Soil water measurements with cosmic-ray showers for better correction of gravity data at active volcanoes

利用宇宙射线簇射进行土壤水测量，以更好地校正活火山的重力数据

• 批准号: 19K14810
• 负责人: 西山 竜一
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K14810/
• 关键词: 宇宙線; 土壌水分; 地下水; 火山; 重力; 電磁カスケード; 宇宙線電磁成分

本研究は，宇宙線電磁成分の強度を測定することにより土壌水分量を測定する技術の確立を目指している．2019年度までの測定で，坑道内で測定された電磁成分強度が降雨量に応じてわずかに減少することを確認していた．2022年度は，2021年度に引き続き(1)土被りの分厚い別の坑道での測定，(2)2019年度までの測定結果の論文化の2点に取り組んだ．(1)2021年7月に京都大学防災研究所が保有する郡山観測室の坑道（鹿児島市）に宇宙線検出器を移設した．2022年度はこの検出器による1年間のデータ取得を行った．その結果，電磁成分の日別カウント数は大気圧および気温の変動と連動していることが分かった．回帰分析によってこれらの大気による効果を取り除くと，日別カウント数は24時間雨量に従って減少していることが分かった．これらは我々の過去の事例とも整合している．(2)2019年度までの測定データの論文化に取り組んだ．論文では，桜島有村観測坑道で測定された電磁成分強度の日別変動について報告した．具体的には，電磁成分強度の大気による擾乱（大気圧・水蒸気圧）を回帰分析によって補正すると，48時間雨量に応じて減少していることを報告した．雨量1cmあたりの減少量は0.035%±0.006%(統計誤差)±0.004%(系統誤差)であった．この結果を，水タンクによる室内較正試験およびモンテカルロシミュレーションの結果と比較する形でまとめた．また，近年発展が著しい中性子を用いた土壌水分測定方法と本提案手法の比較などを行った．

This study aims to establish a technique for measuring the intensity of electromagnetic components of cosmic rays in tunnels in 2019 and to confirm the reduction in the intensity of electromagnetic components in tunnels in 2022 and 2021.(2)2019 annual survey results on culture 2 points to choose. (1) In July 2021, the Institute of Disaster Prevention, Kyoto University, established the Cosmic Ray Detector in the tunnel of the Kagoshima City Survey Room. In 2022, the detector was acquired for one year. As a result, the number of electromagnetic components varies from high voltage to high temperature. The results of the regression analysis show that the rainfall of the 24-hour period decreases. I'm not going to be able to do anything about it. (2)2019 annual survey of cultural issues selected groups. In this paper, the measurement of the intensity of electromagnetic components and the daily variation of electromagnetic components are reported. Specific, electromagnetic component intensity of large disturbance (large pressure, water vapor pressure), return analysis, correction, 48 time rainfall, reduction, report. The decrease of rainfall 1cm The results of this study were compared with those of the indoor calibration test. In recent years, there has been a development in the use of soil moisture measurement methods and comparison of the proposed methods.

项目成果

坑道での宇宙線空気シャワー観測による土壌水分量の測定

通过观察矿井中的宇宙射线空气簇射测量土壤湿度

• 发表时间: 2023
• 作者: A. Taketa;R. Nishiyama;K. Yamamoto;and M. Iguchi;西山竜一・武多昭道・山本圭吾・井口正人
• 通讯作者: 西山竜一・武多昭道・山本圭吾・井口正人

Deformation of an infinite elastic cone due to a point pressure source buried on the axis: implications to volcanic deformation

由于埋在轴上的点压力源导致无限弹性锥体的变形：对火山变形的影响

• DOI: 10.1093/gji/ggac379
• 发表时间: 2023
• 期刊: Geophysical Journal International
• 影响因子: 2.8
• 作者: R. Nishiyama

Joint Inversion of Muography and Gravity Data for 3D Density Imaging of Volcanoes (in AGU Monograph "Muography")

用于火山 3D 密度成像的 Muography 和重力数据联合反演（AGU 专着“Muography”）

• 发表时间: 2022
• 作者: A. Taketa;R. Nishiyama;K. Yamamoto;and M. Iguchi;西山竜一・武多昭道・山本圭吾・井口正人;西山竜一，今西祐一，武多昭道，大久保修平，山本圭吾，井口正人;R. Nishiyama
• 通讯作者: R. Nishiyama

桜島での連続絶対重力測定

樱岛连续绝对重力测量

• 发表时间: 2019
• 作者: A. Taketa;R. Nishiyama;K. Yamamoto;and M. Iguchi;西山竜一・武多昭道・山本圭吾・井口正人;西山竜一，今西祐一，武多昭道，大久保修平，山本圭吾，井口正人
• 通讯作者: 西山竜一，今西祐一，武多昭道，大久保修平，山本圭吾，井口正人

地形を考慮した宇宙線伝播シミュレーションコード(Geant4により開発)

考虑地形的宇宙射线传播模拟代码（使用Geant4开发）