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2021 年度 実績報告書

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
キーワード噴火 / 空振 / 熱
研究実績の概要

本研究では、阿蘇山中岳第一火口の噴気活動を対象にして、火口での空振観測と可視・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とを予定していた。しかし、研究期間を通して阿蘇山の火山活動度が高い状態にあり、長い間噴火警戒レベルが2以上であったため、火口での観測作業がほとんどできなかった。また、火口に設置していた空振観測点も2021年10月14日、10月20日の水蒸気爆発により破壊された。さらに、新規調達した無人航空機(ドローン)搭載型の熱赤外線撮影装置の不具合が解消しないまま研究期間の終了を迎えてしまった。これらの理由により、研究実施内容の変更がやむをえない状況であった。
本年度はとくに、無人航空機による火口地形変化の把握や火山ガス観測、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それぞれ実施し、本研究の目的でもある火山活動モニタリングの高精度化に資する重要な成果を得た。立ち入り禁止区域外からの無人航空機による繰り返し観測によって、10月20日の噴火発生前のおよそ四ヶ月間の火口内部の活動変化が明らかになった。これによって、火口直下の地下熱水系が北西―南東方向に分布しており、この分布に沿って火口内陥没現象や水蒸気爆発等が発生したことがわかった。また、噴火直前の地下熱水水位の上昇や、噴火によって4万m3の欠損体積が生じたことも明らかになった。熱赤外線画像データ解析では、画像撮影位置・姿勢、三次元地形および大気補正を計算にとりいれる手法を提案し、これによって中岳第一火口の正確な地表温度分布図を得ることに成功した。MCMC法による空振波形解析では、水蒸気爆発発生に向けて火口底物質の粘性が漸増していく様子や噴火に関与するガス量を定量することができた。以上の結果はいずれも、将来、火山活動モニタリングを高精度化する際に大きな貢献を果たすと考えられる。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (6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: -

    • DOI

      10.3389/feart.2022.833733

    • 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 ページ: 229~240

    • DOI

      10.18940/kazan.66.3_229

    • 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 ページ: -

    • DOI

      10.1186/s40623-021-01523-z

    • 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
  • [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
  • [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
  • [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
  • [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
  • [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

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公開日: 2022-12-28  

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