大量の地震計・気圧計・水圧計などのデータを丹念に解析し，ノイズと思われていた記録の中から新たな振動現象を探り当て，その謎の解明を目指している．その際，大気-海洋-固体地球の大きな枠組みで現象を捉える事が重要である．

（3-1）脈動実体波に関する研究

　地動の脈動の存在自体は1940年代から知られている.励起源が海洋 波浪であることは既に確立されており，その励起の特徴から大きく2つに分類され る.1つ目は，primary microseisms と呼ばれる約 0.07 Hz の特徴的な周波数を持つ振 動である.この周波数が海洋波浪の特徴的な周波数と対応している事と Love波の 振幅が卓越している事から，海岸線付近の斜面に打ち寄せる海洋波浪 が励起源だ と考えられている.2つ目は secondary microseimsと呼ばれ、海洋波浪のちょうど倍 の卓越周期 (0.15 Hz) をもつ.海洋波浪の非線形効果が励起に寄与していると考え られている [LonguetHiggens, 1950].ともに海洋波浪が励起源のため，表面波が卓 越していることがよく知られている.

　2014 年 12 月 9 日爆弾低気圧が大西洋で発生しイギリスやアイルランドに被害をもたらした． その際に海洋波浪により発生した P 波は地球深部を伝播し日本にまで到達した．観測された P 波の振幅は 0.1μm と一見小さいが，同じ地域で起こったマグニチュード 6 の地震にも匹敵す る．このような海洋波浪起源の地震波は，近年地球内部構造を調べる上で注目されている．そこで，嵐による海洋波浪が励起する脈動 S 波を初めて検出し，観測データから嵐がどのように地震波(P 波・S 波などの実体波)を励起しているかを明らかにした． 大西洋で発生した爆弾低気圧時の日本の地震計記録を解析し，爆弾低気圧によって励起され た周期 5-10 秒の P 波・S 波を検出し，震源位置と強さを推定した．低気圧の移動にともない 震源は海底の等深線に沿って移動している事が分かった．同様の脈動実体波の検出を系統的に行い普遍的に存在することを示した．

　爆弾低気圧だけではなく、脈動P波は数多くの嵐や台風などによっても励起されるされることが報告され注目され始めている。そこで、全球的なP 波脈動の活動をモニタリングするために、2004-2020年の期間の日本列島に設置された地震計データ(Hi-net)を系統的に解析した。その結果、脈動P波活動は北半球の冬で、多くのcentroidは北西太平洋・北大西洋で活発である事が分かった。一方南半球の冬には、南太平洋・南極海で活発である事が分かった。また、これらの活動は海洋波浪モデルによっておおよそ説明出来る事が分かった。例外として、海洋波浪モデルと最も活動の違いは、オーストラリア北部 (カーペンタリア湾)で顕著であった。その原因を解明することは、今後の大きな課題である。

　本研究は、遠く離れた嵐によって励起された地震波を使って嵐直下の地球内部構造が推定で きる可能性を示している．地震、観測点ともに存在しない海洋直下の構造を推定できる可能性 を意味し，地球内部構造に対して大きな知見を与える可能性がある．

（3-2）海洋島の地震計記録から海洋外部重力波活動を推定する

　海洋島に設置された広帯域地震計のノイズレベルを解析してみると、しばしば周期100秒から数100程度のブロードなピークが観測される。原因として海洋外部重力波起源だと考えられているが、定性的な議論が中心となっている。最近、津波(物理的には海洋外部重力波と同一の減少)の伝搬にともなう海洋島の弾性変形 (Nishida et al.,2019) の定量的な評価できろことがわかってきた。しかし津波は物理的には外部重力波であるが、平面波を仮定していたため、そのままではその活動の見積もりに使うことは出来ない。そこで、津波に対して開発した手法をランダムに励起された海洋重力波に対して拡張し、海洋外部重力波の定量的な議論の可能性を示した。

（3-3）地震波干渉法による地震波速度構造モニタリング

　地震・火山現象を理解する上で、地震波速度構造の時間変化を捉える事は重要である。これは、地震や火山噴火に伴った応力変化や流体の移動は、近傍の地下構造に大きな影響を与えるため、地震は速度構造の変化から応力状態や流体の分布などに制約を与えることが期待できるためである。実際に地下構造の時間変化を求めようとする場合、コントロールソースを用いて繰り返し地震波トモグラフィを繰り返す事が想的である。しかし多くの場合現実的ではない。一方自然地震を使う場合、震源の不確定性や震源分布の偏りなどに起因する不確定性が速度構造の不確定性を引き起こす。そのため、たとえ時間変化が見かけ上見えたとしても、それはただのノイズなのか本当の速度変化なのか判然としがたい。地震波干渉法による解析では、励起源の分布がランダムかつ一様な場合には、一方の観測点を仮想的な震源とみなすことができるためこの問題を回避することが可能である。地震波干渉法によって検出された地震波速度構造の時間変化は地震・火山現象以外にも、降水量に伴う変化等表層付近の現象に強く影響されていることも分かってきた。本研究では、降水量等の影響を定量的に評価するために、状態空間モデルが有効であることをしめし、拡張カルマンフィルターによる地震波速度構造の推定手法を開発した。この手法を、2011年新燃岳噴火時の地震波形データに適応し、火口近傍のみ噴火に1ヶ月ほどまえから噴火に向けて、約5%程度地震波速度構造が低下していることを示した。