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多項目観測による噴火機構の特定に向けた室内実験：噴火に伴う空振を用いた噴出率推定

通过多项目观察来确定喷发机制的实验室实验：利用与喷发相关的空气振动来估计喷发率

基本信息

批准号：
16J06324
负责人：
菅野洋
金额：
$ 2.18万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は, パイプ-チャンバー系気液二相流実験を通して, 噴火に伴う空振を用いた噴出率推定を目的としていた. 最終年度は, 可視性を改善した装置を用いた実験の実施と, 実際の火山現象の応用について, 研究を実施した.実験では, チャンバー内の圧力変動に着目した結果, 装置のパラメータが一定であっても, 自発的にチャンバー圧力振動の周期が乱れていくことを見出した. この結果は, 既存の火山噴火モデルからは予測できないような結果である. 流れの画像解析の結果, 自発的な周期の乱れは, 過去のガス噴出によって, 流路の構造が乱されることによって生じると結論づけた.実際の周期的噴火においては, 過去の噴火による噴出物の再堆積や, 火道の崩壊, マグマヘッドの位置の違いによって, 火道内流れの状態が乱されることが, 周期を乱すひとつの要因になると考えた.また, パイプ上端で計測したガス噴出時の空気振動にも着目した. チャンバー圧力振動にともなって発生する空気振動には二つの特徴的な周波数ピークがあり, それぞれのピークを励起するメカニズムを特定した. また, 低周波帯空気振動の振幅が, チャンバー過剰圧と良い対応関係があることを示した. この実験結果を踏まえれば, 地下の圧力 (体積) 変化にともなう地盤変動と対応のある空振シグナルを見出すことができるかも知れない, ということが考えられる.最後に, 2015年の桜島火山活動について, 地盤変動と空振の関係を調べた. この解析の主な成果は, 連続的な灰噴火にともなうような, 微弱な空振のエネルギーが, 地盤変動と対応している可能性を示したことにある. この結果は, 当初の研究目的の達成に向けた重要な進展であった.以上の結果から, 本実験は, 火山噴火システムを理解する上で, 重要なツールの一つとなると考えている.

The purpose of this study is to estimate the ejection rate of gas-liquid two-phase flow, and to estimate the ejection rate of gas-liquid two-phase flow. Finally, visibility improvement and implementation of device implementation, and implementation of research on actual volcanic phenomena. As a result of the pressure change in the device, the device has a certain period of time, and the period of the pressure vibration is chaotic. The result is that the existing volcanic eruptions are not predicted. The analysis results of the flow pattern show that the period of self-generation is chaotic, the structure of the flow path is chaotic, and the structure of the flow path is chaotic. During the period of the actual fire, the re-accumulation of the past fire, the collapse of the fire channel, the position of the fire channel, the state of the internal flow of the fire channel, the period of the fire channel, the main cause of the fire channel. The upper end of the tube measures the air vibration during ejection. The number of cycles characteristic of air vibration due to pressure vibration is specified. The amplitude of the low frequency band air vibration is different from that of the normal frequency band. The result of this is that the underground pressure (volume) changes and the ground motion changes. Finally, in 2015, the volcanic activity of the island of Fukuoka was affected, and the relationship between site movement and air vibration was adjusted. The main result of this analysis is that the gray flame of continuous vibration, weak vibration, and the possibility of site movement are shown. The results are important progress towards the achievement of the original research objectives. The above results show that it is important to understand the volcanic eruption system.