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SUMMARY
CONTENTS
목차
제1장 연구개발과제의 개요 10
제2장 국내외 기술개발 현황 11
제3장 연구개발 수행 내용 및 결과 12
제1절 주행시간 역산에서 진원분포와 모델 층수가 속도구조에 미치는 영향 12
제2절 히말라야 충돌대 주변지역의 일차원 속도구조 25
제3절 경주 및 문경-옥천 주변 지역의 일차원 속도구조 39
제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 46
제5장 연구개발결과의 활용계획 48
제6장 참고문헌 49
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I. 제목
GA-MHYPO를 이용한 1-D 속도와 진원요소 동시 결정
II. 연구개발의 목적 및 필요성
지진연구에서 가장 기초적이고 중요한 문제는 진원요소(위도, 경도, 깊이 및 발생시간)결정과 지구의 속도구조를 이해하는 것이다. 진원요소를 결정하는 기존의 알고리즘들은 속도구조를 안다는 가정 하에서 주어진 속도를 사용하여 진원요소를 결정하는 방법이다. 그러나 지구상에서 실제 속도를 알고 있는 지역이 거의 없기 때문에 기존의 방법으로 결정된 진원요소는 사용된 속도구조와 실제 속도구조의 차이에 따라 오차가 발생한다. 더욱 심각한 문제는 오차를 가진 진원요소를 사용하여 주행시간 역산을 할 경우 역산에서 구해진 속도구조는 실제 속도구조와 큰 차이를 보이므로 신뢰할 수 없다.
그러므로 이번 연구에서는 비교적 정확한 진원요소를 결정하는 GA-MHYPO를 사용하여 진원요소를 재결정 한 후 그 자료를 사용하여 신뢰할 만한 일차원 속도구조를 결정할 수 있는 향상된 주행시간 역산방법을 개발하고 합성자료와 실제 지진자료에 적용하여 정확성과 안정성을 검증하고자 한다.
III. 연구개발의 내용 및 범위
GA-MHYPO를 사용하여 향상된 진원요소를 결정한 후 주행시간 역산을 수행하여 신뢰도 및 정확도가 높은 일차원 속도구조를 결정하는 알고리듬을 개발하고, 합성자료와 실제 지진자료를 사용하여 이 방법의 안정성과 정확성을 검증한 것이다. 두 점을 잇는 파선 추적 (Kim and Baag, 2002)을 사용하여 오차가 없는 합성자료를 생성하고, 통계학적으로 오차가 있는 자료도 생성하였다.
이 방법을 히말라야 충돌 지역에서 발생한 지진에 적용하여 충돌경계와 경계의 전후 지역에서의 속도구조와 지각구조의 특성을 파악할 것이다. 이 결과는 충돌경계에서의 판구조 운동을 이해하는데 도움이 될 것이다.
또한 최근 한반도에서 지진빈도수가 가장 많고 관측소와 방위각 범위(azimuth coverage)가 양호한 경주와 문경-옥천지역에서 발생한 지진에 적용하여 향상된 진원요소와 신뢰성 있는 일차원 속도구조를 결정할 것이다. 기존의 진원요소와 이번 연구에서 재결정된 진원요소를 비교 검토하여 GA-MHYPO의 정확성과 안정성을 검증하고, 재결정된 속도구조와 기존 결과를 비교하여 모의 타당성 검토를 수행할 것이다.
IV. 연구개발결과
1. 주행시간 역산에서 모델의 층수와 진원 분포가 속도구조의 정확성 및 분해능에 미치는 영향 평가
· 두 점을 잇는 파선 추적을 사용하여 오차가 없는 합성자료 생성
· 통계학적으로 오차를 첨가한 자료 생성
· GA-MHYPO를 사용하여 진원요소 결정
· 주행시간 역산에서 진원위치와 모델의 층수에 의한 분해능 검증
2. 히말라야 충돌 지역에서의 일차원 속도구조 결정
· 히말라야 지역의 지각 평균 속도: 6.3~6.4 km/s
· 두 개의 모호면이 약 45와 60 km 깊이에 존재할 가능성이 매우 큼
3. 경주 및 문경-옥천 주변 지역의 일차원 속도구조 결정
· 지진원이 존재하는 20 km까지 각층의 두께를 5 km씩 4개의 층으로 구분함
· 경주 지역: 깊이가 증가함에 따라 각 층의 속도는 5.64, 6.17, 6.29, 6.33 km
· 문경-옥천 지역: 깊이가 증가함에 따라 각 층의 속도는 5.4, 6.1, 6.27, 6.04 km 15~20 km 깊이에 저속도층이 존재함
V. 연구개발결과의 활용계획
새로운 진원요소 결정 알고리듬인 GA-MHYPO는 신뢰할만한 일차원 지각 속도구조가 밝혀지지 않은 지역에서 정확한 진원요소를 결정하는데 유용하게 사용될 수 있다. 그러므로 지각속도 구조에 대한 정보가 거의 없는 한반도 지역에서도 비교적 신뢰할 수 있는 결과를 도출할 수 있을 것이다. 새 알고리즘으로 재결정된 진원요소를 이용하여 한반도 및 주변지역에서 발생하는 지진의 특성을 연구하여, 한반도 지진방재대책 수립과 지진학의 각종 연구에 중요한 기초자료를 제공하게 될 것이다.
또한 정확한 지진지체구조구 설정 및 지진재해도 작성에 필수적인 삼차원 지각 속도 구조에 대한 정보를 밝히는데 이번 연구에서 개발한 주행시간 역산 알고리듬으로 결정된 일차원속도구조가 기초자료로 활용될 수 있다.
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