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海底圧力計で微小地殻変動を計測するためのドリフト特性に関する検証実験

研究課題

研究課題/領域番号 19H02411
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分25030:防災工学関連
研究機関国立研究開発法人海洋研究開発機構

研究代表者

松本 浩幸  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海域地震火山部門(地震津波予測研究開発センター), 主任研究員 (80360759)

研究分担者 梶川 宏明  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 研究グループ長 (50443180)
木村 俊則  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海域地震火山部門(地震津波予測研究開発センター), 副主任研究員 (30520845)
有吉 慶介  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海域地震火山部門(地震津波予測研究開発センター), グループリーダー (20436075)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2021年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2020年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2019年度: 11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
キーワード圧力計 / ドリフト / 重錘形圧力天びん / 地震 / A-0-A方式 / 地殻変動 / 圧力校正 / 水晶振動式圧力計 / シリコン振動式圧力計 / 圧力標準
研究開始時の研究の概要

本研究は、水圧式津波計(圧力計)を海底地殻変動センサーとして利用するために不可欠なドリフト特性を室内実験で検証する。現在設置されている圧力計にはドリフト(センサーの出力値が校正値に対して少しずつずれてくる現象)が発生することが知られており、このドリフト量が予測される地殻変動量よりも大きいことが課題となっている。本研究では、この課題解決のために室内実験で圧力計のドリフト特性を再現し、海底地殻変動の検知性能を検証する。具体的には、重錘形圧力天びんから圧力計へ連続印加して、センサーの校正手法と組み合わせたドリフト予測手法を考案する。そして海底現場の長期観測データへ適用し、妥当性を検証する。

研究成果の概要

本研究では、海底圧力計のドリフトを室内実験で評価した。高精度圧力を発生できる重錘形圧力天びんから圧力計に加圧して、計測されるドリフトを評価した。
実験では、海底観測ネットワークの海底圧力計で採用される水晶振動式圧力計に加え、主に工業分野で採用されるシリコン振動式圧力計を計測した。両圧力計ともドリフトは、緩和係数と線形係数を組み合わせてモデル化できた。シールドゲージ圧タイプのシリコン振動式圧力計は、水晶振動式圧力計と同等のドリフトであった。
さらに両者の動圧に対する応答特性についても考察した。シリコン振動式圧力計は、津波を観測するには大差はないが、短周期の動圧には応答特性があることを示唆した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

重錘形圧力天びんから圧力計に連続加圧することで、室内実験でドリフトを再現できたことは、海底設置前にドリフトを評価しモデル化する手法として適用できる。
また将来の海底観測ネットワークで設置されるタイプと同様の圧力計のドリフトを評価することにより海底設置後の安定性を事前に理解することができたので、データ利用の高度化への意義が大きい。
海底圧力計のドリフトを予測して、地震発生帯での広域の海底地殻変動を観測できれば、巨大地震発生までの準備過程が明らかとなり、地震予測の精度向上につながる。

報告書

(4件)
  • 2022 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] 地震時に海底津波計が観測する動水圧変動に関するデータ解析2022

    • 著者名/発表者名
      松本浩幸、梶川宏明、有吉慶介、高橋成実、荒木英一郎
    • 雑誌名

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      巻: 78 号: 2 ページ: I_169-I_174

    • DOI

      10.2208/kaigan.78.2_I_169

    • ISSN
      1883-8944, 1884-2399
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 相模湾における長期海底圧力観測への海洋変動の影響2021

    • 著者名/発表者名
      松本浩幸、永野憲、有吉慶介、荒木英一郎、町田祐弥、西田周平、木村俊則
    • 雑誌名

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      巻: 77 号: 2 ページ: I_901-I_906

    • DOI

      10.2208/kaigan.77.2_I_901

    • NAID

      130008113422

    • ISSN
      1883-8944, 1884-2399
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Drift Characteristics of DONET Pressure Sensors Determined From In-Situ and Experimental Measurements2021

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Hiroyuki、Araki Eiichiro
    • 雑誌名

      Frontiers in Earth Science

      巻: 8 ページ: 600966-600966

    • DOI

      10.3389/feart.2020.600966

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] リアルタイム津波予測のための台風接近時における海底津波計データの解析2020

    • 著者名/発表者名
      松本 浩幸、柄本 邦明、今井 健太郎、高橋 成実
    • 雑誌名

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      巻: 76 号: 2 ページ: I_319-I_324

    • DOI

      10.2208/kaigan.76.2_I_319

    • NAID

      130007935776

    • ISSN
      1883-8944, 1884-2399
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 水圧式津波計の観測データに重畳される現象の室内実験による検証と分析2019

    • 著者名/発表者名
      松本 浩幸、木村 俊則、荒木 英一郎、西田 周平、町田 祐弥
    • 雑誌名

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      巻: 75 号: 2 ページ: I_1339-I_1344

    • DOI

      10.2208/kaigan.75.I_1339

    • NAID

      130007730258

    • ISSN
      1883-8944, 1884-2399
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Different long-term characteristics of hydraulic pressure gauges under constant pressure applications2019

    • 著者名/発表者名
      Kajikawa Hiroaki、Kobata Tokihiko
    • 雑誌名

      ACTA IMEKO

      巻: 8 号: 3 ページ: 19-19

    • DOI

      10.21014/acta_imeko.v8i3.665

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 重錘形圧力天びんを使った圧力計のドリフト特性の室内実験2022

    • 著者名/発表者名
      松本浩幸、梶川宏明、有吉慶介、荒木英一郎
    • 学会等名
      日本地震学会2022 年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 重錘形圧力天びんによる圧力計の連続印加実験-海底津波計の高度利用に向けて-2022

    • 著者名/発表者名
      松本浩幸、梶川宏明
    • 学会等名
      日本地震工学会・大会-2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 重錘形圧力天びんによる圧力計のドリフト特 性に関する室内実験2021

    • 著者名/発表者名
      松本浩幸、梶川宏明
    • 学会等名
      日本地震工学会・大会2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 海底圧力に及ぼす力学の多様性とその相互関係の理解2021

    • 著者名/発表者名
      有吉 慶介、永野 憲、松本 浩幸、長谷川 拓也、伊東 優治
    • 学会等名
      2021年度日本海洋学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 台風接近時の海底津波計データの周波数特性について-近地津波との比較2020

    • 著者名/発表者名
      松本 浩幸、柄本 邦明、今井 健太郎、高橋 成実
    • 学会等名
      日本地震学会2020年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 海底津波計で観測されるドリフトの予測に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      松本 浩幸、荒木 英一郎
    • 学会等名
      日本地震工学会・大会-2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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