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2021 Fiscal Year Annual Research Report

In situ measurement of tsunami generation by volcanic activities

Research Project

Project/Area Number 20H02416
Research InstitutionKobe University

Principal Investigator

杉岡 裕子  神戸大学, 海洋底探査センター, 教授 (00359184)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 浜野 洋三  神戸大学, 海洋底探査センター, 客員教授 (90011709)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Keywords離島火山 / 火山性津波 / 海底火山 / 水中音波 / リモートモニタリング
Outline of Annual Research Achievements

2021年度は、先行科研費研究から実施してきた離島火山観測システムにおける技術開発研究と、本システムによるリアルタイムでの監視手法の確立を目指して、昨年度までに実海域観測によって得られたデータ解析を行った。
2020年度は、2回の実海域実験を行なったが、そのうち東京都の離島火山の西之島新島近海(火口中心5km圏内)実験では、2020年12月24日から2021年1月13日までの約3週間ほど完全自立航走観測を実施した。この観測では、カメラによる遠望画像(リアルタイム伝送)、ハイドロフォン1台とマイクロフォン2台(いずれもオフライン)による水中および空中の音波波形記録を取得した。遠望画像は観測直後の低気圧通過に伴う波浪によって伝送が断絶するまでの短期間のみのデータ回収となったが、12月24日から25日、12月30日から1月1日および1月6日における画像では、明瞭な噴煙・噴気活動が認められた。一方、ハイドロフォンおよびマイクロフォンにはこれらに対応する孤立波が記録されていたが、両振幅は10kPaを超え、2台のマイクロフォンの時間差から火山活動に伴うシグナルとは考え難く、シグナルの原因を追求のため詳細な解析を行った。結果として、使用したマイクロフォンセンサーでは音響振動によるエレクトレットコンデンサ電極の変位が電位差として計測するという原理上、推進機構である水中グライダーのフリップ振動周波数(1秒程度)とが同調した場合、振幅における非線形応答にる見かけの変動となる。今回の火山噴火活動によって励起された音波は1秒程度が卓越していたため、観測された両振幅が4kPaを超えるシグナルはこれに依る非線形応答であると判断した。
一方、マイクロフォン信号感度がハイドロフォンと同程度であること、また水中での観測環境を鑑み、大気・水中音波共にハイドロフォンによる計測の合理性についても議論した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

2021年度は、これまで実海域観測で得られたデータ解析に注力し、研究実績概要欄で述べたように、観測手法における重要な結果が得られた。この結果に基づき、今後の方策を検討した。

Strategy for Future Research Activity

研究実績概要欄で述べたように、ウェーブグライダーの推進機構の特性から、火山噴火活動に伴う大気・水中音波信号の非線形応答への対応が必要である。その一方で、海上での遠望観測と通信プラットフォームとしての機能を強化するべく開発研究にシフトする必要性を感じている。前者については、来年度(2022年2月)にJAMSTEC調査船「よこすか」(YK23-02)航海中に実施を予定している、東京都三原山を有する伊豆大島近海での観測に向けた開発が目下の目標となる。それに向け、最近開発された高精度CMOSセンサーを装備した防水タイプのカメラ(ATOM CAM)を採用することを検討している。また、後者については、グライダーの振動周波数を回避した低周波変動をターゲットとする。例えば、海底下地殻変動や火山性津波、さらには地震に伴う重力場変化によって生じる長周期振動が想定される。そのためにもまず、ウェーブグライダーの海上フロート部に装備する、音響通信装置(EvoLogic音響モデムあるいは海洋電子SI-2モデム)の開発研究を行う計画である。

  • Research Products

    (24 results)

All 2021

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 5 results) Presentation (19 results) (of which Int'l Joint Research: 9 results)

  • [Journal Article] Seismic evidence for a thermochemical mantle plume underplating the lithosphere of the Ontong Java Plateau2021

    • Author(s)
      Isse Takehi、Suetsugu Daisuke、Ishikawa Akira、Shiobara Hajime、Sugioka Hiroko、Ito Aki、Kawano Yuki、Yoshizawa Kazunori、Ishihara Yasushi、Tanaka Satoru、Obayashi Masayuki、Tonegawa Takashi、Yoshimitsu Junko
    • Journal Title

      Communications Earth & Environment

      Volume: 2 Pages: -

    • DOI

      10.1038/s43247-021-00169-9

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Receiver Function Imaging of the Amphibious NE Japan Subduction Zone?Effects of Low‐Velocity Sediment Layer2021

    • Author(s)
      Kim HyeJeong、Kawakatsu Hitoshi、Akuhara Takeshi、Shinohara Masanao、Shiobara Hajime、Sugioka Hiroko、Takagi Ryota
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research: Solid Earth

      Volume: 126 Pages: -

    • DOI

      10.1029/2021JB021918

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Detection of “Rapid” Aseismic Slip at the Izu‐Bonin Trench2021

    • Author(s)
      Fukao Yoshio、Kubota Tatsuya、Sugioka Hiroko、Ito Aki、Tonegawa Takashi、Shiobara Hajime、Yamashita Mikiya、Saito Tatsuhiko
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research: Solid Earth

      Volume: 126 Pages: -

    • DOI

      10.1029/2021JB022132

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Interrelation of the stagnant slab, Ontong Java Plateau, and intraplate volcanism as inferred from seismic tomography2021

    • Author(s)
      Obayashi Masayuki、Yoshimitsu Junko、Suetsugu Daisuke、Shiobara Hajime、Sugioka Hiroko、Ito Aki、Isse Takehi、Ishihara Yasushi、Tanaka Satoru、Tonegawa Takashi
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 11 Pages: -

    • DOI

      10.1038/s41598-021-99833-5

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Earthquake Rupture and Tsunami Generation of the 2015 <i>M</i> <sub> <i>w</i> </sub> 5.9 Bonin Event Revealed by In Situ Pressure Gauge Array Observations and Integrated Seismic and Tsunami Wave Simulation2021

    • Author(s)
      Kubota Tatsuya、Saito Tatsuhiko、Fukao Yoshio、Sugioka Hiroko、Ito Aki、Tonegawa Takashi、Shiobara Hajime、Yamashita Mikiya
    • Journal Title

      Geophysical Research Letters

      Volume: 48 Pages: -

    • DOI

      10.1029/2021GL095915

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Receiver function imaging of the amphibious NE Japan subduction zone - effects of low-velocity sediment layer-2021

    • Author(s)
      HyeJeong Kim,Hitoshi Kawakatsu,Takeshi Akuhara,Masanao Shinohara,Hajime Shiobara,Hiroko Sugioka,Ryota Takagi
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Surface wave envelope fitting for S wave velocity structure of the oceanic upper mantle2021

    • Author(s)
      Haruka Nagai,Nozomu Takeuchi,Hitoshi Kawakatsu,Hajime Shiobara,Takehi Isse,Hiroko Sugioka,Aki Ito,Hisashi Utada
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Application of the wavefield decomposition for the Oldest-1 array data2021

    • Author(s)
      Hitoshi Kawakatsu,Takehi Isse,Nozomu Takeuchi,Hajime Shiobara,Hiroko Sugioka,YoungHee Kim,Hisashi Utada,Sang-Mook Lee
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Seismic structure of the lithosphere-asthenosphere system beneath the oldest seafloor revealed by the broadband dispersion analysis of the Oldest-1 Array2021

    • Author(s)
      Yuki Kawano,Takehi Isse,Akiko Takeo,Hitoshi Kawakatsu,Hajime Shiobara,Nozomu Takeuchi,Hiroko Sugioka,YoungHee Kim,Hisashi Utada,Sang-Moon Lee
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Two-year seismic observation by hydrophone floats2021

    • Author(s)
      Masayuki Obayashi,Hiroko Sugioka,Junko Yoshimitsu
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Preliminary results of ocean bottom pressure observation around Kikai submarine caldera, SW Japan2021

    • Author(s)
      Yuko Asai,Nobukazu Seama,Tomoko Hanyu,Tetsuo Matsuno,Hitoshi Hirose,Takuto Minami,Hiroko Sugioka
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Characteristics of seismic signals associated with the hydrothermal system beneath a giant submarine caldera2021

    • Author(s)
      Hiroko Sugioka
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Moment tensor inversion of shallow very low-frequency earthquakes in the northern Ryukyu subduction zone and the Hyuga-nada region2021

    • Author(s)
      Aki Ito,Hiroko Sugioka,Masaru Nakano,Yusuke Yamashita,Masanao Shinohara,TsutomuTakahashi,Daisuke Suetsugu,Takashi Tonegawa
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Shallow tremor activity in the Hyuga-nada revealed by the seafloor observation of “Science of Slow earthquakes”2021

    • Author(s)
      Yusuke Yamashita,Masanao Shinohara,Hiroko Sugioka,Aki Ito,Tsutomu Takahashi,Daisuke Suetsugu
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ベイズ統計を用いた震源決定法に対する3次元走時計算適用の検討2021

    • Author(s)
      近藤優子,杉岡裕子,大林政行
    • Organizer
      日本地震学会2021年度秋季大会
  • [Presentation] 表面波波形フィッティングによる海洋地殻および上部マントルのS波速度構造の推定 ー 短周期成分を活用した初期モデルの構築 ー2021

    • Author(s)
      永井 はるかl,竹内 希,川勝 均,塩原 肇,一瀬 建日,杉岡 裕子,伊藤 亜妃,歌田 久司
    • Organizer
      日本地震学会2021年度秋季大会
  • [Presentation] 地震滑りとスロースリップとを繋ぐ遷移領域滑りの検出2021

    • Author(s)
      深尾 良夫,久保田 達也,杉岡 裕子,伊藤 亜妃,利根川 貴志,塩原 肇,山下 幹也,齊藤 竜彦
    • Organizer
      日本地震学会2021年度秋季大会
  • [Presentation] 鬼界カルデラにおけるDASを用いた地震動、エアガン観測2021

    • Author(s)
      中野 優,杉岡 裕子,荒木 英一郎,中島 倫也,伊藤 亜妃,松本 浩幸,横引 貴史,利根川 貴志,山本 揚二朗,木村 俊則,藤江 剛,田中 聡
    • Organizer
      日本地震学会2021年度秋季大会
  • [Presentation] 海底面での機動的傾斜観測実現に向けた房総半島沖での長期試験観測2021

    • Author(s)
      塩原 肇,佐藤 利典,金 慧貞,川野 由貴,永井 はるか,伊藤 亜妃,篠原 雅尚,杉岡 裕子
    • Organizer
      日本地震学会2021年度秋季大会
  • [Presentation] 海域機動地震観測による熊野灘のスロー地震調査2021

    • Author(s)
      悪原岳,杉岡裕子,山下裕亮,大柳修慧,FARAZI Atikul Haque,伊藤喜宏,日野亮太,東龍介,荒木英一郎,利根川貴志,辻健,望月公廣,山田知朗,武村俊介,篠原雅尚
    • Organizer
      海と地球のシンポジウム
  • [Presentation] 海底面での機動的傾斜観測実現に向けた房総半島沖での長期試験観測2021

    • Author(s)
      塩原 肇,佐藤 利典,金 慧貞,川野 由貴,永井 はるか,伊藤 亜妃,篠原 雅尚,杉岡 裕子
    • Organizer
      海と地球のシンポジウム
  • [Presentation] ウェーブグライダーを用いた海上からの画像常時伝送2021

    • Author(s)
      田中聡,杉岡裕子,浜野洋三,市原美恵
    • Organizer
      日本火山学会
  • [Presentation] DASによる鬼界カルデラの地震動・エアガン観測2021

    • Author(s)
      中野優,杉岡裕子,荒木英一郎,中島倫也,伊藤亜妃,松本浩幸,横引貴史,利根川貴志,山本揚二朗,木村俊則,藤江剛,田中聡
    • Organizer
      日本火山学会
  • [Presentation] 日本海溝海底地震津波観測網S-netで記録されたナガスクジラ(Balaenoptera physalus)の鳴音の特徴と傾向2021

    • Author(s)
      吉田林太郎,中東和夫,中村玄,許正憲,杉岡裕子,松尾行雄,植平賢司
    • Organizer
      日本水産学会大会

URL: 

Published: 2023-12-25  

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