2022 年度研究成果報告書

瞬間的な火山爆発噴火モデルの室内実験による検証

研究課題

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研究課題/領域番号	17KK0085
研究種目	国際共同研究加速基金(国際共同研究強化)
配分区分	基金
研究分野	自然災害科学・防災学
研究機関	東京大学
研究代表者	鈴木雄治郎東京大学, 地震研究所, 准教授 (30392939)
研究期間 (年度)	2018 – 2022
キーワード	火山噴火 / 爆発噴火 / 流体実験 / 火山防災 / 噴煙
研究成果の概要	ブルカノ式噴火と呼ばれる瞬間的火山爆発噴火の噴煙ダイナミクスを理解することを目的に、ブルカノ式噴火を模擬する流体実験装置を開発し、注入条件と最終高度の関係を探った。室内実験結果と数値シミュレーション結果を比較したところ、注入時間の長さによって渦輪構造を持つ流れからStarting forced plume、乱流プルームまで形態が変化する様子を捉えた。噴火継続時間に関する新たなスケーリングを導入することで、最終高度が連続的に変化することが分かった。さらに、室内実験や実際のブルカノ式噴火はサーマルよりもStarting forced plumeや乱流プルームとして振る舞っていることが示唆された。
自由記述の分野	火山物理学
研究成果の学術的意義や社会的意義	現在も活発に噴火している桜島火山やその他国内の多くの火山では、ブルカノ式噴火と呼ばれる瞬間的な爆発噴火の頻度が高い。そのような噴火で噴煙がどの高度まで上がり、そこから火山灰が拡散されるかは防災上非常な問題である。本課題の研究成果は、噴火条件と噴煙高度の関係が連続噴火のものとは異なることを示し、学術的に新たな知見となる。また、本研究の成果を火山灰輸送のモデルに組み込むことで、火山灰分布に関する精度の高いハザードマップを作成できると期待される。