地震後の超高層大気変動を3次元解析で高精度に可視化~電波障害予測や宇宙天気予報の実現にも期待~

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2025-05-29 京都大学

京都大学の惣宇利卓弥特定研究員らの国際共同研究により、令和6年能登半島地震直後の電離圏応答が、超稠密GNSS観測網と独自の3次元トモグラフィー手法で高精度に可視化されました。電子密度変動が震央を中心に同心円状に拡大し、高度が高いほど伝播が早いことが判明。これは地震による音波が影響していると確認され、非線形な波の伝播や複数音波源の存在も示唆されました。本成果は、電波障害予測や宇宙天気予報の精度向上に貢献します。

地震後の超高層大気変動を3次元解析で高精度に可視化~電波障害予測や宇宙天気予報の実現にも期待~(a) (b):GEONETとソフトバンク社が提供するGNSS受信機の分布。(c)~(l):令和6年能登半島地震の直後TEC の変動成分の2次元マップ図。縦軸と横軸はそれぞれ、地理緯度と経度を表す。黒の点線で囲まれた部分は、3次元トモグラフィーの解析領域を示している。五角星は震央を示している。

<関連情報>

超高密度GNSSネットワークによる2024年能登半島地震後の垂直電離層応答の解明 Unveiling the vertical ionospheric responses following the 2024 Noto Peninsula Earthquake with an ultra-dense GNSS network

Weizheng Fu,Yuichi Otsuka,Nicholas Ssessanga,Atsuki Shinbori,Takuya Sori,Michi Nishioka & Septi Perwitasari
Earth, Planets and Space  Published:29 May 2025
DOI:https://doi.org/10.1186/s40623-025-02211-y

Abstract

This paper leverages total electron content (TEC) perturbations obtained from an ultra-dense Global Navigation Satellite System (GNSS) receiver network across the Japanese archipelago to reconstruct the three-dimensional (3-D) structures of ionospheric responses following the 2024 Noto Peninsula Earthquake (Mw7.5). Reconstructions successfully captured the concentric electron density perturbations extending radially from the epicenter in the horizontal and vertical cross section 9–10 min after the earthquake. At south of the epicenter, in the meridional-vertical cross sections, phases of the electron density perturbations have a tilted structure stretching from north-up to south-down, which gradually becomes more vertical over time. Model calculations indicate that these electron density perturbations are caused by seismic acoustic waves, with sound velocity increasing at higher altitudes. However, the difference between theoretical predictions and reconstruction results may suggest the non-linear propagation of acoustic waves in the ionosphere, and the presence of multiple acoustic wave sources along the fault.

1702地球物理及び地球化学
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