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重点研究
「気象観測技術等を活用した火山監視・解析手法の高度化に関する研究」

(サブ課題1)噴火現象の定量的監視技術の開発
(サブ課題2)火山観測データ処理技術の高度化に関する研究

1.研究期間
 平成21年度〜平成25年度

2.研究目的

 気象レーダー等を用いた噴煙観測等新たな観測手法の開発、 移流拡散モデルによる降灰予測手法の高度化に資する研究、 地殻変動等の火山観測データのノイズ除去手法の開発等による火山監視手法の研究に取り組み、 噴火等の様々な火山現象をより迅速・正確に把握するための監視・データ解析技術を開発する。

3.研究背景

 気象庁は、平成20年3月から、移流拡散モデルを用いた降灰予報を発表する業務を開始し、 これまで桜島等の噴火に際して発表している。しかし、現在の予報は降灰の範囲に限られており、 量的な予報が今後の課題となっている。また、悪天時等の噴煙の検知等にも課題がある。
 また、火山活動を把握するための観測種目には多種多様なものがあるが、 様々な課題も多く、迅速・正確な火山監視のためには、これらのデータの高精度化や解析手法の改善は重要である。

4.研究目標

(サブ課題1)噴火現象の定量的監視技術の開発
 気象レーダー等のリモートセンシング技術を用いた噴煙観測手法や空振観測等から、 噴火発生やその規模を迅速に検知する手法を開発するとともに、移流拡散モデルによる降灰予測手法に用いる初期値の改善を行う。

(サブ課題2)火山観測データ処理技術の高度化に関する研究

 火山性震動の客観的・定量的な処理手法等の開発によって、火山異常をより迅速・正確に把握するための監視・データ解析技術を開発する。 また、干渉SARによる地殻変動観測について、気象の影響の除去手法を開発する。

5.研究概要

(サブ課題1)噴火現象の定量的監視技術の開発
 火山噴火の検知は、火山観測の最も重要で根幹的なものであるにもかかわらず、それを即時的に行うことは必ずしも容易ではない。 特に、悪天時や、観測場所が晴天であっても火山に雲がかかっている場合は、監視カメラでは表面現象が観測できないことも多い。 一方、気象レーダーによって噴煙が偶然検知できた事例は内外で多くあり、威力を発揮することが期待できるが、 火山観測を目的としたレーダー観測や系統的・継続的な研究は極めて少ない。 本研究において、気象レーダーや紫外線によるSO2カメラを用いたリモートセンシング技術による噴煙観測手法について研究し、 噴火の検知力の評価や噴煙の動力学的研究を行う。その上で得られた成果をもとに、 移流拡散モデルによる降灰予測における噴煙モデルをより現実的なものに改善する等の技術開発を行う。
 また、火山噴火の検知手法のうち、空振計を用いた観測は、これまでも多くの成果をあげてきている。 しかし、観測されている空振と表面現象との間の定量的な関係についての研究は少なく、 降灰予測における初期値改善に資するための監視・データ解析技術を開発する。 さらに、空振観測において大きな障害となる気象ノイズの除去手法として、 空振計アレイによる空振の検知や空振源推定に関する手法を開発する。

(サブ課題2)火山観測データ処理技術の高度化に関する研究

 火山の地殻変動観測手法のうち、近年注目されているのが、干渉SARによる地殻変動観測である。 干渉SARによる観測は、面的な地殻変動に関する情報を得られるという大きな利点があるものの、 水蒸気の影響によると考えられるノイズが多く含まれ、得られた結果(地殻変動の有無や変動量)の妥当性についての評価が難しい。 前融合型経常研究「火山観測データの気象補正等による高精度化に関する研究」においては、 EDM(光波測距)やGPS観測データの解析における数値気象モデルデータによる気象補正手法を開発した。 本研究では、同様の手法を用いて、地形や水蒸気量の時空間分布の変化による観測データへの影響を評価し、干渉SARについてもその補正手法を開発する。
 また、火山性震動多発時の処理手法等、噴火以外の火山異常を判断するための処理手法にも改善が望まれている。 本研究では、火山観測データの客観的・定量的な処理手法の開発によって、 噴火や火山異常をより迅速・定量的に把握するための監視・データ解析技術を開発する。


図1.研究概要

6.波及効果
 噴火をより迅速・定量的に把握することによって、噴火に関する防災情報の迅速化、噴火後の降灰の定量的予測手法、VAA(航空路火山灰情報)の高度化に資することができる。
 火山活動の評価に資する高精度な観測データを得ることにより、現在の火山活動の状態をより迅速・正確に知ることができる。多種目の観測データを得ることによって、火山の活動予測の高度化に資することができる。
 干渉SARのノイズ除去手法は、重点研究「地殻変動観測による火山活動監視評価と噴火シナリオの高度化に関する研究」においても活用される。
 これらの研究成果は、現在若しくは将来の気象庁の火山監視業務に活用されるとともに、その間に得られる観測成果は、気象庁及び火山噴火予知連絡会における活動評価に随時使用される。

Last update: 2, May, 2011


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