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火山噴気ジェット音響特性にもとづいた新しい火山ガスSO2放出率推定手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K03992
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分17030:地球人間圏科学関連
研究機関京都大学

研究代表者

横尾 亮彦  京都大学, 理学研究科, 准教授 (70420403)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード阿蘇山 / 火山 / 空振 / 噴火 / 火山ガス / 無人航空機 / 熱 / 噴気 / 噴気ジェット
研究開始時の研究の概要

本研究では、阿蘇中岳第一火口の噴気活動を対象にして、音響アレイ観測と可視・熱赤外線映像観測、および山麓でのSO2放出率測定を繰り返し実施する。これらのデータから、噴気ジェットのストローハル数の推定を行う。推定したストローハル数を用いることで、噴気ジェットの周波数時間変化からSO2 放出率を逐次推定することを目指す。3カ年かけて、ストローハル数の推定精度を高めていくと同時に、手法の限界・妥当性と一般拡張性についての検討も行う。噴気ジェットの音響観測をもとにした連続かつ自動的な火山ガスSO2 放出率推定によって、火山噴火発生の切迫性評価や、噴火活動推移予測の高精度化などへの貢献が期待できる。

研究成果の概要

阿蘇山中岳第一火口の火山活動状況や、水蒸気爆発による観測点被害、新規調達した観測機材の不具合などの複合的な理由により、当初予定していた研究実施内容を変更せざるをえない状況であった。しかし、無人航空機による火口地形変化や噴出物飛散分布の把握や、無人航空機を利用した火山ガス観測、熱データ解析方法の改善、また、水蒸気爆発発生前に頻発した空振パルスの波形解析を実施し、本研究の最終目的でもある火山活動度モニタリングの高精度化に資する重要な成果を得た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

噴火が発生すると立ち入り禁止区域が設定され、この外から火山活動状況を把握することが要請される。本研究では、噴火中の阿蘇山でドローンを使用したさまざまな観測を試行し、火口地形変化や噴出物の飛散範囲を把握することに成功した。また、火山ガスサンプリングや熱データ解析法の高精度化でも成果を上げた。また、空振データ波形解析を準リアルタイムで行えば水蒸気爆発発生を予見できるかもしれないことを見出した。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (9件)

  • [雑誌論文] Sampling Volcanic Plume Using a Drone-Borne SelPS for Remotely Determined Stable Isotopic Compositions of Fumarolic Carbon Dioxide2022

    • 著者名/発表者名
      Tsunogai Urumu、Shingubara Ryo、Morishita Yuhei、Ito Masanori、Nakagawa Fumiko、Yoshikawa Shin、Utsugi Mitsuru、Yokoo Akihiko
    • 雑誌名

      Frontiers in Earth Science

      巻: 10 ページ: 833733-833733

    • DOI

      10.3389/feart.2022.833733

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 熱赤外線カメラで撮影されたJPEGファイルの解析方法2021

    • 著者名/発表者名
      横尾 亮彦、石井 杏佳
    • 雑誌名

      火山

      巻: 66 号: 3 ページ: 229-240

    • DOI

      10.18940/kazan.66.3_229

    • NAID

      130008112024

    • ISSN
      0453-4360, 2189-7182
    • 年月日
      2021-09-30
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Combined approach to estimate the depth of the magma surface in a shallow conduit at Aso volcano, Japan2021

    • 著者名/発表者名
      Ishii Kyoka、Yokoo Akihiko
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 73 号: 1 ページ: 1-15

    • DOI

      10.1186/s40623-021-01523-z

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of a drone-borne volcanic plume sampler2021

    • 著者名/発表者名
      Shingubara Ryo、Tsunogai Urumu、Ito Masanori、Nakagawa Fumiko、Yoshikawa Shin、Utsugi Mitsuru、Yokoo Akihiko
    • 雑誌名

      Journal of Volcanology and Geothermal Research

      巻: 412 ページ: 107197-107197

    • DOI

      10.1016/j.jvolgeores.2021.107197

    • NAID

      120007180244

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Utilizing the solution of sound diffraction by a thin screen to evaluate infrasound waves attenuated around volcano topography2020

    • 著者名/発表者名
      Ishii Kyoka、Yokoo Akihiko、Iguchi Masato、Fujita Eisuke
    • 雑誌名

      Journal of Volcanology and Geothermal Research

      巻: 402 ページ: 106983-106983

    • DOI

      10.1016/j.jvolgeores.2020.106983

    • NAID

      120006875266

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Investigating Spectral Distortion of Local Volcano Infrasound by Nonlinear Propagation at Sakurajima Volcano, Japan2020

    • 著者名/発表者名
      Maher Sean P.、Matoza Robin S.、Groot‐Hedlin Catherine D.、Gee Kent L.、Fee David、Yokoo Akihiko
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Solid Earth

      巻: 125 号: 3

    • DOI

      10.1029/2019jb018284

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Transport of ballistic projectiles during the 2015 Aso Strombolian eruptions2019

    • 著者名/発表者名
      Tsunematsu Kae、Ishii Kyoka、Yokoo Akihiko
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 71 号: 1 ページ: 49-49

    • DOI

      10.1186/s40623-019-1029-3

    • NAID

      120006645323

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 噴煙中の水蒸気安定同位体比観測から探る火山から放出される水蒸気の起源2021

    • 著者名/発表者名
      森下 雄平, 角皆 潤, 伊藤 昌稚, 新宮原 諒, 中川 書子, 吉川 慎, 宇津木 充, 横尾 亮彦
    • 学会等名
      2021年度日本地球化学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 噴煙中の水蒸気安定同位体比観測から探る阿蘇中岳から放出される水蒸気の起源2021

    • 著者名/発表者名
      森下雄平・角皆潤・伊藤昌稚・新宮原諒・中川書子・吉川 慎・宇津木 充 ・横尾 亮彦
    • 学会等名
      日本火山学会2021年秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 熱赤外線カメラで撮影されたJPEGファイルの解析方法2021

    • 著者名/発表者名
      横尾亮彦・石井杏佳
    • 学会等名
      日本火山学会2021年秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 2016 年阿蘇火山爆発的噴火の準備および初期過程2021

    • 著者名/発表者名
      樋口和也・大倉敬宏・爲栗健・横尾亮彦
    • 学会等名
      日本火山学会2021年秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 阿蘇中岳第一火口の放熱率推定(2020-2021年)2021

    • 著者名/発表者名
      成田翔平・大倉敬宏・吉川慎・横尾亮彦・井上寛之
    • 学会等名
      日本火山学会2021年秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ドローン搭載用火山プルーム自動採取装置SelPSの開発および改良2021

    • 著者名/発表者名
      角皆潤, 新宮原諒, 伊藤昌稚, 森下雄平, 中川書子, 吉川慎, 宇津木充, 横尾亮彦
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2021年大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] UAV搭載用火山プルーム自動採取装置の開発と阿蘇中岳の噴気温度遠隔測定への応用2020

    • 著者名/発表者名
      角皆 潤、新宮原 諒、伊藤 昌稚、中川 書子、吉川 慎、宇津木 充、横尾 亮彦
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 阿蘇山において火山灰噴出直前にみられた地震空振活動2020

    • 著者名/発表者名
      横尾 亮彦
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 2015年10月23日のマグマ水蒸気爆発発生前にみられた空振パルスの波形解析2020

    • 著者名/発表者名
      小澤 佑人、横尾 亮彦
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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