課題C：即時把握手法開発
目的
- アウトプット目標として、噴火発生時におけるマグマの動き、噴火地点、噴煙の成長、火山灰の拡散・降下、土石流や泥流の発生状況を即時に把握する観測・解析手法を開発する。地殻変動、地震・空気振動、レーダー、ドローンなどの観測手段を統合し、噴火規模や影響範囲を迅速に推定する。即時把握結果を初期条件として火山灰の拡散や降下を予測する数値計算に観測データを取り込んだ解析手法を構築する。さらに、火山ガスや火山灰の性質を自動的に分析する技術を整備し、噴火の仕組みを迅速に評価するとともに、防災対応における意思決定を支援する枠組みを構築する。
- アウトカム目標として、噴火直前のマグマ貫入量の即時把握手法をできるだけ早期に開発を完了させ、噴火直後の火口位置の決定と噴火規模の即時把握手法、降下火砕物の堆積範囲と堆積量の即時把握を、噴火後の土石流・泥流の即時把握手法を確立させ、予測性能の向上を実現させる。また、ドローン搭載SelPSによる高濃度噴煙試料採取と分光同位体測定を組み合わせることによって、高度に専門的な知識を有する者でなくてもマグマ水混合比の推定が可能となる。火山監視や噴火規模の即時把握に不可欠な火口からの火山ガス放出量の測定が、開発する可搬型FTIRやドローン搭載VSASを活用することで昼夜問わず実施できるようになる。また従来は困難であった硫化水素放出量の直接定量もドローン搭載VSASにより実現する。さらに、従来、作業者の処理速度に依存していた火砕物粒子の特徴の把握がほぼ自動で実行可能となり、噴火発生時にほぼ即時かつ連続的に火砕物粒子の解析が可能となる。これにより、噴火を発生させている物質であるマグマや熱水変質物質の情報を他の地球物理的機械観測データと総合することにより、より正確な噴火推移の把握を実現する。以上によって、例えば、地殻変動観測にもとづいた「火山活動監視のための観測データ及びGNSSリアルタイム解析技術の相互利用に関する協定」や火山観測をベースに大学と自治体との連携協力協定にもとづいた火山災害の対応に資する社会実装の方法の確立を10年目までに実現させる。
- 指標の設定として、マグマ貫入、噴煙形成、火山灰の移流拡散について、各現象の時間スケールに応じて、それぞれ２時間以内、10分以内、30分毎での即時把握、火砕物量・粒径分布の１日以内での把握、及び２事例以上への土砂移動の即時把握手法を実現する。また、1つ以上の火山噴火・爆発（小規模なものを含む）発生時、もしくは大規模な噴気地帯からの日常的な火山ガス放出（10 tonS/day以上）について、ドローン搭載VSASを用いた硫化水素放出量定量を実現し（従来法からのズレは50%以内）、夜間の二酸化硫黄放出量定量を１事例以上において実現する。さらに、顕微鏡画像から10000個以上の火砕物粒子を10分以内で自動解析するシステムを１つ以上の火山噴火に適用する。また、火山灰粒子の自動処理において、１時間以内での試料の写真撮像を実現する。