2022 Fiscal Year Research-status Report
Soil water measurements with cosmic-ray showers for better correction of gravity data at active volcanoes
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19K14810
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
西山 竜一 東京大学, 地震研究所, 助教 (10835101)
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2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 宇宙線 / 土壌水分 / 地下水 / 火山 / 重力 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，宇宙線電磁成分の強度を測定することにより土壌水分量を測定する技術の確立を目指している．2019年度までの測定で，坑道内で測定された電磁成分強度が降雨量に応じてわずかに減少することを確認していた．2022年度は，2021年度に引き続き(1)土被りの分厚い別の坑道での測定，(2)2019年度までの測定結果の論文化の2点に取り組んだ．
(1)2021年7月に京都大学防災研究所が保有する郡山観測室の坑道（鹿児島市）に宇宙線検出器を移設した．2022年度はこの検出器による1年間のデータ取得を行った．その結果，電磁成分の日別カウント数は大気圧および気温の変動と連動していることが分かった．回帰分析によってこれらの大気による効果を取り除くと，日別カウント数は24時間雨量に従って減少していることが分かった．これらは我々の過去の事例とも整合している．
(2)2019年度までの測定データの論文化に取り組んだ．論文では，桜島有村観測坑道で測定された電磁成分強度の日別変動について報告した．具体的には，電磁成分強度の大気による擾乱（大気圧・水蒸気圧）を回帰分析によって補正すると，48時間雨量に応じて減少していることを報告した．雨量1cmあたりの減少量は0.035%±0.006%(統計誤差)±0.004%(系統誤差)であった．この結果を，水タンクによる室内較正試験およびモンテカルロシミュレーションの結果と比較する形でまとめた．また，近年発展が著しい中性子を用いた土壌水分測定方法と本提案手法の比較などを行った．
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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
コロナ禍等により別坑道での測定試験の実行が遅れていたが，2022年度は1年間にわたって測定を行うことができた．また観測結果からは，非常に小さい信号ではあるが，降雨に伴う電磁成分強度の減少を確認することができた．これまでの観測結果の論文化にも成功した．
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| Strategy for Future Research Activity |
坑道での宇宙線電磁成分測定を2023年6月末まで継続する予定である．その後，装置の撤収・運搬作業などを行う．また，「研究実績の概要」(1)で述べた新しい測定データについても論文等での報告を行う予定である．
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| Causes of Carryover |
コロナ禍による観測の遅れにより、現時点でも坑道中での宇宙線観測が継続しており、装置の撤収（運搬）がまだ行えていない。令和5年度に撤収作業を行う予定である。また、新たに取得したデータの論文化のために本経費を用いる予定である。
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