広帯域音波観測に基づく火山爆発に伴う空気振動の研究

基于宽带声学观测的火山爆发空气振动研究

基本信息

批准号：
15038205
负责人：
綿田辰吾
金额：
$ 3.07万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15038205/
关键词：
火山火山爆発広帯域音波空気振動

项目摘要

2004年7月5日21時50分頃、諏訪瀬島山麓でpeak-to-peak60パスカルを超える噴火が発生した。火口では圧力変動は200パスカルを超えている。その爆発パルス到達直後から50秒ほど、大気圧がそれ以前よりもわずかに減少が継続していることが分かった。図1に火口と麓で観測された圧力波形を示す。減圧は爆発パルス到達後、5秒から10秒にかけて、火口と麓でそれぞれ最大約30パスカルと約10パスカルに達する。このような負の長周期圧力パルスは、広帯域圧力計により初めて捕らえることに成功した。山麓にある低周波マイクロフォンでは負の圧力パルスを計測できない。この現象は諏訪之瀬島火山ではこれまでにこの1度の測定のみである。負の圧力パルスの発生原因は1)噴火により放出されたサーマルプルームが浮力により上昇するためその下部では減圧となっている、2)山頂付近で噴火直後に値表面の変形(陥没)が発生した、など考えられる。1)のケーススタディーとして地表面から浮力を持った球体が大気中をストークス流で大気粘性とつりあいながら一定速度で上昇する場合を考えた。秒速10メートルで上昇する直径100mのサーマルプルームが高度1キロで上昇することによる圧力減は1E-8パスカル程度となり、観測にかからない。実際の噴煙柱の上昇はストークス流ではなく、周囲の空気を取り込みながら拡散する乱流状態であるため、このような簡単な取り扱いはできない。2)の山頂陥没は噴火直後のため画像では検出が困難である。広帯域地震計と同時に解析し、噴火直後の火口近傍での力源分布と時系列と比較検討する必要がある。

在2004年7月5日晚上9:50左右，在苏瓦塞山山脚下发生了60多个峰顶峰会的喷发。火山口的压力波动超过200 pascals。发现在达到爆炸脉冲后约50秒之前，大气压力持续略有下降。图1显示了在火山口和山脚下观察到的压力波形。在达到爆炸脉冲之后的5到10秒钟，在火山口和火山口的脚下最多达到约30，大约10 pascals。首先，通过宽带压力表成功捕获了这种负长周期压力脉冲。山脚下的低频麦克风无法测量负压脉冲。该现象仅在Suwanosejima火山到目前为止仅测量一次。负压脉冲的原因可以是1）浮力由于浮力而释放的热羽流，因此压力在其下方降低，而2）在山顶附近喷发后立即将该值的表面变形（浸渍）。作为1）的案例研究，我们考虑了一个案例，即从地面浮力的球体以恒定速度增加，同时与斯托克斯大气中的大气粘度竞争。直径为100m的热羽升高的压力降低，每秒10m上升的高度在1km的高度上升，约为1e-8 pascal，未观察到。无法实现这种简单的处理，因为羽流柱的实际上升不是stokes流，而是一种动荡的状态，在吸收周围空气时会扩散。 2）很难检测到图像中的山顶，因为它是在喷发之后的。有必要同时分析宽带地震计，并在爆发与时间序列后进行比较和检查火山口附近的力源的分布。