爆発的噴火現象のスケーリング則の確立と災害予測

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13480117
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 谷口 宏充 東北大学, 東北アジア研究センター, 教授 (70125251)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宮本 毅 東北大学, 東北アジア研究センター, 助手 (90292309) ; 後藤 章夫 東北大学, 東北アジア研究センター, 助手 (80312685) ; 西村 太志 東北大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (40222187) ; 大島 弘光 北海道大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (10213703) ; 林 信太郎 秋田大学, 教育文化学部, 教授 (90180968)
• Keywords: 野外爆発実験 / 火山爆発 / スケーリング則 / 火山災害 / ハザードマップ / 爆発エネルギー / 爆発深度 / 災害予測

Research Abstract

本研究では、爆発エネルギー量・爆発深度と災害をふくむ噴火地表現象の様相・規模・分布とを結ぶスケーリング則を,野外爆発実験などにもとづいて確立することを第一の目的にしている.さらに、火山性爆風の地表伝播を模擬する現有のシミュレーションコードをスケーリング則にもとづき改善し,実際の火山災害予測のためのハザードマップ製作に応用することも目標の一部である.
今年度は野外爆発実験のうち,海底火山活動の模擬を目的とした水中発破の第一回目を行った.従来,水中発破については数gTNTの薬量をもつ火薬玉を用いた実験を試みとして行ったことがある.それに対して今回は,含水爆薬を使用した本格的な実験であり,計13回の発破が行われた.薬量は100〜4000gの範囲であり,発破形式は水中釣るし発破を主とし,他に底付け発破を1回行った.スケール化水深は0〜2.15m/g^<1/3>であった.観測項目は爆煙,水中圧力波,空中圧力波と地震であり,従来の地上発破において用いた衝撃波センサーや地震計以外,水中マイクロホン,水中衝撃波センサーと高速度ビデオを観測機器として使用した.
今回の実験は水中実験そのものに慣れることを大きな目的にしており,スケールと爆薬などの固定用を兼ねた筏の工夫,観測機器の設置方法,観測条件などについて検討しており,その意味では今後の実験にとって重要な経験が得られた.このことは,実際に海底火山活動を行う上でも貴重な経験である.また,野外において始めて衝撃波を高速度ビデオカメラで撮らえることに成功し,更に,水中発破で生まれる地表現象は,その多くが海底噴火であらわれるものに類似していること,しかもその様相(水柱,ウオータードーム)はスケール化推進によって系統的に変化することなどを確認できたことも重要である.

Research Products

• [Publications] A.Goto, H.Taniguchi. et al.: "Effect of explosion energy and depth to the pressure-wave form of a blast wave : Field experimental study for the understanding of volcanic blast wav"Geophys. Res. Lett.. 28. 4287-4290 (2001)
• [Publications] T.Ohba, H.Taniguchi, et. al.: "Effect of explosion energy and depth on the nature of explosion cloud - A field experimental study"J. Volcanol. Geotherm. Res.. (印刷中). (2002)
• [Publications] 横尾亮彦, 谷口宏充, 他: "野外爆発実験から見た有珠2000年噴火"火山. (印刷中). (2002)