| Project/Area Number |
22K03747
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 17030:Human geosciences-related
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| Research Institution | YUKIKEN Snow Eaters Co., Ltd. (Laboratory) |
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Principal Investigator |
西村 浩一 株式会社雪研スノーイーターズ(研究室), 雪研スノーイーターズ(研究室), 研究室室長 (10180639)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
齋藤 佳彦 株式会社雪研スノーイーターズ(研究室), 雪研スノーイーターズ(研究室), 主任研究員(兼 研究開発部部長) (40601042)
安達 聖 国立研究開発法人防災科学技術研究所, 雪氷防災研究部門, 主任専門研究員 (80719146)
田邊 章洋 国立研究開発法人防災科学技術研究所, 雪氷防災研究部門, 契約研究員 (90830448)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2025: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2024: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 雪崩 / スラブ / MPM |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は、猛吹雪の発生のもとで成長するスラブ（吹きだまり）の構造とその力学的特性を現場観測とX線μCT解析を併用して国際的にも初めて定量化するとともに、MPM（Material Point Method）と雪の特性に基づいて改良を加えたカムクレイモデルを用いて、これまで切り離して議論されてきた雪崩発生から流動、停止に至るそれぞれのプロセスを統一して表現する雪崩の汎用モデルを開発する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
猛吹雪のもとで発生・成長するスラブ（吹きだまり）の力学特性を明らかにするため、北海道のニセコモイワスキー場の尾根上で、2025年3月に数日間にわたり、前年度に確立した手法に基づいて密度、硬度、雪質、雪温などの積雪断面観測を集中的に実施した。また形成された吹きだまりの積雪サンプルを表面から連続的に採取し、積雪内部の空隙をドデカンで充填したうえで冷凍保存し、防災科学技術研究所の新庄雪氷環境実験所に輸送した。そして当研究所のX線μCT解析装置を用いで積雪の微細な3次元構造を非破壊で計測した。観測にあたっては風速計と吹雪を自動で計測するスノーパーティクルカウンター（SPC）を設置して、風速と吹雪フラックスや雪粒子の粒径分布の時間変動を計測し、積雪構造の変化との関連について詳細な比較検討が実施された。
さらに2025年1月30日にはニセコアンヌプリの水野の沢において、スキーパトロールの協力のもと人工爆破による雪崩実験を行った。レーザープロファイラ―と赤外線カメラを搭載したドローンにより雪崩の発生から運動そして停止に至る全プロセスの情報を取得したほか、雪崩により誘発される地震動とインフラサウンドの計測も行った。このほか、同じニセコアンヌプリの見返り沢近傍で上記のドローンによる計測を約1週間程度の間隔で実施し、当地に形成される吹きだまりと雪庇の成長過程を記録した。
またスイス連邦工科大学チューリッヒ校のGaume教授のグループにより開発された雪崩の発生から運動、停止に至るすべてのプロセスを記述可能なMaterial Point Method (MPM)を導入し、ニセコでの人工雪崩実験や過去の見返り沢近傍で発生した雪崩の運動の再現を試みた。さらに今年度取得された吹きだまりと雪庇の成長過程も対象に含めて、今後も両国で緊密に連携してMPMの運用およびさらなる改良を進めていくことが確認された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
前年度に確立した手法に基づき、スラブが形成される尾根上での猛吹雪下での積雪観測および積雪のサンプリングから冷凍保存、さらには新庄の研究所へ輸送という一連のプロセスを滞りなく実施することができた。またスノーパーティクルカウンター（SPC）による吹雪のフラックスと粒径分布の時間変動とX線CTの解析による3次元構造の解析の結果からは、スラブの雪質の脆弱性をもたらす要因に関わる貴重な知見が得られた。
またニセコ地区では、人工爆破による雪崩実験がスキー場関係者の協力のもと実施され、発生から運動そして停止に至る詳細な記録がレーザープロファイラ―と赤外線カメラを搭載したドローンにより取得された。一連のデータは雪崩の運動モデルの構築に大きく資することが期待される。
またスイスのGaume教授と連携に基づいて彼らが開発したMPMモデルを導入し、上記の人工雪崩実験および過去にニセコで発生した雪崩の再現にもおおよそ成功した。今後は今冬に得られた吹きだまりの成長プロセスも取り込むことでさらなるモデルの改良を進めるという共同研究の道筋も確立された。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度はそのプロセスがほぼ確立した、猛吹雪下での観測および積雪のサンプリングから冷凍保存、さらには新庄の研究所への輸送、X線CTの解析による3次元構造の解析の手法に基づき、再度、雪崩発生につながる特徴的な構造の抽出と定量化に向けた作業を進める。有益な知見が得られることが確認されたスノーパーティクルカウンター（SPC）と風速計を用いた計測も、実施予定である。さらにはGaume教授の招聘およびその研究グループとの情報・意見交換、および独自の手法の開発に基づき、MPMの計算手法の確立に向けて一層の研究の進展させる予定である。
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