【研究領域課題番号】19K04011 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

リモートセンシング / 火山 / ひまわり8号 / 噴出率 / 噴出的噴火 / 西之島 / しきさい / GCOM-C / SGLI / 溶岩流 / 火口湖 / ブルカノ噴火 / 噴火推移 / 衛星 / 熱異常

【研究成果の概要】

本年度は，低粘性溶岩の噴出的噴火において，ひまわり8号のリアルタイム観測で得られる熱異常から噴出率を迅速に推定する方法を開発した．噴出的噴火において，1.6um 赤外画像の熱異常は，噴出率変化をよく反映していることが指摘されている．このことは，両者の間の相関を吟味し，回帰式を求めることにより，衛星による熱異常観測から噴出率を推定できることを意味する．低粘性溶岩の噴出的噴火である2017年西之島噴火を対象に，ひまわり8号の1.6um画像での熱異常と噴出率の関係を検討し，両者の間に高い相関関係があること（r^2=0.99）を確認した．また，この回帰式が，Y=0.47X（Y ：噴出率 10^6 m3 day-1 ，X ：輝度値 10^6 W m-2 sr-1 m-1）と求められることを示した．さらに，2017年西之島噴火と同様の低粘性溶岩の噴出的噴火である2015年ラウン噴火の溶岩を同図にプロットすると，2017年西之島溶岩による回帰直線の延長上に載ることが分かった．
この方法を用いて，2019年12月に始まった西之島4期噴火最初期の噴出率の推定を行った．12月5日-6日における輝度値の最高は，1.07 x 10^6 W m-2 Sr-1 m-1であり，先の回帰式により噴出率は 0.50 x 10^6 m3/dayと推定される．この値の妥当性を調べるために，ALOS-2画像を利用した地形的方法により，2019年12月5日12時00分頃から6日11時18分(JST)までの23.3時間（0.97日）の噴出率を推定した．この間の溶岩の噴出体積は455,000 m3 と見積もられ，流下時間が23.3時間であることから，0.48 x10^6 m3/dayの噴出率が得られた．この値は，ひまわりの熱異常による噴出率の推定値（0.50 x 10^6 m3/day ）とほぼ一致している．

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2019-04-01 - 2023-03-31

【配分額】4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)

【研究分野】自然災害科学・防災学

【研究領域課題番号】17H02063 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

火山噴出物 / 機械学習 / モニタリング / 火山 / 噴火 / 統計解析 / 岩石・鉱物 / 地質学 / 噴出物 / 噴火推移 / 自然現象観測・予測 / 岩石・鉱物・鉱床学

【研究成果の概要】

本研究では，火山噴出物の化学組成や形状，色調などのデータを大量取得し，その統計解析から，従来，熟達者が行ってきた分類，特徴抽出，異常判定などを誰でも可能にすることを目指した．特に，多変量解析では，火山岩の成因に基づく分類，噴出物の形態や色に基づく噴火様式判別を実現した．一方，従来の岩石学的分析手法は時間と労力を要し，統計学的に十分なデータ獲得が難しかった．本課題では，既存の手法に併せて，分光測色法を導入し，迅速かつ連続的な物質データの取得を実現した．さらに，地球物理観測データとの多変量時系列相関解析を行い，桜島火山でのマグマ供給系と表面現象・噴出物の間に時間差を伴う相関関係を見出した．

【研究の社会的意義】

従来の火山監視手法は，地震，地盤変動，ガス放出量などの観測が主で，噴出物は，たまたま試料が入手できた場合に分析する程度であった．本研究では，火山灰試料を連続採取し，その測色分析により迅速に時系列連続データを得ることを実現し，多くの火山で火山灰測色値が噴火様式や活動度の違いに対応することを示した．
一方，測色連続データを，地震，地盤変動データなどと合わせて時系列相関解析を行い，マグマの地下上昇に伴い，各データ間に特徴的な「時間差」を見出した．これらは，噴火発生に至る様々な地下での素過程発生の「時間差」を示しており，将来，これらを正確に理解し検出できれば，噴火推移の予測につながるものと考えられる．

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31

【配分額】17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)

【研究分野】自然災害科学

【研究領域課題番号】23241055 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

火山 / 衛星 / リモートセンシング / Web / 火山防災 / 噴火推移 / 東アジア / 赤外画像 / 噴火 / 防災 / ウェッブ / ウエッブ

【研究成果の概要】

地球上には多数の火山が分布するが，その大半は恒常的な観測体制が敷かれていない．我々衛星赤外画像による観測システムの開発と観測に取組んできた．本研究は，旧来のMODISとMTSATから，新しいGCOM-C/SGLIとひまわり8号/AHIベースのシステムへの移行を進め，観測能力の向上を図った（GCOM-Cの打上は2016年末に延期された）．また．これらのデータを用いた観測手法の高度化について，高頻度低分解能(AHI)・中頻度中分解能(SGLI)・高分解能低頻度の3種類のデータを組合せて解析を行う方法を考案し，インドネシア，ラウン火山噴火を用いて具体的な検討を行い，その有効性を確かめた．

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2011-04-01 - 2016-03-31

【配分額】21,320千円 (直接経費: 16,400千円、間接経費: 4,920千円)

【研究分野】岩石・鉱物・鉱床学

【研究領域課題番号】17253007 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

白頭山 / 蓋馬溶岩台地 / 衛星データー解析 / 赤色立体図 / 岩石化学 / 国際情報交換 / マグマ / 中国:北朝鮮 / 火山 / 火山危機 / 10世紀巨大噴火 / 噴火推移 / 中国 / 北朝鮮 / 地殻・マントル / 国際研究者交流

【研究成果の概要】

頭山およびそれを包括する蓋馬溶岩台地に関して、現地調査、衛星データー解析、採集した資料の化学分析・年代分析、国内の関連地層の調査・年代分析などの手法を用いて、白頭山10世紀巨大噴火の概要、白頭山及び蓋馬溶岩台地の火山学的な実態を明らかにしようとした。開始してから1年後に北朝鮮のミサイル問題・核開発問題などの諸問題が発生し、現地での調査や研究者との交流などの実施が徐々に困難になっていった。そのため、すでに収集していた試料の分析、衛星データーの解析及び国内での調査に研究の主力を移し、可能な限りの成果を得ようとした。その結果、近年発生している白頭山における地震多発とマグマ活動との関係、存在は知られているが分布や内容が全く未知である蓋馬溶岩台地の概要が明らかになり、更に、地下におけるマグマの成因についても一定の結論を得た。混乱状態にある白頭山10世紀噴火の年代問題をふくめ、また、北朝鮮からの論文を含め、研究成果は12編の論文として論文集にまとめられつつある。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2005 - 2008

【配分額】36,140千円 (直接経費: 27,800千円、間接経費: 8,340千円)