Observation and elucidation of aggregation processes inside volcanic plumes using dual polarization weather radar

使用双偏振天气雷达观测和阐明火山羽流内部的聚集过程

基本信息

批准号：
22K03762
负责人：
佐藤英一
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Japan, Meteorological Research Institute
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K03762/
关键词：
火山噴煙凝集二重偏波気象レーダー

项目摘要

本年度は、年度前半にMRI-XMPによる観測を実施し複数の事例データを取得したが、年度後半は９月に発生したMRI-XMPの故障により、単偏波のみでの観測となった。大気プロファイルデータを蓄積するシステムの構築を行った。GPVは、気象庁メソ解析（MA）データを利用している。事例解析の結果、噴煙内部における凝集の有無を判別するためには、高層気象データ（9時・21時）だけでは不十分で、なるべく噴火時間と近い時刻の解析値を使う必要があることを確認した。2DVDに関しては、障害期間もあるが、現地観測を行っている。また、桜島でキャンペーン観測（2/27-3/1）も行った。観測期間中、凝集の発生するような噴火は無かったが、降灰観測作業の習熟とサンプル取得を行った。火山灰の大気輸送モデル（JMA-ATM）において、凝集の効果を反映させる方法の検討を行った。検討の結果、移流拡散モデルの微物理過程としてではなく、初期値となる噴煙モデルにおいて、凝集の効果を反映させることとした。日本地球惑星科学連合2022年大会（JpGU2022）・日本火山学会2022年度秋季大会において、事例解析結果を発表した。解析事例では、噴煙内部において、反射因子差（ZDR）を呼ばれるパラメータが0に近い値を取っていた。ZDRは粒子形状が球の場合に0になることが知られており、噴煙内部で球状の噴火豆石（凝集の一形態）が発生していた可能性がある。JpGU2022においては、気象庁現業レーダー（福岡）を用いた2021年阿蘇山噴火の事例解析も行った。本事例については、噴煙エコーに含まれる水物質が多量であったことが確認できた。国際火山学及び地球内部化学協会学術総会2023年大会（IAVCEI2023）において、二重偏波気象レーダーを用いた火山灰量の推定手法に関する発表を行った。本手法は、凝集の検知にも応用することが出来る。

今年，我们在财政年度上半年使用MRI-XMP进行了观察以获取多个案例数据，但是在财政年度的下半年，由于9月发生的MRI-XMP失败，观察结果仅使用单个极化进行。构建了一个系统以积累大气概况数据。 GPV使用日本中分析（MA）数据。由于案例分析的结果，已经证实，为了确定烟雾内部是否有聚集，高层天气数据（上午9点和9点）是不够的，并且应使用尽可能接近喷发时间的分析值。关于2DVD，有一段时期的中断，但是正在进行现场观察。我们还在Sakurajima进行了竞选观察（2/27-3/1）。在观察期间，没有爆发引起凝聚，但是我们了解了灰烬秋天的观察工作和样本采集。我们研究了反映聚集在火山灰气传输模型（JMA-ATM）中的影响的方法。研究的结果是，聚集的效果反映了对流扩散模型中的微物理过程，而是在烟模型中，这是初始值。案例分析的结果是在2022年日本地球和行星科学联盟会议（JPGU2022）和日本火山社会2022年秋季会议上提出的。在分析示例中，称为反射因子差异（ZDR）的参数设置为接近烟雾羽中零的值。已知ZDR在一个球体时具有0的粒子形状，并且可能在烟雾中产生球形喷发豆石（一种团聚形式）。 JPGU2022还使用日本气象局目前的雷达（Fukuoka）分析了2021年ASO喷发案例研究。在这种情况下，已经确认烟雾中含有大量水物质。在国际火山学和内部地球化学学术学术会议（IAVCEI2023）的国际股东大会上，对使用双极化天气雷达估算火山灰的方法进行了介绍。该技术也可以应用于聚集的检测。