM 0.05-0.07 Hz)、Secondary Microseism(SM 0.1-0.4 Hz)、Hum(Background oscillations, 0.003-0.015 Hz)である。PMの励起は遠地からの海洋波浪(Swell)と固体地球の海岸付近での相互作用(Direct interaction)、SMは海洋波浪どうしの非線形相互作用(Wave-wave interaction)、Humは海洋波浪どうしの非線形作用から生まれる海洋の長周期波と固体地球の相互作用(Direct Interaction)によること知られている。ただしこの３つ以外でも、短期的には（数時間から２−３週間)ノイズ源となるいろいろな現象が存在している。たとえば台風等の熱帯低気圧、ウェザーボム、ストームクエイク、竜巻などである。
これらの現象は励起のプロセスにより、大きく４つに分類することができる。海洋波浪と固体地球のDirect interaction(PM, Hum, ストームクエイク), 海洋波浪どうしのWave-wave interaction(SM,海上での熱帯低気圧、ウェザーボム）、地表での大気圧の急激な変化（竜巻、上陸後の熱帯低気圧）、ゆっくりとした気圧変化による荷重変形である。最後の荷重変形は地震波の励起というよりは準静的な変形である。この現象そのものは１９７０年ごろより知られているが、地震計のすぐそばに気圧計がなければ確認できないので、最近になるまで気づきにくかったと思われる。
SMの起源は近海なのか遠海なのか、という議論がさかんになったことがあるが、この周期帯（0.1-0.4 Hz）にはあらゆるところからのシグナルが来ているというのが答えである。なぜなら，通常は近海でのWave-wave interactionによる表面波の影響が大きいが、遠くの低気圧によって励起される実体波も存在していることがアレー解析で確認できる。将来的にこのアレー解析を突き詰めれば、遠海での海洋波浪の季節変化等をモニタリングすることも可能になると思われる。
谷本 俊郎（University of California, Santa Barbara）
（敬称略）
