その他のツール¶

timvis tools¶

timvis.gmt と timvis_abs.gmt はstopwatch_mode = .true.の際に出力される経過時間ファイルを解析し，各計算ノードでサブルーチン毎の計算負荷のバランスを可視化する．GMTバージョン5以降が必要である．

地理座標変換¶

ll2xy.xとxy2ll.xは，で採用されているガウス・クリューゲル変換によって緯度経度とデカルト座標系の相互変換を行うツールである．

2D-3D変換ツール wvconv.x¶

New in version 5.2

wvconv.x は2次元シミュレーションの結果に基づいて，3次元シミュレーション相当の地震波形に変換するツールである．

震源位置 $(\xi, \eta, \zeta)$ の点震源による3次元空間の地震波形 $V_{3D}(\xi, \eta, \zeta, t)$ は，震源位置 $(\xi, \zeta)$ による2次元空間の地震波形 $V_{2D}(\xi,\zeta, t)$ と，以下のような関係にある:

$\begin{align} V_{2D}(\xi, \zeta, t) = \int_{-\infty}^\infty V_{3D}(\xi, \eta, \zeta, t) d \eta \end{align}$

つまり， $V_{3D}$ を $y$ 軸方向に震源について積分した線震源による地震波が2次元シミュレーションの結果である．一方，この逆変換は，

$\begin{align} V_{3D}(\xi, \eta=0, \zeta, t) = \frac{1}{\pi} \sqrt{\frac{1}{2 R v}} \frac{d}{dt} \left[ \frac{1}{\sqrt{t}} \ast V_{2D}(\xi, \zeta, t) \right] \end{align}$

によって計算できる¹．ここで $R$ は伝播距離， $v$ は各地震波相の速度である．記号 $\ast$ は畳み込みを表す．

ツール wvconv.x は， $R$ と $v$ 一定の仮定のもとで，周波数領域による計算

$\begin{align} & \widetilde{V}_{2D} (\xi, \zeta, f) = \int_{-\infty}^\infty V_{2D} (\xi, \zeta, f) e^{i 2 \pi f t} dt \\ & V_{3D}(\xi, \eta=0, \zeta, t) = \int_{-\infty}^\infty \sqrt{-\frac{i f}{Rv}} \widetilde{V}_{2D} (\xi, \zeta, f) e^{-i 2 \pi f t} d f \end{align}$

によって3次元空間における模擬波形を計算する．ここで $R$ は震源観測点からの直線距離で， $v$ の値はパラメタとして与えることもできるが，デフォルトでは $v=4000$ m/sを仮定して計算する．

Usage¶

wvconv.x in.sac out.sac (V0)
     in.sac: input SAC file (must be 2D simulation output)
     out.sac: output SAC filename
     V0 (optional): assumed average velocity in m/s unit. Default is 4000 m/s

一例として，example/lhm.datの1次元構造で計算したP-SV2次元コードによる波形からwvconv.xにより変換した（ $V=4000$ m/s）波形と，同じ構造での3次元計算の結果の比較を下図に示す．

Figure

3次元シミュレーション結果（灰色線）と2次元P-SVシミュレーション結果をwvconv.xで変換したもの（赤線）の比較．

地震波相の速度を4000 m/sと仮定するため，そこから外れるP波や表面波後続相では若干の振幅の違いが見られるが，全般的に波形は非常によく一致している．もしwvconv.xを介さずに比較すると，振幅も波形形状もまったく異なる．

Warning

wvconv.xはVersion 5.2で新たに導入されたコードであり，まだ十分に枯れていない．利用には細心の注意を払って欲しい．

Li, D., Helmberger, D., Clayton, R. W., & Sun, D. (2014). Global synthetic seismograms using a 2-D finite-difference method. Geophysical Journal International, 197(2), 1166–1183. doi:10.1093/gji/ggu050 ↩