M 8 ア ル ゴ リ ズ ム (algorithm ) と は ?

◆ M8アルゴリズム(algorithm)

 
​図1

  ロシア科学アカデミーとUCLA(カリフォルニア大学ロサンゼルス校)が開発した、全世界のM8クラスの 巨大地震を5年間という中期・期間で予測する【M8 algorithm 法】という『SPI=eismic Pattern Informatics』 【サイズミック(地震活動度の)パターン・インフォマティクス】、という地震の活動度・静穏化の状態を数値モデル化したツールで約60%の予知率と評価されています。(最新のM8アルゴリズムはニュースレターで配信)

   ロシアは黒海や南側の地域、カムチャッカ地方に大地震が多く(図2)、旧ソビエト時代から地震活動度の理論的・数学的解析に多くのノウハウを持っており、そのための専門の研究所が存在します。M8アルゴリズムはそのロシア科学アカデミーのV. Keilis-borok教授(その後UCLA教授:2013年に92歳で現役教授のまま他界 : 写真)らのグループにより開発されました。ロシア科学アカデミのIEPT研究所がM8アルゴリズムを管理しています(Institute of Earthquake Prediction Theory and Mathematical Geophysics,   Russian Academy of Sciences) 

  このM8 algorithm の元になっているのは、アメリカが地下核実験探知のために全世界に展開している地震観測網から得られる地震カタログです。地震カタログとは地下天気図®でも使用しているデータと同じもので、地震が、いつ、どこで、どれくらいの大きさで発生したかが記録されているデータです。地震カタログを用いて以下の〇で示した地域(図4)で解析を行っています。

  地下天気図®は【RTM algorithm法】という地震活動評価のためアルゴリズムで計算され、可視化したものです。

「アルゴリズム」とは、解を導き出すための処理手順でことで、コンピューターで計算を行うときの「計算方法」のこと「算法」「数学モデル」ともよばれています。

​図3
​図2
V. Keilis-borok教授
​図4
​図5

  M8で警報(Times of Increased Probability of strong EQs: Tips)は次のような基準がある閾値を超えた場合に発令されます。

  1)絶対的な地震活動度

  2)上記地震活動度のゆらぎ

  3)ある程度規模の大きな地震の空間的集中度

  4)過去1年間の主要な地震の余震活動の激しさ 等

といった6種類のパラメータを監視しており、そのうちの4種類が、ある基準を同時に超えた時に機械的に5年間の警報を発するアルゴリズムです。上記を考慮し、半年に一度ずつ全世界の予測を更新しています。図5の2004年7月の例では、日本(首都圏近傍)に赤い異常がでていたという事を示しています。そして赤く示した領域はもう一つのアルゴリズム(メンドシノ・シナリオと言います。これも地下天気図®と同じく、地震活動静穏化を計算する別のアルゴリズム)を用いて、領域の中でどこか一番可能性が高いかを示しています。

 ちなみにこの予測は”空振り”という結果になりました。M8アルゴリズムの外部の第三者機関での評価結果は約60%の予知率という結果が出ています。

 
 図6は、過去1985年から2011年までの西太平洋地域~日本近辺全域に関するM8アルゴリズムのアラーム(予測)とM8クラスの巨大地震の発生の結果(図の★印)を示しています。図5の縦(Y)軸は、M8アルゴリズムのアラームを発した場所・地域、横(X)軸は時間(年)です。
 この期間図5の領域ではマグニチュード8クラスが6個、マグニチュード9が1個の合計7個発生しています。これまでのM8アルゴリズムでの重要な結果は、空振り(図6で予測失敗となっているもの)があっても 場所のズレや時間のズレが多少あっても見逃しがほとんど無い点と考えています。
 めったに起こらない>M8以上の巨大地震を、5年という中期スパンでアラーム予測を出す、M8アルゴリズム法は、地震予測の総合的に判断する上での有効なツールと考えています。
 3.11のケースでは図6、図7にあるように場所的には2006年1月発令のM8アルゴリズム法のアラームの領域内で発生しました。しかし時間的に5年2ヶ月後に発生したので、厳密な意味では(5年以内にという)予知には失敗していますが、5年というのは研究者が自ら決めたルールであり、完全な成功ではないものの、かなりうまくいった予測の例ではないかと判断しています。IEPT研究所のコメントは下記)
​図6
​図7

■  ア ル ゴ リ ズ ム M 8  の 予 知 率 検 証

<<  アルゴリズムM8 IEPT研究所のWebからの日本語訳 : The 2011 off the Pacific coast of Tohoku Earthquake  >>

  「誤警報」のクラスタは、日本でTIPのは、徐々に南西部から北部地域への移行2010年の終わりに2001年の半ばから続いた:それは、CI#64で開始し、CIの82位、その後#80に、2006年に拡大します。 2007年に#64は2010年1月にアラームが障害ツー予測/ 25/09偉大を関連付けることができ、単一の#81に縮小したアラームの新たな領域を、形成されたオフと呼ばれ、## 80-82ました。2003年M8.3、M8.3 15/11/2006、および13/01/2007 M8.2の地震が、その各々が相関地震(Keilis-Borokら、2004のRTP鎖によってリンクされていた。シェバリーンら。、2006)M8-修士課程予測領域に、同様に地震の一連の後ろにPriamurye - 中国東北部の国境に近い2002年6月28日M7.3の深いイベント(深さ566キロ)を用いて開始し、外沈み込み帯の警告セクション、2002年から2010年に警告エリアの12浅いマグニチュード7.0以上の地震が続き、伊豆諸島の下に2009年9月8日M7.1の深い地震(深さ292キロ)で終了しました。東海サイレント地震は、2001年に開始され、「誤警報」のこのクラスタの途中で何年もの間続いた現象も物理的に関連する可能性があります。

 

最後に、2011年3月11日にメガ推力は(上図参照)、それが正式に中止になった後第70日に日本で「誤警報」の独特の歴史を完了しました。その最初の余震(白ドット)M8-修士課程予測輪郭のパッチ全体に沿って広がります。 2011年3月9日にM7.3の地震が51時間によってメガショックを先行し、武工藤(私信)によると、日本の地震学者が期待する「M7.5クラスの宮城県沖地震」の容疑者前震でした。

 

M8-修士課程予測のグローバル試験の2011A更新中のTIPの早期終結をもたらす2440年に2407年から異常閾値変更(破裂の直線濃度であるZhurkov基準の逆数)関数Z1に起因すると起こります以下からの投票スコア必要(および2010Bのアップデートで事実上の)4:6/4:6ダウン4:合理的な男でもTIPに関与7グラフの1のこの変化に気づかないだろう5 ...:6/4 M8アルゴリズムの1992年「ブラックボックス」のバージョンで接頭辞ながら診断、ありません。

 

言って教授Keilis-Borokに反対するのは難しいです: "。アラームが、その早期の終了はかかわらず、被害軽減のために使用されている可能性"

 

東北地方太平洋沖地震の太平洋沖2011の大きさは、(予備グローバルCMT推定値はより長い期間の記録を待っている9.1)8.9よりも大きくなる可能性があります。一方、2004年12月26日メガスラストとは異なり、仙台の地震で破壊は、驚くべきことに、約400キロに制限されています。その前兆パターンはM9.0の+を目的としたM8によって認識されなかったが、破裂の約600キロで2010チリメガスラスト事前に診断されたのはこのコンパクトさは説明することができます。日本でM8.5の+の現在のアラームが1月に終了していません、しかし、M9.0の+とM8.5 +範囲はM8-修士課程予測のグローバル試験の範囲外であるとに記載されているように考慮することができませんでした2011年3月11日メガ推力を進めます。

 

■  ア ル ゴ リ ズ ム M 8 の 計 算

  <<  アルゴリズムM8 IEPT研究所のWebからの日本語訳 >>

 アルゴリズムM8は、その名前からもわかるように、世界的に最も大きな(M8 クラスの)地震を中期的に予測するため、先行する地震活動にある種の事前に定義された異常が出現する時に、自動的に警報を発するアルゴリズムです。

 予測は、地震の大きさとしてM8クラスおよびM7.5クラスの地震を対象としています。解析は基本的に世界の地震発生帯を対象として行われています。

1)M8アルゴリズムでは、まず最初に余震というものをカタログから除去します。そして本震のみの数を考え、その本震の数が過去の平均値とどれくらい大きく異なっているかを調査します。これが地震活動度の変化です。

2)次に我々は”earthquake flow”と呼んでいますが、1)で求めた地震活動度の長期的トレンド、短期的トレンド、地震がどれくらい特定の地域に集中して発生しているかをチェックします。

3)そして上記は最終的に6種類のパラメータに統合され、そのうちの4種類が同時に事前に定義しておいた異常値を超えた時にTIPというフラグを立てます(TIP: Time of Increased Probability).

4)TIPが確認されるとそれは該当地域で5年間継続します。

 

 M8アルゴリズムが重要なのは、この予測は事前に出され、研究者に公表されます。途中で変更されないという事から、第三者にとってきわめて評価しやすい条件の予測となっている事だと思います。

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