2015 Fiscal Year Annual Research Report
火山噴火の３次元降灰モデル開発と災害予測システムの提案
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25750142
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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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2013-04-01 – 2016-03-31
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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火山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２７年度は，実際の噴火事例の再現研究と、これまでに各国で提案されている噴煙モデルの比較研究を行うことで、火山災害予測に必須な噴煙高度推定の高度化を目指した。
平成２６年度に引き続き、実際の気象場データを用いた３次元噴煙シミュレーションを行った。２０１４年インドネシア・ケルート火山噴火事例に関し、６億グリッドの大規模計算を大型計算機で実行したところ、噴火から１時間後までの噴煙挙動と火山灰堆積を再現することができた。特に、人工衛星から観測された、噴煙が上空で２層になる様子を再現することができた。この２層構造は、水平に広がるメインの傘型噴煙と、噴煙最高高度から風によってたなびく噴煙から構成されていることを明らかにした。1991年フィリピン・ピナツボ火山噴火事例に関しても６億グリッドの大規模計算を行い、これまで噴火から1時間程度までしか再現できなかった噴煙挙動を、1時間４０分まで再現することができた。これらの長時間の再現結果は、人工衛星画像などのリアルタイム観測データとの比較材料として有用である。
本研究ではまた、噴煙高度推定の誤差評価をするために、本研究代表者とイタリアINGVの研究者が主催者となって、これまでに提案されている噴煙モデルのベンチマークテストを行った。扱ったモデルは、１次元座標系と３次元座標系が混在し、エネルギー方程式や各相の構成方程式、乱流混合の扱いが異なるが、同じ噴火条件・大気条件を課すことで、結果として得られる噴煙高度を比較した。比較の結果、異なるモデルにも関わらず、標準偏差が２０％以内で近い噴煙高度を示し、大規模な噴火ほど１次元モデルと３次元モデルの結果が異なることを明らかにした。
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[Journal Article] A novel apparatus for the simulation of eruptive gas-rock interactions2015
Author(s)
Ayris, P. M., Cimarelli, C., Delmelle, P., Wadsworth, F. B., Vasseur, J., Suzuki, Y. J., Dingwell, D.B.
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Journal Title
Bulletin of Volcanology
Volume: 77
Pages: 104
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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