Observation and elucidation of aggregation processes inside volcanic plumes using dual polarization weather radar
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22K03762
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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 17040:Solid earth sciences-related
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| Research Institution | Japan, Meteorological Research Institute |
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Principal Investigator |
佐藤 英一 気象庁気象研究所, 火山研究部, 主任研究官 (80614023)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
新堀 敏基 気象庁気象研究所, 火山研究部, 室長 (00553166)
石井 憲介 気象庁気象研究所, 火山研究部, 主任研究官 (50742730)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
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| Keywords | 火山噴煙 / 凝集 / 二重偏波気象レーダー |
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| Outline of Research at the Start |
火山噴火による噴出物（火山灰・レキ・岩塊）の量を把握することは、対象となる火山や火山噴火という現象を理解するために必要である。しかし、噴煙の内部プロセスは複雑であり、噴出物量を精度良く観測することは現状難しい。特に火山噴煙内部で発生する凝集（細かい火山灰が水を媒介として付着・結合する現象）プロセスは、火口周辺の噴出物分布を知るために重要であるが、その発生頻度の低さ・現象の複雑さ・観測の難しさから、世界的にも研究が進んでいない。
本研究はターゲットの粒子形状（縦横比など）に関するデータが取得可能な二重偏波レーダーを用い、噴煙内部で発生する凝集を観測し、プロセスの概念モデルを提案する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度も、MRI-XMPによる（単偏波）観測を行った。また、事例解析の際は、国土交通省XRAINなどのデータも収集して解析を行っている。
2DVDに関しては、障害期間もあるが、現地観測を行っている。また、桜島でキャンペーン観測（2/6-2/9）も行った。観測期間中、凝集の発生するような噴火は無かったため、降灰観測作業の習熟とサンプル取得に加え、桜島での降灰観測サイトの調査も行った。
火山灰の大気輸送モデル（JMA-ATM）に関しては、凝集の効果を模擬するために、中央粒径が異なる粒径分布の初期値から計算を行い、拡散・降灰への影響を調査した（噴煙到達高度及び噴火継続時間、総噴出量は同じ設定）。その結果、粒径の大きい計算において、火口近傍の降灰量が増え、遠方の降灰量が減ったことが確認できた。
日本地球惑星科学連合2023年大会（JpGU2023）において、事例解析結果を発表した。解析では、晴れの日と曇りの日における噴煙内部の二重偏波パラメータの変化傾向を明らかにした。曇りの日の変化傾向については、噴煙内部で凝集が発生し、球形に近いパラメータが得られていたと考えて矛盾はない。
JpGU2023や日本火山学会2022年度秋季大会においては、二重偏波気象レーダーを用いた火山灰量の推定手法や雨灰判別に関する発表を行った。雨灰判別に関しては、雨雲に噴煙が突入した場合、一時的にはレーダーパラメータの違いで見分けることが出来るが、ある程度時間が経つと噴煙が周囲の雨雲となじんで違いを見分けることが難しくなることを確認している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度の目標としていた、レーダー・2DVD・現地観測も実施し、火山灰の大気輸送モデル（数値モデル）による研究も進展しているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
MRI-XMPについては、二重偏波機能が故障しており、修理の目途もないことから閉局した。二重偏波気象レーダーに関しては、引き続き過去データおよび現業レーダーを用いた解析を進めることとする。
今後は、凝集プロセスの概念モデルについて取りまとめを行う。
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Report
(2 results)
Research Products
(7 results)
