火山 第 48 巻 (2003)
第 6 号 445ῌ459 頁

論 説

Windows PC を用いた自動撮影システムによる
三宅島火山噴煙の観測
寺 田 暁 彦῍, ῍῍῎井 田 喜 明῍῍῍῎大 湊 隆 雄῍ῑ2002 年 8 月 29 日受付ῌ 2003 年 9 月 22 日受理ῒAutomatic Image Recording System Using the Windows PCs:
Application to the Eruption Columns of Miyakejima Volcano, Japan
Akihiko T:G696῍, ῍῍, Yoshiaki I96῍῍῍ and Takao O=B>C6ID῍
Using commercial Windows PC and digital cameras, we have developed an automatic image recording
system, which is inexpensive, small and lightweight. This system automatically records camera images in a digitalform and transfers them to a remote server through telephone lines. This system can be ﬂexibly applied to theobservation and monitoring of eruption columns even under severe conditions. With this system we have recoded
images of the eruption columns of Miyakejima Volcano, Japan, every 10 seconds from 12 August 2000 to 13 May
2002. These images revealed how the vents of volcanic gas ejection developed during August 2000. The images
after September 2000 showed that the column was relatively high in summer, probably reﬂecting the amount ofvapor in the ambient atmosphere.
Key words: image recording system, Miyakejima eruption, eruption columns, vents development, vapor in theambient atmosphere1. は じ め に

et al. (1978) はῌ Morton et al. (1956) が導いた定常プ

火山噴火に伴う表面現象ῌ 特に噴煙の状態からは火山

リュῐムの到達高度と初期エネルギῐ供給率との関係を学的に興味あるさまざまな情報を得られるためῌ これをプリニῐ式噴火の噴煙に適用してῌ 噴煙として放出され記 録 す る こ と は 大 変 重 要 で あ る῍ た と え ば Wilson

た熱エネルギῐや火砕物の噴出量を見積もった῍ またῌWoods and Kienle (1994) はῌ サῐマルの上昇運動を定式

῍ ῕113ῌ0032 東京都文京区弥生 1ῌ1ῌ1
東京大学地震研究所
Earthquake Research Institute, University ofTokyo, 1ῌ1ῌ1 Yayoi, Bunkyo-ku, Tokyo 113ῌ0032,
Japan.
῍῍ 現在῏ ῕060ῌ0810 北海道札幌市北区北 10 条西 8丁目
北海道大学大学院理学研究科附属地震火山研究観
測センタῐ
Current: Institute of Seismology and Volcanology,
Graduate School of Science, Hokkaido University,
North 10 West 8, Kita-ku, Sapporo 060ῌ0810,
Japan.
Corresponding author: Akihiko Terada
e-mail: teradaΐeos.hokudai.ac.jp
῍῍῍ ῕671ῌ2201 兵庫県姫路市書写 2167
姫路工業大学大学院理学研究科
Graduate School of Science, Himeji Institute ofTechnology, 2167 Syosha, Himeji 671ῌ2201, Japan.

化してこれを数値的に解きῌ Redoubt 火山 1990 年噴火の火砕流から生じた噴煙の運動を映像から解析してῌ 火
砕流の初期温度などを見積もった῍ 一方ῌ 鍵山 (1978) はBriggs (1969) の考えを拡張してῌ 風にたなびく噴気の映像から熱放出率および H2O 放出率を見積もる方法を考案しῌ 有珠火山の噴気の非噴火時に見られる変動を議論した῍
以上のように記録された画像デῐタを用いて各種の物
理量を見積もるほかにもῌ 噴火様式や火砕物の降下過程を調べること ῑたとえばῌ 津久井῎他ῌ 1987ῒῌ 噴火のメ
カニズムを考察すること ῑ荒牧῎早川ῌ 1984ῒ などの試みがある῍ またῌ 画像をテレメῐタできればῌ 上記のような画像解析を迅速に行うことができるうえにῌ 安全な場所から噴火の推移をリアルタイムで把握できるなどῌ
防災上の観点からも有益である῍
このような背景からῌ これまでῌ 運用環境や目的によ寺田暁彦῎井田喜明῎大湊隆雄

446

りさまざまな画像取得῎ 伝送システムが使用されてき任意の場所に自動的に伝送するシステムを構築した῍ 本

た῍ たとえばῌ 宝田῎他 (2001) は可視カメラῌ 熱赤外カ

撮影システムは機動性に優れるためῌ 火山活動の急激なメラおよびマイクロフォン等からなる観測システムを構

変化にも対応できる῍ またῌ 安価な汎用製品を使用して築しῌ 有珠火山 2000 年噴火の噴煙の観測を行った῍ このいるからῌ 状況に応じて撮影システムの補充を容易に行システムは野外において安定に動作するほかῌ 遠隔操作える῍ このような特徴からῌ 三宅島火山において爆発的が可能であることなど高い実用性を有する῍ 一方ῌ 木

噴火活動が始まった直後の 2000 年 8 月 12 日という早い下῎他 (1999) はῌ 画像を大容量記憶媒体 MD に保存す

時期に噴煙観測を開始してῌ 活動の推移を 10 秒間隔でるデジタルカメラ (SHARP MD-PS1) 等を使用してῌ 薩

安全に記録することができた῍ またῌ 全島民の島外避難

摩硫黄島などの離島地域で噴煙観測を行った῍ MD-PS1が行われる直前に三宅島から南南東に 20 km 離れた御は標準的な解像度において約 2000 回の自動インタῐバ

蔵島に同様の撮影システムを設置してῌ 2 年間以上にわル撮影が可能であるほかῌ 小型῎低価格であるからῌ ア

たり三宅島火山噴煙の連続画像を得ることができた῍ 特

クセスが困難な地域での噴煙観測装置として使用されてに 2000 年 8 月から 9 月の時期にはῌ 三宅島火山で運用いる῍ このほかῌ 報道機関や地元住民が撮影した画像をされていた監視῎観測カメラは本撮影システムが唯一で研究目的に使用できることがある῍

あった῍

しかしῌ これらのシステムには短所もある῍ 高機能の本論文ではῌ 自動撮影システムを構築῎運営する方法

画像取得῎伝送システムは比較的高価で大がかりな設備とῌ 得られた画像から噴煙の運動を定量化する方法につを必要とするためῌ 観測を長期間行うためには多くの費いて述べる῍ またῌ 本撮影システムにより得られた画像

用と労力を要する場合が多いうえῌ 火山活動の急な変化を用いてῌ 2000 年 8 月における白色噴煙活動の変化とῌに応じてシステムを機動的に展開することが難しい῍ 逆

9 月以降の噴煙高度の変動について議論する῍ 噴煙運動にῌ MD-PS1 などの比較的低価格の撮影システムではῌの定量的な解析手法や結果については別に発表する῍ な

記録可能容量が少ないことやῌ 画像伝送ῌ 時刻校正など

おῌ 本論文では Windows OS を搭載したパῐソナルコンの機能がないなど観測に不都合な点が少なくない῍ まピュῐタを Windows PC あるいは単に PC と略記する῍たῌ 報道機関や地元住民から得られる映像や画像はῌ 正

またῌ 本論文で噴煙という呼称は火山灰の有無によらず確な撮影時刻や撮影場所が不明であったりῌ 適当なス

用いる῍ケῐルがないために物理量を測定できないなどῌ 研究目
的には十分に役立たないことも多い῍
そこで我῏はῌ 噴煙を自動的に撮影して画像の一部をFig. 1.

2. 自動撮影システムの構築方法

本撮影システムはῌ 市販のデジタルスチルカメラやビThe illustration of a typical conﬁguration of the automatic image recording system.

Windows PC を用いた自動撮影システムによる三宅島火山噴煙の観測

デオカメラを Windows PC に接続しῌ 画像取得ソフト
ウェアを用いてデジタル静止画像を任意の時間間隔で447

Table 1. The daily schedules of operations with
soft-wares used in this study.

PC のハ῏ドディスクドライブに保存したうえῌ 画像の一部を一般電話回線を通じて自動伝送するものである῍
得られる画像の解像度は選択可能でありῌ 本研究では最高の約 31 万画素で観測を行った῍ またῌ 画像はフルカ
ラ῏ (RGB 24 bit) でῌ ファイルのサイズは 1 ファイルにつきおおむね 30ῐ120 kbyte である῍ なおῌ 本撮影シ
ステムは既存の建物内に設置することを前提としている
ためῌ 電力供給や防水ῌ 温度管理等の対策を考える必要がない῍

必要な PC の性能は使用するデバイス等に依存する῍

2ῌ1 ハῌドウェア

Fig. 1 の構成においてはῌ 図に付した PC の性能で十分

Fig. 1 に撮影システム構成の例を示す῍ 本撮影システに機能することを確認した῍

ムはῌ USB 接続型デジタルスチルカメラ ῑUSB カメラῒ

撮影画像を保存するハ῏ドディスクドライブ (HDD)をノ῏ト PC にῌ ビデオカメラをデスクトップ PC に接はῌ デ῏タ回収の便宜を考慮して外付型を用いた῍ 本研

続した῍ 本撮影システムでは 1 台の PC で複数のカメラ

究で使用した HDD の容量は 30 Gbyte でありῌ 昼間 10を運用することも可能であるがῌ システムへの負荷を軽秒間隔で 1 枚 100 kbyte 前後の画像を撮影した場合には減させῌ 長期間の無人運用を安定に行うためにῌ 2 台の約 2 カ月程度記録できる῍PC に処理を分散させた形でも運用できる῍ Fig. 1 は 2

画像のテレメ῏タには携帯電話を使用できる῍ しか台の PC に処理を分散させた場合の撮影システム構成のしῌ 携帯電話の多くはῌ その機構から充電とデ῏タ通信

例である῍を同時に行うことができないためῌ 携帯電話専用車載ア

2 台のカメラを使用したのはῌ 広角画像と望遠画像をそれぞれ同時に撮影するためである῍ 画像から高さ等のダプタやῌ 充電機能付携帯電話用接続ケ῏ブルなどを利用する ῑ平田῎他ῌ 1999ῒ῍

物理量を計測するためにはῌ 噴煙規模に応じて画角や視電源供給は商用 AC 100 V の使用を想定した῍ 電圧の線を動かすよりもῌ 視野角の異なるカメラを複数設置す

不安定や瞬間的な停電は撮影システムへ重大な影響を与る方が便利である῍ 本撮影システムでは USB カメラをえる可能性があるためῌ 無停電電源装置 (UPS) を使用

縦置き ῑ横ΐ縦῔480ΐ640 pixelῒ の広角カメラとして使した῍

用しῌ 噴煙全体を撮影することで主に噴煙高度を測定し

このほかῌ 鮮明な画像を得るためにさまざまな製品やた῍ 一方ῌ ビデオカメラを横置き ῑ横 ΐ 縦 ῔640ΐ480

技術が存在する῍ たとえばῌ カメラレンズに偏向フィル

pixelῒ の望遠カメラとして使用しῌ 噴煙の根元付近を十タ῏ ῑPL フィルタ῏ῒ を装着するとῌ 窓ガラスに映える

分な解像度で撮影することで主に初期上昇速度を測定し室内の光やῌ 大気の散乱光による画像コントラストの低た῍
次にῌ Fig. 1 に示した各器材の特性や選定上の諸問題を述べる῍ USB カメラはῌ USB 端子をもつほとんどの下を軽減できる῍ またῌ 光量を調整する ND フィルタ῏はῌ 太陽光によるカメラの CCD 素子の損傷を防ぐことにも使用できる῍

PC で安定に動作するがῌ 性能は一般のデジタルスチル

2ῌ2 ソフトウェア

カメラより劣る場合が多い῍ 本撮影システムで使用した一日の観測スケジュ῏ルの一例および観測に使用した

SONY PCGA-VC1 はῌ 本体の大きさが 36ΐ67 mmῌ 重

ソフトウェアの名称を Table 1 に示す῍ 本撮影システム

量が 45 g と小型῎軽量であるからῌ 窓に張り付けるなどで撮影および画像の保存に使用したソフトウェアはわずかなスペ῏スに設置できる῍
ビデオカメラは SONY DCR-TRV20 を使用した῍ 一

ListCam Ver. 1.8 である῍ 本ソフトウェアはῌ USB 端子やビデオキャプチャデバイスを介して PC に入力された般にῌ ビデオカメラを PC に接続するにはビデオキャプ

映像からῌ 任意の時間帯に任意の時間間隔で自動的に静チャデバイスが必要である῍ 使用するカメラのビデオ出止画像を取得してῌ JPEG や BMP などの形式で PC の力の規格 ῑたとえばῌ NTSC コンポジットῌ S ビデオῌ

ドライブに保存する῍ 最小撮影時間間隔は 1 秒である῍

IEEE1394 などῒ とビデオキャプチャデバイスの入力規

このほかῌ 本撮影システムでは DT-FTP Ver. 1.05 ῑ画像格が適合していればῌ デジタルスチルカメラや高感度カ

伝送ῒῌ Quick Reboot Ver. 1.0 ῑシステム自動再起動ῒῌ

メラῌ 熱赤外カメラなども使用できる῍

Sakura Watch network time client Ver. 0.2.1 ῑ時刻校正ῒ448

寺田暁彦῎井田喜明῎大湊隆雄
設置してῌ 約 2 年間にわたり三宅島火山の噴煙連続撮影を行った (Fig. 2). 本節では観測点を選定するうえでの注意とῌ 三宅島坪田および御蔵島観測点における運用経過について述べる῍
3ῌ1 観測点の選定方法

まずῌ 観測点の位置について述べる῍ 火口から見て最も望ましいカメラの設置方位は南である῍ この方角から
はῌ 太陽光による画像コントラストの低下やカメラ
CCD 素子損傷のリスクを軽減できる῍ またῌ 三宅島付近

では西や北東風が卓越するためῌ 風に流される噴煙を横方向から観測できることが多い῍ カメラから火口までの距離は観測目的に応じて決める῍ 到達高度等の噴煙全容を観測する場合にはῌ 想定する噴煙高度と同程度以上離れることが望ましい῍
次に見通しについて述べる῍ 見通しは現地調査なしでは判断が難しい῍ 建物や地形などの静的な障害物のほかにもῌ 季節により木立の状況が変わることやῌ 冬季に起きる結露等が見通しを妨げる原因になる῍ またῌ 道路に
Fig. 2. Map of the area around the Miyakejima
Volcano showing locations of the automatic
image recording systems.

面した窓には土埃がῌ 海に面した窓には潮が付きやすい῍ 海や湖ῌ 河を挟んで対岸にカメラを設置する場合にはῌ 霧を避けるためにできるだけ高所に設置するとよい῍を使用した῍ これらのソフトウェアはῌ 2003 年 9 月現在

3ῌ2 三宅島坪田観測点での運用

インタῐネット上で無償配布されている῍ 着信接続機能

本撮影システムを 2000 年 8 月 12 日に三宅島火山陥没

ῒ電話回線による撮影システムへのアクセスΐ や Win-

火口から南南東に約 2.6 km 離れた三宅村坪田地区の民dows NetMeeting ῒ撮影システムの遠隔操作ΐ はῌ PC の家に設置してῌ 24 時間 10 秒間隔で連続撮影を行った

基本ソフト (OS) である Microsoft Windows 98 SE/Me/(Fig. 2). 噴火が頻発するなかで機動的に観測点を設置す

2000/XP に標準添付されている῍ したがってῌ OS (Win-る必要があったためῌ 坪田観測点ではノῐトパソコンとdows) を準備すればῌ 観測に必要なソフトウェアはすべ

USB カメラを 1 台ずつ使用する簡易型の撮影システムて無償で入手できる῍を構築した῍ 電話回線の工事を行う時間的余裕がなかっ

2ῌ3 本撮影システムの特徴たためῌ 画像の伝送には携帯電話を使用した῍ 本観測点

本撮影システムはῌ 電話回線を通じた定期的な画像伝はῌ カメラから山頂部およびその上空まで障害物がない

送のほかにῌ 撮影システムの遠隔操作による各設定の変ことῌ 携帯電話の通話状況がよいことῌ 交通の便がよい

更やῌ 画像の回収を任意に行うことができる῍ またῌ 撮

ことなど優れた点が多かった῍ 本観測点はῌ 全島民の島

影システム安定性のためῌ 数カ月以上にわたり現地での外避難が実施された 2000 年 9 月 4 日まで運用した῍ 観

メンテナンス作業なしに運用できる῍ さらにῌ 目的や状測開始から撤収までの 24 日間ῌ 画像の伝送に失敗する

況に応じて使用するカメラやパソコンの台数を変更しῌことがあったものの撮影システムの停止は一度もなかっ

高感度カメラや熱赤外カメラなどを組み合わせた多目的た῍ 本観測点で撮影された画像の例を Fig. 3(a) に示す῍の観測点として運用することも可能である῍ 撮影システ

画像の鉛直方向の視野角は 46.2 度ῌ 撮影可能高度は三ムの設置や運用に特別な技術や知識を必要とせずῌ 15ῑ

宅島の火口上の海抜約 3500 mῌ 画像 1 枚の容量はおお20 万円程度の予算で構築῎運用できῌ 小型軽量のため一むね 30ῑ80 kbyte である῍ 携帯電話によるデῐタ伝送速

人で持ち運びができることなどの特徴はῌ 火山活動の急度は遅くῌ すべての画像を送ることは困難であった῍ こ

な変化に対応する上で大変有利である῍のためῌ 本観測点では画像伝送を 20 分ごととしῌ 伝送開
始時刻直前の画像 1 枚を伝送した῍ 伝送に要する時間は

3. 自動撮影システムの運用方法

接続῎認証にかかる時間も含めて 3ῑ5 分であった῍ 観

我῏はῌ 本撮影システムを三宅島坪田および御蔵島に

測開始直後の 2000 年 8 月 14 日以降ῌ 携帯電話がつながWindows PC を用いた自動撮影システムによる三宅島火山噴煙の観測

449

りにくい状況が頻繁に発生した῍ この際ῌ FTP ソフト

撮影した画像の例を Fig. 3(b), (c) に示す῍ ここでῌ(DT-FTP) が停止して画像伝送ができない状態となる現

Fig. 3(b) は USB カメラによって得られた画像でありῌ

象がほぼ毎日発生した῍ このためῌ FTP ソフトを定期的

御蔵 1 と呼ぶことにする῍ 御蔵 1 の鉛直方向の視野角はに強制終了ῌ 再起動させる仕様に変更した῍

約 46.2 度ῌ 撮影可能高度は三宅島上空の海抜 20 km 程2000 年 8 月 14 日以降ῌ 噴煙の到達高度が増したため

度ῌ 画像 1 枚の容量は約 30 kbyte である῍ 一方ῌ Fig. 3にῌ 噴煙頂部の見込み角が大きくなった῍ またῌ 西から(c) はズ῏ム機能付のビデオカメラにより得られた画像

北西の風によって噴煙が観測点直上付近を流れることがでありῌ 御蔵 2 と呼ぶことにする῍ 御蔵 2 の鉛直方向の多かった῍ さらにῌ 弱風時には上空に滞留した噴煙のた

視野角は約 9.15 度ῌ 撮影可能最大高度は三宅島上空のめに噴煙頂部が見えないことなどからῌ 噴煙高度の計測

海抜 3000 m 程度ῌ 画像 1 枚の容量は約 100 kbyte であが困難な状況が多く発生した῍ その一方でῌ 陥没火口壁る῍

付近における噴煙の様子を明瞭に撮影できた῍ これらの画像から得られた知見は 5 章で述べる῍
3ῌ3 御蔵島観測点での運用

4. 噴煙を定量化する方法

噴煙の到達高度や半径ῌ 上昇速度は浮力を反映した量

噴煙の規模を考慮してῌ 2000 年 8 月 31 日に三宅島かでありῌ 噴煙温度や火山ガス放出量等に関係する῍ 本節

ら南南東へ約 20 km 離れた御蔵島の御蔵島小中学校にῌ

ではῌ これらの量を画像から計測する方法および計測誤

坪田観測点と同一のノ῏トパソコンと USB カメラを 1

差について述べる῍台ずつ使用する簡易型撮影システムを設置してῌ 昼間 104ῌ1 噴煙の到達高度と直径の計測

秒間隔の撮影を行った (Fig. 2). 本観測点においては機噴煙頂部の海抜高度 h はῌ 水平面から測定したカメラ

器を逐次追加してῌ 2001 年 1 月には Fig. 1 に示されるよの仰角 q0, カメラの仰角から測定した噴煙頂部の見込み

うな 2 台の PC によって処理を分散する構成とした῍ 本

角 q を用いて計算する (Fig. 4(a)). 画像上で用いる座標

観測点では新規に一般電話回線を開設してῌ 画像の伝送

はῌ 画像左下端を原点とする直交座標 (X, Y), 単位はを 20ῐ60 分ごとに ῑ2001 年 10 月以降は一日 3 回ῒ 行っ

pixel とする (Fig. 4(b)). カメラの視野角を 2a, 画像鉛直

た῍ 伝送する画像はῌ 坪田観測点と同様に伝送時刻直前

方向の総 pixel 数を 2Py としたときῌ a と q には次の関係の御蔵 1ῌ 御蔵 2 の画像 1 枚ずつとした῍ 本観測点は標がある῎

高が海抜 150 m と高いために霧の影響が少なくῌ 視野に障害物がなくῌ 窓に結露が起きにくい理想的な場所でYΐPy῎
tan q῔ῌ
῍ Py ῏tan a(1)あった῍ 本観測点は 2001 年 3 月 11 日に同島内の通称西Y は画像から pixel 単位で計測した噴煙頂部の座標であ川住宅に移設した後ῌ 2002 年 5 月 13 日に撤収した῍る῍ a と Py が既知であればῌ q は (1) 式から計算できる῍Fig. 3. Some examples of recorded images. Original images are colored with RGB 24bits. (a) An image for oneof the most explosive eruptions at Miyakejima volcano in 2000. These images were automatically taken by
the Tsubota Camera system at 17 : 07 : 05 (JST) on 18 August 2000. (b) A typical eruption column of
Miyakejima volcano after September 2000. These images were taken by Mikura Camera 1 at 09 : 56 : 35
(JST) on 31 January, 2001. (c) The image taken by Mikura Camera 2 at 09 : 56 : 40 (JST) on 31 January,
2001.

寺田暁彦 井田喜明 大湊隆雄

450

別に測定したカメラの仰角 q0 を用いて 噴煙頂部の海方法を述べる まず 画像上で特徴的に見え 実際の位抜高度は置が既知の点を基準点 (Xῐ, Yῐ) として選ぶ 本研究で基hd tan(qq0)h0(2)

準点 (Xῐ, Yῐ) は 三宅島の陥没火口壁西部上端の特徴的と表される ここで h0 は観測点を設置した海抜高度

な部分に設定し この位置を地形図から確定した 地形

d は観測点から噴煙までの水平距離である d は 1 点の図を用いれば 観測点から見た基準点の水平面からの見観測では独立に求めることができないため 本研究では込み角度 qῐを計測できる このとき qῐ, q0 および a に

カメラから噴煙噴出口までの水平距離を d とした 坪

は次の関係がある

田 御蔵島観測点における d は それぞれ 2.6 km, 21 km

YῐPy῎tan (qῐq0)ῌ
῍ Py ῏tan a

である
カメラの仰角 q0 は実測されていることが望ましい(3)

ここで Yῐは 画像から計測した基準点の鉛直座標であしかし カメラや雲台の仕様によっては測定が困難なこる (3) 式から 既知の qῐと Py を用いてカメラの仰角 q0とや 測定後に仰角が動いてしまうことがある ここでを見積もることができる 本研究では (3) 式を用いては (1) 式と同様な方法により 画像から q0 を推定する

q0 を見積もった

噴煙半径についても 高さと同様の方法により計測した
4ῌ2 上昇速度の計測

後に述べるように 三宅島火山の噴煙は塊状である
したがって これら噴煙塊の高さ方向の位置変化を追跡することで 噴煙の平均的上昇速度を測定できる 本研
究では Fig. 4(c) に示すように噴煙画像を等撮影時間間隔に並べて噴煙塊の中心付近を追跡し 時刻 ti における上昇速度 wi を以下の式を用いて求めたwi

Yiῌ1Yi῍1
tiῌ1ti῍1(4)

4ῌ3 計測誤差の検討

計測結果に含まれる誤差要因として 読取誤差 d, レ
ンズの歪み D, 噴煙までの水平距離 dῐが考えられる 以
下では 各誤差要因について検討する
4ῌ3ῌ1 読取誤差

坪田カメラ USB カメラ では 噴煙の位置を 1 pixel
単位で読み取ることができる この値をカメラから見た角度に換算すると 横平均 7.6

10῍2 度 縦平均 7.2

102 度に相当する 一方 御蔵 1 USB カメラ は焦点

がやや甘いため 噴煙の位置の読取には 3 pixel 程度の不確定がある この 3 pixel の不確定を考慮して角度に換算すると横平均 2.3 10῍1 度 縦平均 2.2 101 度となる
さらに 御蔵 2 ビデオカメラ の読取誤差は 1 pixel であり 同様に角度に変換すると横平均 1.8 10῍2 度 縦
平均 1.9 10῍2 度である これらの値を鉛直方向の長さに変換すると 三宅島陥没火口上空の海抜 2000 m 付近
における坪田 御蔵 1 および御蔵 2 の読取誤差 d はそれ
ぞれ 4.7

5.3 m, 69

78 m および 6.7

7.1 m となる

(Table 2).
Fig. 4. Method to estimate the eruption column
height and column ascent velocity from theimages.

4ῌ3ῌ2 レンズの歪み

本節では (1) 式から計算されるある点 (X, Y) の仰角
q と 実際の (X, Y) の仰角 Q の差 D を定義する

Windows PC を用いた自動撮影システムによる三宅島火山噴煙の観測
DQq

451

(5)

本研究では D をレンズ歪みとみなして その大きさを実験的に調べた すなわち 観測に使用したカメラを用いて方眼用紙を撮影し Q の実測値と 4.1 節の方法で求めた q とを比較した この結果 USB カメラ 坪田および御蔵 1 の歪み D は横平均 8.110ῌ2 度 縦平均 9.1
10ῌ2 度で 画面の四隅で大きく最大で縦 6.710ῌ1 度であった 一方 ビデオカメラ 御蔵 2 の歪み D は横平均 2.010ῌ2 度 縦平均 1.910ῌ2 度 最大は縦 4.610ῌ2 度であった 先に述べた読取誤差と比較すると 平

均値としてはほぼ同じ程度であった
以上の歪みを陥没火口付近に換算した鉛直方向の長さ
で表すと 坪田カメラ 御蔵 1 御蔵 2 はそれぞれ約 4.9
5.6 m, 3033 m および 7.37.0 m である (Table 2).

Fig. 5.

4ῌ3ῌ3 噴煙までの水平距離の不確定カメラから噴煙頂部までの水平距離 d の不確定が測The illustration to show the e#ect of winddirection on the estimated eruption column
height.

定に及ぼす影響を考える 1 点のみの観測で d を独立に決めることができないため ここでは d が風向 a のみに

風は西および北東 すなわち a が 250 度および 75 度で依存すると仮定して d の変動を見積もった Fig. 5 のよあるから 多くの場合 風向きによる測定誤差は噴煙のうに a をカメラの方角から反時計まわりに測った角度で高さの 1 割程度と考えられる

表現する 噴煙が風と同じ方向に流れるとき 噴煙から

一方 三宅島島内の坪田カメラでは r/d 比を抑える

カメラまでの水平距離 dῐと火口からカメラまでの水平ために r を小さく取り過ぎると 特に風が強いときに噴

距離 d との比は煙が最高高度に達する前に高さが計測される恐れがあ
2

r
dῐ ῌ
2r cos a
 1
 2῎
d ῍
d
d῏

1
2

(6)

る また 噴煙は上昇するにつれて膨張するため 弱風であっても r は増加する このために r/d を十分に小さと書ける すなわち r/d が小さいほど あるいは a がく取ることができず 噴煙の到達高度を精度よく計測す

90 度もしくは 270 度に近いほど 風向きによる d の不ることは困難である

確定は小さい4ῌ3ῌ4 計測誤差のまとめ

御蔵カメラによる d の不確定を考える 風に流されな

読み取り精度とレンズの歪みに関する検討結果をがら上昇する噴煙は 島上空内で上昇をやめることがほTable 2 にまとめた 画面の四隅以外であれば 読み取り

とんどであるから 最高到達高度の測定を画像上の三宅精度やレンズの歪みに起因する計測誤差は いずれのカ

島上空で行えばよい このとき r の最大値は三宅島のメラを使用した場合でも三宅島火山の噴煙到達高度大きさから約 3 km 火口からカメラまでの水平距離 d

1000

3000 m 前後と比較して十分に小さい これに対は約 21 km である したがって 噴煙高度の読み取りをして 風による噴煙到達高度の不確定さは 1 割にも及風向が 45 度 a 135 度および 225 度 a 315 度のとき

ぶ したがって 噴煙到達高度を解析する際には主としに行えば (6) 式から風向きによる噴煙高度の不確定はて風に注意すればよい

1 割以下に抑えられることがわかる 三宅島周辺の卓越

噴 煙 の 直 径 は 火 口 壁 近 傍 で 100

Table 2. Parameters of observation devices and accuracy of the captured images.

500 m 程 度 で452

寺田暁彦῎井田喜明῎大湊隆雄

Table 3. Variation of the fumaroic activity from August to September, 2000. O, A, B and C indicate directions ofactive vents seen from Tsubota observation point. See text and Fig. 6 for detail.

御蔵 1 の読み取り精度と同じオ῏ダ῏である῍ したがっ13 日ῌ 18 日ῌ 29 日には短時間に多量の火山灰を噴出すてῌ 噴煙直径の計測には坪田および御蔵 2 を使用する῍

る規模の大きな噴火が発生した ῑたとえばῌ 宮城῎東宮ῌ

噴煙の上昇速度は火口壁付近でおおむね 10 m/s 以下

2002; 伊藤῎他ῌ 2002ῒ῍ さらに 8 月中旬から 9 月上旬にである῍ 本研究で用いた撮影システムの画像取得時間間かけてῌ 二酸化硫黄放出量の著しい増加が観測された

隔は 10 秒でありῌ 読み取りやレンズの歪みに起因する

ῑたとえばῌ 風早῎他ῌ 2001ῒ῍ この時期にカメラによる測定誤差は坪田や御蔵 2 を用いたとき 0.5ῐ0.7 m/s 程度

噴煙の連続観測を行っていたのは本研究の自動撮影シス見込まれる῍ 御蔵 1 ではῌ 計測誤差が実際の速度のオ῏テムのみでありῌ 得られた画像から噴煙活動の推移を定ダ῏に等しいためῌ 速度の計測は困難である῍ 以上からῌ

量的に記述することが可能である῍ 本節ではῌ 主として

噴煙上昇速度の計測は坪田および御蔵 2 を使用する῍

本撮影システムにより得られた画像を用いてῌ これまで
報告の少なかった白色噴煙の活動と比較的小規模な噴火

5. 噴煙活動の変化

三宅島火山では 2000 年 7 月 8 日に最初の山頂噴火がの推移を中心に記述する῍
5ῌ12000 年 8 月の白色噴煙と小噴火

起こりῌ 同時に山頂が陥没した ῑ中田῎他ῌ 2001ῒ῍ その

8 月に発生した規模の大きな噴火の前後にも活発な白後ῌ 8 月には白色の噴煙を連続的に噴出した他ῌ 10 日や色噴煙の活動が続きῌ 少量の火山灰を噴出する小噴火がWindows PC を用いた自動撮影システムによる三宅島火山噴煙の観測

453

何度か発生した῍ 以下で述べるようにῌ 白色噴煙の活動ことを示す῍ これらはῌ 火山観測情報または臨時火山情や小噴火はῌ 規模の大きな噴火の背景を理解するうえで報等として公表されている῍ 観測手段や観測場所におけも重要と考えられる῍る局所的な天候の違いのためῌ 本撮影システムで得られTable 3 にῌ 坪田撮影システムおよび現地観察に基づた結果と三宅島測候所の報告は必ずしも一致しない῍

いてῌ 噴煙活動の特徴とその推移をまとめた῍ この表の

白色噴煙についてはῌ 噴煙の上昇する位置と本数ῌ 直

噴火の型 (Eruption Type) で太矢印は 8 月 18 日や 29 日

径ῌ 到達高度を示した῍ 白色噴煙の特徴からῌ 噴煙活動など規模の大きな噴火をῌ 細矢印はそれ以外の小噴火をは I῎III の 3 期間に分けられる῍表す῍ 小噴火はῌ 火山灰の噴出する継続時間に基づいて

第 I 期は 8 月 7 日から 13 日まででῌ 比較的弱い連続

3 種類に分類した῍ 日付に付した黒三角はῌ 三宅島測候

的な噴煙活動が維持されていたと推定される῍ 8 月 7 日

所が目視や現地調査により噴火や降灰を確認したこと

早朝ῌ 陥没火口から白色噴煙が上昇していることが三宅をῌ 黒四角はῌ 火口から小規模な土砂噴出が確認された

島測候所 ῏Fig. 2 の星印ῐ から確認された῍ その後ῌ この

Fig. 6. Movement of vents in August 2000.

454

寺田暁彦ῌ井田喜明ῌ大湊隆雄

Fig. 7. A sequence of photographs showing the variation of the eruption column on 2000. Capturing times are
represented at Japan Standard Time.

Windows PC を用いた自動撮影システムによる三宅島火山噴煙の観測

噴煙は山麓地域から視認できなくなったがῌ 山頂駐車場

455

ら 2 本の白色噴煙の到達高度は同程度であった῍

跡付近 ῒ陥没火口壁南西部ΐ から同日 12 時頃にビデオ撮

第 III 期は 8 月 26 日から 9 月上旬でῌ 単一の大きな噴影された ῒ及川ῌ 私信ΐ῍ Fig. 6 にῌ このビデオ映像から煙で特徴づけられる῍ 26 日頃からῌ A, B の方角から上求めた噴煙の噴出孔の位置を示す῍ 噴煙の噴出孔は陥没がっていた 2 本の白色噴煙は区別できなくなりῌ 噴煙の火口南西部の底付近にあった ῒFig. 6(a) の網掛け Oΐ῍

陥没火口頂部における直径は 500ῐ600 m 以上となってこの時期の噴煙は陥没火口壁頂部付近で消滅することが顕著に増大した (Fig. 7(h)). 8 月下旬に日野正幸氏が御多くῌ 噴煙の直径は消滅直前で 50ῐ100 m であった῍

蔵島から撮影した映像や 9 月以降の御蔵 1, 御蔵 2 によ

第 II 期は 8 月 14 日から 25 日まででῌ 断続的な小噴

ればῌ 噴煙到達高度は 3000 m を超えていた῍ この白色火の発生と白色噴煙の本数の増加で特徴づけられる῍ ま

噴煙はῌ 29 日早朝の規模の大きな噴火以降ῌ 少量の火山

ず小噴火について述べる῍ 8 月 14 日 10 時頃から日没後

灰をほとんど常に含む状態になった῍ その間にもῌ 火山までῌ 火山灰の放出が 1ῐ2 分程度継続する小噴火が繰

灰量が著しく増加する時期があったがῌ このような小噴り返し発生した ῒFig. 7(a), Table 3 の῕ῑΐ῍ 小噴火の噴火の始まりと終了ははっきりしなかった ῒTable 3 の῕ῌ,煙はῌ 陥没火口壁よりも上空では外見上 1 本ῌ もしくはFig. 7(i)ΐ῍ この小噴火の噴煙はῌ 海抜 1500 m 前後まで

1 つの塊状に見えた῍ この噴煙の見える方角 (A) はῌ 坪

は相対的に白い部分と黒い部分のまだらに見えῌ それよ

田観測点から見て第 I 期の噴煙 (O) と約 7 度異なる῍ こ

り上では白色であった῍ なおῌ 9 月 10 日頃以降は火山灰の差を火口までの水平距離を用いて換算するとῌ A と Oの量は減少した῍は少なくとも約 300 m 離れていたことがわかる (Fig.

10 月以降はῌ 白色噴煙のみが放出された῍ しかしῌ6)῍ 翌 15 日および 16 日にはῌ 火山灰の噴出が 10 分程度

2001 年 1 月以降は再び小噴火が発生するようになりῌ

継続する単発的な小噴火が A と同じ方角で 1 回ずつ発

2002 年 8 月までに合計 27 回が確認された ῒ気象庁地震生した ῒFig. 7(b), Table 3 の῕ΐ῍ さらに 24 日にはῌ 火

火山部῎三宅島測候所ῌ 2002ΐ῍ 小噴火発生時を除く大部

山灰の放出が数 10 分継続する小噴火 ῒTable 3 の῕ῌΐ が分の時間は白色噴煙のみが見られた῍

発生した῍ 24 日の小噴火はῌ 14ῐ16 日の小噴火と比較し5ῌ2て噴火の開始と終了が明瞭でなかった῍ いずれの小噴火

本節ではῌ 御蔵島に設置した撮影システムを用いてῌの噴煙もῌ 比較的白く見える部分と黒く見える部分のま2000 年 9 月以降の噴煙活動

白色噴煙の活動の長期的な変化を記述する῍

だらに見えた῍ このことはῌ 噴煙中で水滴と火山灰の混

5ῌ2ῌ1 外見的特徴

合が不均質であったことを示す῍ 噴煙の直径はῌ 陥没火

噴煙は陥没火口内に形成された複数の孔から噴出して口頂部付近で 400 m 前後ῌ 最高到達高度は 2000 m 前後

いるがῌ それらは近接しているために火口壁上では外見であった῍

上つねに 1 本に見える ῒ寺田῎井田ῌ 2003ΐ῍ 風が弱いと第 II 期の白色噴煙はῌ 16 日までは A の方角から 1 本

きには噴煙は鉛直方向に立ち昇りῌ 上昇をやめた後水平が連続的に上昇していた (Fig. 7(c)). しかし 16 日 8 時

方向に拡がる῍ 多くの場合ῌ 水滴は噴煙が上昇をやめて

30 分頃からῌ さらに南の方角 (B) に 2 本目の白色噴煙も蒸発しきらずに残っている῍ 上昇をやめてしばらくすが見え始めた῍ Fig. 7(d) に 17 日早朝の画像を示す῍ こるとῌ 白く見える水滴が消滅してῌ 二酸化硫黄ガスまたの方角はῌ 最初の噴煙 (O) の方角と一致する῍ 空中写真

はミスト状の硫酸と思われる半透明の霧が滞留する῍ こによればῌ B に対応すると思われる噴煙噴出口はῌ O よのような霧はῌ 偏光フィルタ῏を装着していた御蔵 2 にりも観測点に近い位置にあったと推定される῍ B の方角より明瞭に捉えられた ῒFig. 3(c) の囲みΐ῍ 一方ῌ 風が強から上昇した噴煙は A の方角の噴煙よりも弱くῌ 画像

いときの噴煙は上昇せずῌ 風下方向に押し倒されて地表からは明瞭に確認できないときもありῌ その最高到達高

面に接しながら流れる῍ このような状況ではῌ 風下側の度は海抜 1000 m 前後であった῍ なおῌ 18 日 07 時 30 分

地上で二酸化硫黄や硫化水素等の火山ガスが観測されるから 08 時 40 分頃にかけてῌ A および B とは異なる方角ῒ小山田῎他ῌ 2003ΐ῍ 押し倒された噴煙はῌ 標高 200ῐ(C) に白煙が見られた (Fig. 7(e)). この白煙の初期直径

300 m よりも下に達するとῌ 白い水滴の大部分が蒸発しは 300 m 前後でῌ 海抜 1000 m 前後に達すると蒸発してて二酸化硫黄ガスもしくはミスト状の硫酸と思われる半

見えなくなった῍ ただしῌ この時期には噴煙とは無関係

透明の霧になる῍に積雲が発生しておりῌ C の方角で発生した積雲を噴煙

5ῌ2ῌ2 噴煙の長期的変化と見誤った可能性も否定できない῍ 23 日から 25 日にかFig. 8 にῌ 御蔵 1 および御蔵 2 の画像から計測した噴けてῌ A と B の方角から 2 本の白色噴煙が連続的に上昇

煙の到達高度を示す῍ Fig. 8(a) は日平均高度である῍ こ

している様子が見られたがῌ 18 日以前とは異なりῌ これ

こでῌ 日平均高度とは全デ῏タから 10 分おきに抽出し456

寺田暁彦῎井田喜明῎大湊隆雄

Fig. 8. Variation of the observed eruption column heights of Miyakejima volcano. Plotted column heights aredaily average of the value acquired from the image extracted every 10 minutes. (a) Daily mean heights withstandard deviation. (b) Daily maximum heights. The broken line is the trend of daily maximum height after
Division of Earthquake and Volcanology, JMA and Miyakejima Meteorological Observatory (2002). (c)Mean ascent velocity around the top of the Caldera wall. (d) Mean diameter of eruption column around the
top of the Caldera wall.

た画像を用いて測定した噴煙高度をῌ 一日ごとに平均しῐ1500 m であった῍ 4 月 4 日にはῌ 噴煙が火口壁を超えた値である῍ Fig. 8(a) にはῌ 噴煙の頂部を一日あたり 10る前に蒸発して目視できない状態が数時間以上見られ

回以上確認できた日のみを表示している῍ エラ῏バ῏はた῍ このような状態はῌ 以前に観測されたことがなかっ標準偏差を表す῍た῍

日平均高度には変動が見られる῍ まずῌ 2000 年 9ῐ10

Fig. 8(b) は日最大高度でῌ 日平均高度と同様に噴煙の月から 11 月にかけて顕著に減少した῍ その後は横ばい

頂部を一日あたり 10 回以上確認できた日のみを表示し状態がしばらく続いたがῌ 2001 年 7ῐ9 月には再び増加ている῍ 破線はῌ 気象庁地震火山部 ῎ 三宅島測候所

した῍ 2002 年に入ると顕著に減少傾向が見られῌ 日平均(2002) の日最高高度デ῏タから 5 日ごとの最高値を抜

高度が 2000 m を超える日はほとんどなくなった῍ 特に出すことで変動傾向を示したものである῍ 両者の変動傾2002 年 4ῐ5 月はῌ 噴煙が上昇しやすい弱風時でも 1000

向はおおむね似ているがῌ 本研究の測定結果の方がよりWindows PC を用いた自動撮影システムによる三宅島火山噴煙の観測

大きな値を示す場合が見られる῍
Fig. 8(c), (d) にῌ 火口壁付近における噴煙の初期上昇

速度と初期半径を示す῍ 計測はῌ 噴煙運動に対する風の457

OS が停止する障害が多発した῍ このような状況ではῌ テ

レメ῏タを止めて現地収録のみを行うべきである῍
6ῌ22000 年 8 月に起きた白色噴煙活動の変化

影響が少ない無風または微風の日に行った῍ 上昇速度や白色噴煙の活動は 2000 年 8 月に顕著に変化した῍ 第 I

噴煙半径は変動しつつも減少しῌ 2002 年 3 月以降は期に始まった弱い白色噴煙はῌ 第 II 期に入ると本数を2001 年と比較して半分程度になった῍

増やした῍ そして第 III 期になるとῌ 白色噴煙は合体して大量の火山ガスを放出する大きな噴煙へと発展した῍

6. 議

論

このような変化は噴出口の発達過程を反映したと考えら

6ῌ1 本撮影システムの特徴と課題れる῍ まずῌ 火口底の一部から微弱な噴煙が上がった῍

噴煙の全容を観測するためにはῌ 噴煙の規模に応じた

その後ῌ 噴煙は他の噴出口からも噴出しῌ 最後にこれら距離に観測点を設置することが重要である῍ しかしῌ 噴の噴出口が結合して多量の火山ガス噴出を可能にする大煙の規模は短い時間スケ῏ルで大きく変化することがあきな噴出口が形成された῍ このような噴出口の発達がῌる῍ 三宅島火山においてもῌ 2000 年 8 月 7 日頃は陥没火

8 月 18 日や 29 日等に発生した比較的規模の大きな噴火

口壁頂部付近の海抜 1000 m 付近で消失する規模の噴煙や陥没の進行ῌ 地下水の影響とどのような関係にあるかがῌ 8 月中旬以降の弱風時には海抜 3000 m を超える規は大変興味深い῍ 現状ではῌ 地震活動や地殻変動と噴火模に大きくなった῍ このためῌ 撮影システムを設置して活動との関係には諸説があるので ῐたとえばῌ Kumagai

いた三宅島坪田 ῐ火口から約 2.6 kmῑ からでは噴煙到達

et al., 2001; 菊地῎他ῌ 2001; 山科ῌ 2003ῑῌ 以下ではマグ

高度の測定が困難となった῍

マ活動との詳細と関係する議論は避けてῌ 火山ガスや熱このような噴煙活動の急な変化に対応するためにはῌ
機動性に富む噴煙観測システムが必要である῍ 本撮影シ
ステムは安価でῌ 運搬や設置を一人で行えῌ 設置にかか測定など噴煙と直接関係するデ῏タと比較しながら議論を進めることにする῍
6ῌ2ῌ1 噴煙噴出口の発達る時間も短いことからῌ 状況の変化に応じて柔軟に運用

18 日の噴火の前にはῌ 白色噴煙の本数が増加した῍ とできる῍ このような特徴のためῌ 連続的な噴気活動が始

くに 18 日 07 時 30 分から 08 時 40 分頃にかけて見られまった 2000 年 8 月 7 日の 5 日後には三宅島坪田で本撮た方角 (C) からの噴煙はῌ 18 日 17 時 04 分頃に始まっ影システムの運用を開始しῌ 8 月 31 日には三宅島からた規模の大きな噴火の噴出口の方角に近い (Fig. 3(a),21 km 離れた御蔵島に新たな観測点を追加することがでFig. 6). このような噴出口の発達はῌ 18 日噴火の発生にきた῍関与した可能性も考えられる῍ しかしῌ 数日後の 23 日にしかしῌ 御蔵観測点の設置以前に発生したῌ 噴煙を高見られた白色噴煙にはῌ 17 日以前と大きな違いが見られ

度 14000 m まで噴き上げた 8 月 18 日の噴火ῌ 噴煙が十ない῍ このことはῌ 18 日の噴火が噴出口の発達に特別な分に上昇せず側方に流れた 29 日の噴火についてはῌ 坪寄与をしていないことを示唆する῍ 第 II 期から第 III 期

田からでは噴煙の全容を把握できず噴煙の根元付近のみへの移行もῌ 18 日ではなく 26 日に起きた῍が撮影された῍ またῌ 降灰による視界不良のためῌ 噴火
活動の時間変化を十分に撮影できなかった῍

18 日の噴火は噴出口の発達に特別な寄与をしていないことが示唆されるがῌ 一方で 18 日噴火はῌ 第 II 期に一方ῌ いくつかの技術的な問題点もある῍ たとえばῌ

発生した小噴火の特徴が変化する契機になったと考えら

何らかの原因で PC の OS が停止した場合や電源供給がれる῍ 第 II 期前半の小噴火 ῐ14, 15, 16 日ῑ はῌ その開始完全に絶たれた場合にはῌ 電話回線を通じた遠隔操作もが明瞭で火山灰の放出が数分以内に終了した῍ しかし 18

不可能となる῍ この状況ではῌ 現地作業なしに撮影シス

日をはさんだ後半の小噴火 ῐ24 日ῑ ではῌ その開始と終テムを復旧させることができないためῌ 日頃から PC を了が不明瞭で火山灰の放出も数十分以上続いた῍ またῌ

安定に動作させる工夫が必要である῍ たとえば Fig. 2 の21 日以降ῌ パルス状の空振が間欠的ῌ または連続的に発ように処理を複数の PC に分散させて負荷を減らすこと

生するようになりῌ 小爆発の頻度が急に高まったことがやῌ Table 2 に示したように定期的に PC を再起動させる

知られている ῐ気象庁火山課ῌ 2002ῑ῍ この変化はῌ 18 日

ことが有効である῍ またῌ 画像ファイルのテレメ῏タにの噴火を契機に地下で火山ガスが流れやすくなりῌ 圧力

関しては障害が起きやすい῍ たとえばῌ 御蔵島で 2000 年をあまり貯めずに火山ガスが放出されるようになったた

9 月から 2001 年 7 月まで行われていたῌ 緊急時に用いらめと考えられる῍

れる衛星経由等の電話回線を使用した通信時にはῌ 本撮

29 日の噴火前後でもῌ 白色噴煙の大きさや高さに大き影システムにおいてダイヤルアップ接続を試みたままな変化は見られない῍ 噴火に先立つ 26 日頃にはῌ 白色噴

寺田暁彦井田喜明大湊隆雄

458

煙の半径 上昇速度 到達高度はすでに 9 月中旬以降の2002 にも見られ 火山ガス噴出量の長期的な減少の反規模になっていた このことは 29 日の噴火を待たず映と考えられる

に 26 日の時点で大規模な火山ガス噴出口が形成されて本研究で計測した日最高高度と気象庁地震火山部三いたことを示唆する 一方 29 日の噴火後には それま

宅島測候所 (2002) とを比較すると 特に本研究で計測で AB の方角から上がっていた白色噴煙は 少量の火山

した噴煙高度が高い日に 三宅島測候所では 500 m 前後

灰を含む噴煙を常時放出する状態へと変化した 以上か低く測定される傾向が見られた その理由として 測定ら 29 日の噴火は地下での噴煙の形成過程に影響を与え

方法の問題が考えられる 気象庁の噴煙高度計測は 三て 噴煙中の火山灰量を増加させたものの 噴出口の大宅島島内に設置したカメラを用いて行うことがある こ

きさの発達には本質的な寄与をしなかったと考えられの場合 到達高度が高い噴煙に対しては噴煙頂部の見込る

み角が大きくなり過ぎるため 計測誤差も大きくなると

なお 噴出口の発達は山頂の陥没過程と関係している考えられる また あらかじめ決められた時刻にのみ測可能性があるが 空中写真測量などの解析から 山頂陥定が行われているため この時刻以外に高く上がった噴

没は白色噴煙が顕著に発達した 8 月以前にほぼ完了して煙が計測から漏れている可能性もある

いた (Geshi et al., 2002). したがって 噴出口発達に対す本研究では 2001 年 7 9 月に噴煙高度が高くなったる陥没の寄与は大きくないと考えられる

ことがわかった この変動は COSPEC による二酸化硫6ῌ2ῌ2 噴煙に対する地下水の関与

黄放出量の測定結果 たとえば 篠原他 2002 には

II 期から III 期にかけて起きた噴煙の変化は 噴煙に見られない この原因として 噴煙周辺の大気に存在す

対する地下水の関与で解釈できる 白色噴煙の規模が顕る水蒸気が噴煙運動に影響を与えた可能性が考えられ著に高まったのは 8 月 26 日頃からであるが 二酸化硫る Woods (1993) は 周辺大気が水蒸気に富む環境にお黄放出量が顕著に増大したのは 9 月以降である 風早

いては 噴煙の到達高度が水蒸気の凝結熱により増加し他 2001 この期間は 26 日頃から地下水の沸騰が顕著うることを数値計算から示した 2001 年 7 9 月頃の三になったために地下水が徐に抜け 地下水の噴煙に対宅島火山の噴煙についても 高温多湿な周辺大気から噴する関与が徐に減少していた時期と考えられる 8 月

煙へ水蒸気が大量に供給されたために 噴煙内で水蒸気

26 日に行われたヘリコプタからの観測によれば 火口の凝結による潜熱の放出が盛んに発生していた可能性がから泥流が流出しており 火口付近の温度は 50以下ある この他 三宅島火山の噴煙到達高度が逆転層に影で 噴煙の噴出温度が低かった 鍵山 私信 また 噴

響されていることが示唆されている 寺田  井田

煙の規模は 26 日頃から顕著に増大したが 二酸化硫黄

2002 従って 噴煙の到達高度から火山学的に興味ある

放出量はまだ少なかった 以上から 26 日頃は噴煙に対情報を得るためには 周辺大気の噴煙運動に対する影響する地下水の関与がまだ大きく 沸騰した多量の地下水を考慮した噴煙解析を行う必要があると思われる このが放出されていたと推定される 8 月 26 日頃から 9 月中

ような噴煙解析手法については 別に発表する

旬の間に 二酸化硫黄放出率は数万トン/日前後 火口温
度は 150 400前後までに上昇した たとえば 気象庁

7. ま と め

火山課三宅島測候所 2002 風早他 (2001) は 火

小型軽量で機動性に富む安価な自動噴煙撮影システ

山灰に含まれる塩化物イオンと硫化物イオンの比からムを構築し 三宅島火山噴煙の連続撮影を約 2 年間行っ29 日以降の噴火に対する地下水の関与が 18 日以前の噴た これら噴煙画像から 2000 年 8 月に白色噴煙活動が火に比べて減少したと考えた 地下水が減少したこと発達してゆく様子が明らかとなった この発達は 噴出

で 地下水に吸収される火山ガスの量と奪われる熱量が口の発達や地下水の噴煙に対する関与を反映していたと減少し マグマから放出された火山ガスがそのまま火口考えられる 噴出口の発達に対して 8 月 18 日や 29 日から噴出できるようになった結果 9 月以降も大きな噴の噴出量の大きな噴火は本質的な寄与をしなかったが煙が維持されたと解釈できる

18 日の噴火は 小規模な噴火の発生条件に影響を与えた

6ῌ3

2000 年 9 月以降の噴煙活動と考えられる また 26 日に見られた噴煙規模の顕著な

三宅島火山噴煙の日平均到達高度および日最高到達高

増大は 地下水の顕著な沸騰を反映したものと解釈され度は 変動しながらも長期的に減少する傾向が見られる 2000 年 9 月は 白色噴煙を海抜 3000 4000 m の高た この傾向は 気象庁地震火山部  三宅島測候所

さまで噴き上げる活動を行ったが その後の噴煙高度は(2002) による 噴煙高度 日最大 や COSPEC による

長期的に低下する傾向が見られ 2002 年の日平均高度は

二酸化硫黄放出量の測定結果 たとえば 篠原  他2000 年 9 月の半分以下に低下した この間 周辺大気のWindows PC を用いた自動撮影システムによる三宅島火山噴煙の観測

水蒸気が原因と思われる噴煙高度の増加が見られた῍
謝辞

三宅村坪田の渡辺義宗氏ῌ 御蔵島の竹入啓司氏ῌ 御蔵
島小中学校の徳山隆三氏ῌ 千木良康志氏ῌ 河野 修氏にはῌ 本撮影システムの設置場所をご提供いただいたほかῌ 観測を継続するうえで格別の便宜を図っていただきました῍ 北海道札幌市の石川 肇氏ῌ 東京大学地震研究所の中川茂樹氏ῌ 駒澤大学文学部の田中 靖氏には本撮影システムを改良する過程で多くのご助言をいただきました῍ 御蔵島の日野正幸氏ῌ 東京大学地震研究所の及川純氏には噴煙の映像をご提供いただきました῍ 東京大学地震研究所の鍵山恒臣氏にはῌ 熱映像等の資料を見せていただきました῍ 編集委員の後藤章夫氏と匿名の査読者のコメントはῌ 本論文を改善するために大変役立ちました῍ ここに記して感謝の意を表します῍
なおῌ 渡辺義宗氏におかれましてはῌ 病気療養中のところ 2003 年 3 月 16 日に逝去されました῍ 謹んでご冥福をお祈りします῍
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ῒ編集担当 後藤章夫ΐ