2017 Fiscal Year Research-status Report
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17K01323
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
鈴木 雄治郎 東京大学, 地震研究所, 助教 (30392939)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小屋口 剛博 東京大学, 地震研究所, 教授 (80178384)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 火山噴火 / 噴煙 / 火山灰 / 災害予測 / 数値モデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
爆発的火山噴火における噴煙挙動の再現を目的に、３次元数値シミュレーション研究を推進した。平成２９年度はより汎用性の高いモデルの開発と、瞬間的爆発噴火に関する様々な事例のシミュレーション実行に集中した。
モデル開発に関して、噴火継続時間を自由にコントロールできるコード修正を行った。これにより様々な瞬間的爆発噴火の計算ができるようになった。また、気象再解析データを用いた任意の気象条件を初期入力データとして用いるコード修正を行った。特に、汎用性の高いNetCDF形式の入力ができるようになった。また、モデルの高速化に関し、5,000並列まで可能なモデルになった。
瞬間的爆発噴火のシミュレーションに関して、噴火継続時間、噴出率、噴出速度、火口半径を変化させた計算を行った。これまでの単純なモデルでは、瞬間的爆発噴火の場合、噴煙高度は噴出物の総量のみでおおよそ決定すると予想されていた。パラメータスタディを行ったところ、噴煙高度は噴出物総量だけではなく噴火継続時間や噴出速度、火口半径にも依存する可能性があるという予察的な結果を得た。
以上に加え、噴煙現象の一般的な性質を探るため、超巨大噴火やピナツボ火山１９９１年噴火事例、富士山宝永噴火事例の大規模シミュレーションも行った。特に超巨大噴火事例に関しては、噴煙高度と噴出条件の関係がこれまでの単純モデルの予測とは異なり、火砕流が発生した場合でも噴煙高度が６０ｋｍ以上に達する場合が有ることが新たに分かった。
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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
数値モデルの汎用性に関し、当初予定していた任意の大気条件と噴出条件の入力方法の改良を達成できた。また、モデルの高速化に関して、これまでの1,000並列から5,000並列まで並列計算規模を拡大できたことは当初の予定を超える成果である。
大型計算機を用いた噴煙の再現計算に関して、瞬間的・連続的爆発噴火の様々な事例に関して計算を行い、これまでの単純モデルでは予想できなかった新たな結果が得られ、本研究課題はおおむね順調に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
モデル開発と予備的なパラメータスタディを平成２９年度に順調に進めることができたため、今後は本格的なパラメータスタディを実施する。特に、様々な噴火条件の大規模シミュレーションを行い、噴火条件と噴煙高度の一般的関係を獲得する。数値シミュレーションと並行し、噴火条件と噴煙高度に関する解析的なモデルの構築を目指す。さらに、大気風を含めた大規模シミュレーションを行い、国内外で得られている観測データとの比較を行う。
また、採択された国際共同研究加速基金を活用し、フランスIPGPグループによる室内実験と本研究の数値計算との比較方法について検討を進める。
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| Causes of Carryover |
モデル開発と予備計算結果の処理に集中したため当初予定よりもデータ量が減少し、保存のためのハードディスクの購入量を減らした。また、ハードディスクの低価格化により、次年度使用額が生じた。
翌年度は、本年度に得られた予備計算結果の発表のため、国際学会参加費用と論文発行費用に助成金を充てる。また、本格的パラメータスタディを実行した場合のデータ保存用として安定性の高い外付けハードディスクを購入する予定である。
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[Presentation] The dynamics of the 2011 Kirishima-Shinmoe-dake eruption, Japan, revealed by the tiltmeter, satellite, and weather radar observations2017
Author(s)
Kozono, T., H. Ueda, T. Ozawa, T. Shimbori, K. Fukui, T. Koyaguchi, E. Fujita, A. Tomiya and Y. J. Suzuki
Organizer
IAVCEI 2017
Int'l Joint Research / Invited
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