2023 Fiscal Year Research-status Report
Estimation of volcanic gas emission rate and elucidation of magma activity based on satellite and ground-based observations with using meteorological models
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23K03512
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| Research Institution | Japan, Meteorological Research Institute |
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Principal Investigator |
高木 朗充 気象庁気象研究所, 火山研究部, 部長 (70354537)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
橋本 明弘 気象庁気象研究所, 気象予報研究部, 室長 (20462525)
森 健彦 気象庁気象研究所, 火山研究部, 主任研究官 (60378601)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Keywords | Sentinel-5P / TROPOMI / 二酸化硫黄 / 気象データ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
広域の二酸化硫黄ガス（SO2）の分布状況を、衛星データ（Sentinel-5P衛星に搭載されたTROPOMIセンサーによるカラム濃度）を用いて基礎的な２つの調査を行った。
まずは、マグマ噴火に至るような大規模な噴火活動のポテンシャルの評価のため、過去5年間のデータを用い、わが国の活火山から放出されるSO2の平均的な分布及び放出率について概観した。雲域の有無を考慮せず平均化すると過小見積もりとなるため、気象衛星ひまわりの輝度温度分布データを用い、雲により検知が阻害されていると考えられる日と地点を除いて平均化して、国内の火山から放出されるSO2分布域を1年毎に確認した。加えて、火口付近の平均的な風速を用い、各火山からの平均的なSO2の放出率を1年毎に概算した。これらのうち、６火山（阿蘇山、桜島、薩摩硫黄島、諏訪之瀬島、浅間山、西之島）では、500～2,300 ton/day の放出率で活発な放出活動を継続しており、とくに西之島の2020～2021年は最も活発な放出活動であることを確認した。
次に、気象データに基づく火山からの放出率計算手法における検討を行った。まず、Pardini et al. (2018)の手法に準じ、SO2カラム濃度の分布域を、気象データに基づく後方流跡線解析によって火口上空まで遡上させ、火口における SO2放出率の推移を復元する手法により、西之島の日々のSO2放出活動の全容を明らかにした。一方で、この手法は、衛星観測から得られるSO2の面的分布情報を放出率推定に利用する優れた手法であるが、SO2プリュームの一部が雲に覆われた状況では推定精度を保てない。この点を補うために、火口を起点とする前方流跡線解析を衛星観測と組み合わせてSO2放出率を推定する方法で2020年6月28日の西之島の放出率推定を試みた結果、後方流跡線解析による手法とほぼ同程度の値を算出した。
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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
2023年度は、おもに衛星データによる研究アプローチを積極的に進め、概ね想定通りの進捗であった。
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| Strategy for Future Research Activity |
2024年度は、阿蘇山火口近傍において紫外線蛍光法による低濃度二酸化硫黄観測装置の連続観測を開始し、周辺の大気環境測定局の既存データ等とともに統合解析を進める。
また、衛星解析データを用いて、気象モデルを活用した後方流跡線解析手法による二酸化硫黄放出率の高度化を図る。また2023年度に実施した研究結果をとりまとめ、雑誌に投稿する。
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| Causes of Carryover |
当初は現地観測を初年度（2023年度）から開始する予定であったが、衛星解析を重点的に実施することとなり、観測は２年目（2024年度）開始予定としたため、観測準備関連の次年度使用額が生じた。２年目の観測開始に伴う準備に使用する予定である。
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Research Products
(3 results)
