| 研究概要 |
本研究は,野外観測データと定量的な比較が可能な火山噴火モデルを構築することを目的とする.具体的には,中規模爆発的噴火において観測される噴煙ダイナミックス(人工衛星データ)と噴出物の岩石学的・堆積学的性質の間の相関関係を定量的に再現する数値モデルを開発する.
以上の研究目的の下で,本年度は以下の成果をあげると共に,残りの研究期間内に予想される本研究全般における問題点を具体化した.
(1)「現有計算コードの改良」の作業
(i)現有のRoe法噴煙コードを用いて大規模噴火の条件について3次元数値計算結果を蓄積し,野外データ(主にピナツボ1991年噴火の人工衛星データ)と比較した.これらの比較に基づいて従来の1次元モデルで用いられてきた経験的係数を決定した.
(ii)現有のCIP法噴煙コードでは,長時間計算したときに数値誤差が蓄積し質量保存が完全には満たされないという欠点があった.また,噴煙と大気の混合に伴う密度変化を正確に再現できないという欠点もあった.計算コードの改良により,これらの問題を解決した.
(2)「新コードの開発」の作業
(i)非爆発的噴火から爆発的噴火への遷移条件おいては,気泡流領域において気相液相間の相対速度と圧力差が同時に存在することが本質的な役割を果たす.新たな計算コードを開発する準備段階として,気相液相間の相対速度が存在する場合の1次元定常火道流モデル半解析解を求めた.
(3)「データベースの作成」の作業
(i)噴煙モデルを野外データと定量的に比較するために,マグマ物性及び噴火パラメータ(ピナツボ1991年噴火,カリムスキ1997年噴火,雲仙1991-1995年噴火,桜島1914年噴火など)のデータベースの作成を開始した.
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