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全包括的な火山噴火現象解明を目指した模擬火山実験

研究課題

研究課題/領域番号 15K13561
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 固体地球惑星物理学
研究機関東京大学

研究代表者

市原 美恵  東京大学, 地震研究所, 准教授 (00376625)

研究分担者 桑野 修  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 数理科学・先端技術研究分野, 研究員 (30511969)
研究協力者 菅野 洋  東京大学, 理学系研究科, 大学院学生
山河 和也  東京大学, 理学系研究科, 大学院学生
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2015年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード火山 / アナログ実験 / 振動 / 圧力波 / 音波 / 気液二相流 / 噴火 / 模擬実験 / 素過程 / 数理モデル / 非線形振動 / 流体 / 圧力変動 / 周期性 / 噴出率 / 波動 / モデル実験
研究成果の概要

火山噴火を模擬する室内実験を行い,圧力変化や空中音波を計測した.模擬火山噴火実験で見られた間欠的な噴出を伴うノコギリ波状圧力変動に注目し,その発生機構を調べる実験とモデル構築を行った.その結果,この実験系が実際の火山振動に対して提案されているモデルと物理的・数学的に相似なシステムであることが示された.また,気泡振動による圧力波発生機構を調べた実験では,3種類のメカニズムが存在すること,空中や水中の音波という観測可能量から音源の情報を引き出すためには,メカニズムの特定が重要であることが示された.様々な現象を包括する模擬実験を詳細に観察し,複雑な火山現象に対する新たな示唆が得られた.

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 9件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Sawtooth wave-like pressure changes in a syrup eruption experiment: implications for periodic and non-periodic volcanic oscillations2018

    • 著者名/発表者名
      Kanno Yo and Ichihara Mie
    • 雑誌名

      Bulletin of Volcanology

      巻: accepted

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] アナログ実験による爆発的噴火中の火道内現象の可視化2018

    • 著者名/発表者名
      市原美恵・亀田正治
    • 雑誌名

      可視化情報学会誌

      巻: 38 ページ: 69-73

    • NAID

      130007638021

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Seismic and infrasonic eruption tremors and their relation to magma discharge rate: A case study for sub-Plinian events in the 2011 eruption of Shinmoe-dake, Japan2016

    • 著者名/発表者名
      Ichihara, M.
    • 雑誌名

      J. Geophys. Res.

      巻: 121 号: 10 ページ: 7201-7118

    • DOI

      10.1002/2016jb013246

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On volume-source representations based on the representation theorem2016

    • 著者名/発表者名
      Ichihara, M., T. Kusakabe, N. Kame, and H. Kumagai
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 68 号: 1 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1186/s40623-016-0387-3

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 楽器に学ぶ火山の音の発生機構2016

    • 著者名/発表者名
      市原美恵・武尾実
    • 雑誌名

      パリティ

      巻: 31 ページ: 64-65

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] アウトリーチ活動のための水あめ噴火噴火実験2017

    • 著者名/発表者名
      菅野 洋,市原 美恵
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会
    • 発表場所
      幕張メッセ,千葉県千葉市
    • 年月日
      2017-05-20
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 泡の膜の振動の音の解析2017

    • 著者名/発表者名
      山河 和也,市原 美恵
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Chamber-pipe flow experiment as a mathematical analogue for flow-induced volcanic oscillation systems2017

    • 著者名/発表者名
      Kanno, Y. and M. Ichihara
    • 学会等名
      IAVCEI2017 Scientific Assembly
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Characterization and modeling of sound generated by a bubble vibrating on liquid surface2017

    • 著者名/発表者名
      Yamakawa, K. and M. Ichihara
    • 学会等名
      IAVCEI2017 Scientific Assembly
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 膨張と合体を考慮した気泡サイズ分布時間発展の数学的な取り扱い2017

    • 著者名/発表者名
      大橋正俊,市原美恵,寅丸敦志
    • 学会等名
      日本火山学会2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 噴火の周期性解明に向けたアナログ実験の数理構造検討2017

    • 著者名/発表者名
      菅野洋,市原美恵
    • 学会等名
      日本火山学会2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Infrasonic and seismic eruption tremors and their relation to magma discharge rate: A case study for the 2011 eruption of Shinmoe-dake, Japan2016

    • 著者名/発表者名
      Ichihara, M.
    • 学会等名
      the 5th Joint Meeting of the Acoustical Society of America and the Acoustical Society of Japan
    • 発表場所
      Honolulu, USA
    • 年月日
      2016-11-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 連続スラグ流実験で計測される特徴的空気振動波形~非周期性の解明に向けて2016

    • 著者名/発表者名
      菅野 洋,市原 美恵
    • 学会等名
      日本火山学会2016年秋季大会
    • 発表場所
      富士吉田市民会館富士山ホール,山梨県富士吉田市
    • 年月日
      2016-10-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ウェーブレット変換を応用した気泡音の相互相関解析2016

    • 著者名/発表者名
      山河 和也,市原 美恵
    • 学会等名
      日本火山学会2016年秋季大会
    • 発表場所
      富士吉田市民会館富士山ホール,山梨県富士吉田市
    • 年月日
      2016-10-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sawtooth wave-like pressure changes appeared in a slug flow experiment: Toward understanding of volcanic oscillation systems2016

    • 著者名/発表者名
      Kanno, Y., and Ichihara, M.
    • 学会等名
      31st IUGG Conference on Mathematical Geophysics
    • 発表場所
      Paris, France
    • 年月日
      2016-06-06
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sawtooth wave-like pressure changes appeared in a slug flow experiment: Toward understanding of volcanic oscillation systems2016

    • 著者名/発表者名
      Kanno, Y. and M. Ichihara
    • 学会等名
      IUGG Conference on Mathematical Geophysics
    • 発表場所
      Paris (France)
    • 年月日
      2016-06-06
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] スラグ流れ実験にみられるノコギリ波状圧力変動(STW): 火山振動系の理解に向けて2016

    • 著者名/発表者名
      菅野 洋,市原 美恵
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会
    • 発表場所
      幕張メッセ,千葉県千葉市
    • 年月日
      2016-05-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] スラグ流れ実験にみられるノコギリ波状圧力変動(STW): 火山振動系の理解に向けて2016

    • 著者名/発表者名
      菅野洋・市原美恵
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会
    • 発表場所
      幕張メッセ(千葉県千葉市)
    • 年月日
      2016-05-22
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 液体-空気互層スラグ流にみられるノコギリ波状圧力変動:装置改良2015

    • 著者名/発表者名
      菅野洋・市原美恵
    • 学会等名
      日本火山学会秋季大会
    • 発表場所
      富山大学(富山県富山市)
    • 年月日
      2015-09-28
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Volume source representations: a unified explanation based on the representation theorem2015

    • 著者名/発表者名
      Kame, N., M. Ichihara, Kusakabe, T., and Kumagai, H.
    • 学会等名
      AOGS
    • 発表場所
      Singapore (Singapore)
    • 年月日
      2015-08-02
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Volume source representations: a unified explanation based on the representation theorem2015

    • 著者名/発表者名
      Kame, N., M. Ichihara, Kusakabe, T., and Kumagai, H.
    • 学会等名
      26th IUGG General Assembly
    • 発表場所
      Prague (the Czech Republic)
    • 年月日
      2015-06-22
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sawtooth wave-like pressure change observed in laboratory experiment: Implications to volcanic inflation-deflation cycles2015

    • 著者名/発表者名
      Kanno, Y. and M. Ichihara
    • 学会等名
      RHEOVOLC 2015
    • 発表場所
      湯の川温泉渚亭(北海道函館市)
    • 年月日
      2015-06-08
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 噴火アナログ実験における周期的噴出とノコギリ波状圧力変動2015

    • 著者名/発表者名
      菅野洋・市原美恵
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会
    • 発表場所
      幕張メッセ(千葉県千葉市)
    • 年月日
      2015-05-24
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [備考] 研究内容|市原研究室

    • URL

      http://www.eri.u-tokyo.ac.jp/ichihalab/naiyou.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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