2022年度（令和4年度）第６回の京大防災研 地震・火山グループ研究会開催をお知らせいたします。
今月はオンライン開催で防災科学技術研究所の小園誠史先生と京都大学防災研究所の石井杏佳先生にお話をお願いしております。
Here is information of the 6th seminar of the Earthquake and Volcano Group Research, DPRI, Kyoto Univerity in FY2022 on December 23.
The seminar is held in a on-line style.
-------------- ２０２２年１２月 地震・火山グループ研究会 -------------
-------------- Colloquium of Earthquake and Volcano Hazard Group --------------
日 時：2022年12月23日（金）15:00 – 17:10
Date：15:00-17:10 December 23 (Friday), 2022
場 所：Zoomによるオンライン会場
Location：On-line with Zoom
プログラム
14:00-15:00 小園誠史(防災科学技術研究所火山防災研究部門 主任研究員，東北大学大学院理学研究科地球物理学専攻 連携委嘱准教授)
測地学的体積変化量と噴出マグマ体積に基づくマグマ蓄積条件への制約
15:05-16:05 石井杏佳(京都大学防災研究所火山防災連携研究ユニット 特定助教)
桜島ブルカノ式噴火にともなう地盤変動の統計的性質
要旨
「測地学的体積変化量と噴出マグマ体積に基づくマグマ蓄積条件への制約」 小園誠史
マグマ溜りにおけるマグマの蓄積過程は，噴火準備期の火山活動度に関連し，また噴火中のマグマ上昇過程の初期条件にも影響を与える重要なプロセスである．直接観測が困難なその蓄積過程に関する情報を得る手段の一つとして，噴火中におけるマグマ溜りの測地学的体積収縮量と，噴出マグマ体積を用いる方法が挙げられる．これらの体積量の比（体積比）は，マグマ溜り内のマグマ圧縮率とマグマ溜り周囲地殻の実効圧縮率の関数として表される．また，マグマ圧縮率は温度，揮発性成分量，結晶量などのマグマ物性やマグマ溜り内の圧力，周囲地殻の実効圧縮率は地殻剛性率とマグマ溜り形状に依存する．従って，体積比の観測値に基づき，マグマ蓄積過程に関するパラメータに制約を与えることができる可能性がある．本発表では，体積比とマグマ蓄積過程に関するパラメータの関係を記述する表現式を導出し，そのパラメータ依存性を詳細に調べた結果を紹介する．また，その表現式を，体積比が高精度で推定された2011，2018年霧島山新燃岳噴火の事例に適用し，マグマの蓄積条件に実証的な制約を与えた成果を報告する．さらに，体積比に基づき火山活動度の推移を把握する手法の提案についても議論する．
「桜島ブルカノ式噴火にともなう地盤変動の統計的性質」 石井杏佳
桜島では年間数百回を超えるブルカノ式噴火が発生し，過去の噴火の際に取得された大規模な観測データベースが存在する．このように大規模なデータベースは，統計解析に基づいた確率的な噴火予測を可能にする．噴火カタログに掲載された噴火時系列を点過程モデルに則って議論する試みは古くから行われているが，その多くが噴火発生間隔の頻度分布のみを考慮したものであり，各火山の噴火モデルや地球物理モニタリングの結果を反映していない．本研究では，噴火発生前の地盤変動データの統計的性質をモデル化することで，噴火発生の物理過程をより反映した噴火予測を行うことを目指す．桜島では，観測坑道内に設置された伸縮計で噴火発生前に顕著な山体膨張が観測される．この変動の継続時間，体積変動量の頻度分布は，昭和火口で発生したブルカノ式噴火（2009-2015年），南岳火口で発生したブルカノ式噴火（2017-2020年）ともに対数ロジスティック分布で近似され，山体膨張の特徴的な時間スケールおよびサイズが存在することがわかった．本発表ではこの結果について考察し，噴火予測の運用に向けた試みを報告する．
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Seminar Program on December 23, 2022
Zoom online
(1) 14:00-15:00 Tomofumi Kozono, Chief Researcher, National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience
Title: Constraints on magma storage conditions based on geodetic volume change and erupted magma volume
Abstract:
A magma storage process in a magma chamber is one of the fundamental factors controlling the dynamics of volcanic eruptions. A combination of erupted magma volume and geodetic volume change of the magma chamber has the potential for obtaining valuable information about the magma storage process. The ratio of the erupted magma volume to the geodetic volume change of the magma chamber (referred to as “the volume ratio”) is described as a function of the compressibility of magma in the magma chamber and the effective compressibility of the magma chamber. These compressibilities depend on magma properties, including composition and vesicularity of magma and the geometry of the storage. Therefore, we can estimate the magma storage conditions from the multiple observations of the geodetic volume change and erupted magma volume. In this study, we derived an analytical expression for the volume ratio formulated as a function of parameters related to the magma storage conditions. By applying this expression to the 2011 and 2018 eruptions at Kirishima Shinmoe-dake volcano in which multi-observations precisely estimated the volume ratio, we specified the magma storage conditions prior to the Shinmoe-dake eruptions. In this talk we will also discuss a method for monitoring volcanic activities based on the volume ratio data.
(2) 15:05-16:05 Kyoka Ishii, Program-Specific Assistant Professor, Disaster Prevention Research Institute, Kyoto University
Title: Statistical analysis for ground deformation data of Vulcanian explosions at Sakurajima volcano
Abstract:
Statistical analysis of the large database of volcano observations contributes to understanding the underlying physical process of eruptive activity and enables probabilistic eruption prediction. Although many studies have discussed eruption time series based on the point process theory for decades, most of them focus only on eruption intervals and do not reflect the physics-based model of the plumbing systems and/or geophysical monitoring results. In this study, we aim to predict time and size of eruption by modeling the statistical properties of ground deformation data prior to eruptions, which reflect the magma accumulation process. Sakurajima volcano is one of the most suitable fields for statistical analysis due to its nature of frequent Vulcanian explosions over the last 60 years. Before a Vulcanian explosion at Sakurajima, distinct inflation is typically observed by extensometers equipped in underground observation tunnels. The distribution of the duration and volume of this inflation roughly fits a log-logistic distribution for both the explosions that occurred at the Showa crater (2009-2015) and the Minami-dake crater (2017-2020), indicating that there are characteristic time scales and sizes of the inflation. In this presentation, we discuss these results and report on the attempts for eruption prediction.
今後の地震火山グループ研究会予定：
3/17（金）：退職者講演
2022年度（令和4年度）第６回の京大防災研 地震・火山グループ研究会開催をお知らせいたします。
今月はオンライン開催で防災科学技術研究所の小園誠史先生と京都大学防災研究所の石井杏佳先生にお話をお願いしております。
Here is information of the 6th seminar of the Earthquake and Volcano Group Research, DPRI, Kyoto Univerity in FY2022 on December 23.
The seminar is held in a on-line style.
-------------- ２０２２年１２月 地震・火山グループ研究会 -------------
-------------- Colloquium of Earthquake and Volcano Hazard Group --------------
日 時：2022年12月23日（金）15:00 – 17:10
Date：15:00-17:10 December 23 (Friday), 2022
場 所：Zoomによるオンライン会場
Location：On-line with Zoom
プログラム
14:00-15:00 小園誠史(防災科学技術研究所火山防災研究部門 主任研究員，東北大学大学院理学研究科地球物理学専攻 連携委嘱准教授)
測地学的体積変化量と噴出マグマ体積に基づくマグマ蓄積条件への制約
15:05-16:05 石井杏佳(京都大学防災研究所火山防災連携研究ユニット 特定助教)
桜島ブルカノ式噴火にともなう地盤変動の統計的性質
要旨
「測地学的体積変化量と噴出マグマ体積に基づくマグマ蓄積条件への制約」 小園誠史
マグマ溜りにおけるマグマの蓄積過程は，噴火準備期の火山活動度に関連し，また噴火中のマグマ上昇過程の初期条件にも影響を与える重要なプロセスである．直接観測が困難なその蓄積過程に関する情報を得る手段の一つとして，噴火中におけるマグマ溜りの測地学的体積収縮量と，噴出マグマ体積を用いる方法が挙げられる．これらの体積量の比（体積比）は，マグマ溜り内のマグマ圧縮率とマグマ溜り周囲地殻の実効圧縮率の関数として表される．また，マグマ圧縮率は温度，揮発性成分量，結晶量などのマグマ物性やマグマ溜り内の圧力，周囲地殻の実効圧縮率は地殻剛性率とマグマ溜り形状に依存する．従って，体積比の観測値に基づき，マグマ蓄積過程に関するパラメータに制約を与えることができる可能性がある．本発表では，体積比とマグマ蓄積過程に関するパラメータの関係を記述する表現式を導出し，そのパラメータ依存性を詳細に調べた結果を紹介する．また，その表現式を，体積比が高精度で推定された2011，2018年霧島山新燃岳噴火の事例に適用し，マグマの蓄積条件に実証的な制約を与えた成果を報告する．さらに，体積比に基づき火山活動度の推移を把握する手法の提案についても議論する．
「桜島ブルカノ式噴火にともなう地盤変動の統計的性質」 石井杏佳
桜島では年間数百回を超えるブルカノ式噴火が発生し，過去の噴火の際に取得された大規模な観測データベースが存在する．このように大規模なデータベースは，統計解析に基づいた確率的な噴火予測を可能にする．噴火カタログに掲載された噴火時系列を点過程モデルに則って議論する試みは古くから行われているが，その多くが噴火発生間隔の頻度分布のみを考慮したものであり，各火山の噴火モデルや地球物理モニタリングの結果を反映していない．本研究では，噴火発生前の地盤変動データの統計的性質をモデル化することで，噴火発生の物理過程をより反映した噴火予測を行うことを目指す．桜島では，観測坑道内に設置された伸縮計で噴火発生前に顕著な山体膨張が観測される．この変動の継続時間，体積変動量の頻度分布は，昭和火口で発生したブルカノ式噴火（2009-2015年），南岳火口で発生したブルカノ式噴火（2017-2020年）ともに対数ロジスティック分布で近似され，山体膨張の特徴的な時間スケールおよびサイズが存在することがわかった．本発表ではこの結果について考察し，噴火予測の運用に向けた試みを報告する．
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Seminar Program on December 23, 2022
Zoom online
(1) 14:00-15:00 Tomofumi Kozono, Chief Researcher, National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience
Title: Constraints on magma storage conditions based on geodetic volume change and erupted magma volume
Abstract:
A magma storage process in a magma chamber is one of the fundamental factors controlling the dynamics of volcanic eruptions. A combination of erupted magma volume and geodetic volume change of the magma chamber has the potential for obtaining valuable information about the magma storage process. The ratio of the erupted magma volume to the geodetic volume change of the magma chamber (referred to as “the volume ratio”) is described as a function of the compressibility of magma in the magma chamber and the effective compressibility of the magma chamber. These compressibilities depend on magma properties, including composition and vesicularity of magma and the geometry of the storage. Therefore, we can estimate the magma storage conditions from the multiple observations of the geodetic volume change and erupted magma volume. In this study, we derived an analytical expression for the volume ratio formulated as a function of parameters related to the magma storage conditions. By applying this expression to the 2011 and 2018 eruptions at Kirishima Shinmoe-dake volcano in which multi-observations precisely estimated the volume ratio, we specified the magma storage conditions prior to the Shinmoe-dake eruptions. In this talk we will also discuss a method for monitoring volcanic activities based on the volume ratio data.
(2) 15:05-16:05 Kyoka Ishii, Program-Specific Assistant Professor, Disaster Prevention Research Institute, Kyoto University
Title: Statistical analysis for ground deformation data of Vulcanian explosions at Sakurajima volcano
Abstract:
Statistical analysis of the large database of volcano observations contributes to understanding the underlying physical process of eruptive activity and enables probabilistic eruption prediction. Although many studies have discussed eruption time series based on the point process theory for decades, most of them focus only on eruption intervals and do not reflect the physics-based model of the plumbing systems and/or geophysical monitoring results. In this study, we aim to predict time and size of eruption by modeling the statistical properties of ground deformation data prior to eruptions, which reflect the magma accumulation process. Sakurajima volcano is one of the most suitable fields for statistical analysis due to its nature of frequent Vulcanian explosions over the last 60 years. Before a Vulcanian explosion at Sakurajima, distinct inflation is typically observed by extensometers equipped in underground observation tunnels. The distribution of the duration and volume of this inflation roughly fits a log-logistic distribution for both the explosions that occurred at the Showa crater (2009-2015) and the Minami-dake crater (2017-2020), indicating that there are characteristic time scales and sizes of the inflation. In this presentation, we discuss these results and report on the attempts for eruption prediction.
今後の地震火山グループ研究会予定：
3/17（金）：退職者講演
© Research Center for Earthquake Hazards.
© Research Center for Earthquake Hazards.
