カルマンフィルターによる火山性磁場変動検出の試み

Abstract

火山性の長周期磁場変動を効率よく取り出すための手法の開発を行った。観測時系列は，時間的に滑らかに変動するトレンド，変動周期がおよそ の波群，参照点における地磁気 成分と相関する成分，観測ノイズ，の4つの成分から構成されるとし，各成分に拘束条件を与えて状態空間モデルで定式化し，カルマンフィルターを用いて解いた。この手法を口永良部島で観測された全磁力データへ適用したところ，やや長期の欠測がある場合でも，ある程度の精度で各成分に分解することができ，抽出された観測点毎の変動量から，活動火口周辺直下で熱消磁が続いていることが明らかとなった。

A new procedure to extract the long-period volcanomagnetic variation was developed. A time series model including a trend component, a periodic component, an external magnetic field response, and a white noise was considered and separated to each component with a Kalman filter algorithm. The method was applied to the geomagnetic total intensity data observed at Kuchierabujima volcano and worked well against the data with a long-term defect by using the data of a standard geomagnetic observatory as the reference data for the estimation of the geomagnetic field variation of external origin. The extracted trend component of each observation site revealed that thermal demagnetization is going on at depth around the Shindake active crater.