In situ measurement of tsunami generation by volcanic activities

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2021年度は、先行科研費研究から実施してきた離島火山観測システムにおける技術開発研究と、本システムによるリアルタイムでの監視手法の確立を目指して、昨年度までに実海域観測によって得られたデータ解析を行った。2020年度は、2回の実海域実験を行なったが、そのうち東京都の離島火山の西之島新島近海（火口中心5ｋｍ圏内）実験では、2020年12月24日から2021年1月13日までの約3週間ほど完全自立航走観測を実施した。この観測では、カメラによる遠望画像（リアルタイム伝送）、ハイドロフォン1台とマイクロフォン2台（いずれもオフライン）による水中および空中の音波波形記録を取得した。遠望画像は観測直後の低気圧通過に伴う波浪によって伝送が断絶するまでの短期間のみのデータ回収となったが、12月24日から25日、12月30日から1月1日および1月6日における画像では、明瞭な噴煙・噴気活動が認められた。一方、ハイドロフォンおよびマイクロフォンにはこれらに対応する孤立波が記録されていたが、両振幅は10ｋPaを超え、2台のマイクロフォンの時間差から火山活動に伴うシグナルとは考え難く、シグナルの原因を追求のため詳細な解析を行った。結果として、使用したマイクロフォンセンサーでは音響振動によるエレクトレットコンデンサ電極の変位が電位差として計測するという原理上、推進機構である水中グライダーのフリップ振動周波数（1秒程度）とが同調した場合、振幅における非線形応答にる見かけの変動となる。今回の火山噴火活動によって励起された音波は1秒程度が卓越していたため、観測された両振幅が4ｋPaを超えるシグナルはこれに依る非線形応答であると判断した。一方、マイクロフォン信号感度がハイドロフォンと同程度であること、また水中での観測環境を鑑み、大気・水中音波共にハイドロフォンによる計測の合理性についても議論した。