資料2-4次世代火山研究・人材育成総合プロジェクト
総合協議会（第１０回）
Ｒ５．１２．１８

課題C 火山噴火の予測技術の開発
第10回総合協議会

課題成果概要2022年12月～2023年度上期までの成果概要

課題責任者・説明者：北海道大学 中川光弘

課題Cの概要 課題Cでは国内の主要な活火山を対象に噴火履歴の解明と噴火事象の解析を行い、得られた情報を数値シミュレーションで解析することによって噴火の予測技術を開発する。まず個々の火山で中長期予測を行う。そして事象分岐判断基準が伴った噴火事象系統樹を整備するとともに、噴火発生確率の算出に向けた検討を行う。本課題は、以下の3つのサブテーマの研究が並行して、かつ密に連携しながら実施される。
火山監視・火山防災
噴火対応

課題C: 火山噴火の予測技術の開発

噴火予測・噴火ハザード予測
手法の開発

C-3

噴火確率算定への寄与

噴火事象系統樹の高度化

マグマ移動シミュレーション
噴火ハザードシミュレーション
マグマ過程の再現実験
事象のモデル化⇒パラメータ解析

C-1

噴火事象分岐の判断基準の確立

最近の噴火事象
物質科学的解析C-2

最重点5火山・重点火山地質学的・物質科学的地球化学的解析

データ・成果の一元化

課題D-3
情報ツール

データ連携

課題D-2
リアルタイム降灰

課題D-1
リアルタイム
無人機観測
観測情報の共有
課題間連携研究

噴火事象分岐条件の解明

噴火事象系統樹の作成

課題A
一元化DB

課題B
観測データ

中長期噴火予測

長期噴火履歴・噴火推移の解明
マグマ変遷の解明

大学院生
受入れ

火山研究
人材育成
コンソーシアムサブテーマC-２

噴火履歴調査による火山噴火の中長期予測と噴火推移調査に基づく噴火事象系統樹の作成

1年目

2年目

3年目

4年目

5年目

6年目

7年目

8年目

9年目

10年目

H28

H29

H30

R01

R02

R03

R04

R05

R06

R07

最重点火山見直し

地表踏査、トレンチ・ボーリング調査（大学連合・産総研）
物質科学的解析
火山の噴火履歴およびマグマ長期変遷の解明

マグマ変遷解析センター（北大）
立上げ・運用開始

成果の総括と補填調査検討

維持・整備

個々の火山のマグマ噴出量階段図の作成・公表
地質学的データの一元化データベースへの提供
大規模噴火DB完成

大規模噴火推移DBの構築（産総研）完成

噴火推移DBの構築（産総研）
手法の確立

中長期噴火予測 手法の開発
中長期噴火
予測・噴火
事象系統樹の作成

サブテーマ２

成果とりまとめと評価

個々の火山の中長期噴火予測

噴火事象系統樹 作成手法の検討

手法の確立

成果とりまとめと評価

個々の火山の系統樹試作

課題C内・他課題との連携

成果事例：アトサヌプリ・白山

アトサヌプリ火山：観光地の活火山，最新の噴火活動の履歴解明（北海道大）
レストハウス駐車場

白山火山：標高2500m級の活火山，山頂部の噴火活動履歴（富山大）

サブテーマ２

宿泊施設

遊歩道

川湯温泉駅?

熊落とし火口?

200 m

熊落とし火口ローブ
山頂部

西部

At-ph1At-ph1

非常に厚い

北東部

At-ph1

非常に薄い

厚い

アトサヌプリ火山の最新活動(400年前・1200年前): 1つの火口の活動ではなく、複数の火口から同時期に噴火した活動であることが判明

 山頂域での調査により、歴史時代のマグマ噴火の噴出物を2層見出した
 下位の火砕流堆積物は、1554-1556年噴火、上位の火砕流堆積物は、1659年噴火の噴出物である可能性が高い

サブテーマ２

マグマ噴出量階段図の作成および公表

草津白根山のマグマ噴出量階段図

草津白根火山の噴火履歴調査（沼田・石﨑ほか，2023, JpGU）

2つの活動場（本白根、白根）をもつ草津白根火山の階段ダイアグラムの作成に成功

・マグマ噴出量階段図の作成指針・手法を提案し（中川ほか,投稿準備中）、各機関で対象火山（13火山）の階段図を試作した。
その成果を取り纏めた研究報告書を作成し、防災科研研究資料としてR5年度末に公表する予定である。

中期噴出量階段図

長期噴出量階段図

初期の2つの活動期に総噴出量の約95％が噴出

短期噴出量階段図
殺生溶岩の噴出後は、活動が低調化
殺生溶岩の噴出量＝0.23 km3 DRE

殺生溶岩噴出後の総噴出量＝0.04 km3 DRE 

本白根と白根が連動した活動
振子沢溶岩と湯釜火砕丘・水釜溶岩ドーム
鏡池北火砕丘と弓池マール

噴火事象系統樹の試作
試作事例：蔵王山•••

噴火事象系統樹作成のためのWGを発足させ、噴火事象系統樹の作成指針を検討した。
多くの火山が静穏期であることから、将来の噴火活動を網羅的に理解することに資するための噴火履歴に基づく事象系統樹を作成することとした（Unrest期には使用しない）
作成指針案に基づき噴火事象系統樹を試作し、問題点の洗い出しを行った。

サブテーマ１

サブテーマC-1 火山噴出物分析による噴火事象分岐予測手法の開発
年次計画
項目
分析・解析プラット
ホームの構築

内容

28年度

29年度

(a) 高精度，高効率の分析環境の構築

30年度

R1年度

(c) データ保存環境の整
備

機器の公開

(e) 広く研究者や学生に開放するための利用環
境の整備

R3年度

R4年度

標準的な定量分析ルーチンの確立
分析の効率化(b) 解析の自動化による作業の効率化・標準化

データベース

R2年度R6年度

R7年度

分析環境のアップデート

標準的な解析プログラム，図化プログラムの整備
データベースとの連携プログラムの整備プログラムのアップデート
データベースの構築
データベース利用環境の整備
データベース利用開始，アップデート
利用規程整備受け入れ体制の構築
受け入れ開始必要に応じての追加

試料採取，地質学的検討
マグマ溜まり環境の実体化

再解析，精密化

マグマの上昇速度，状態の解明
火山噴出物解析R5年度(d) 対象火山（1１火山＋α）の噴出物解析とカタログ化

混合から噴火に至る時間の解明
カタログ化

再解析，精密化
再解析，精密化
カタログのアップデート

予測指標の検討（新たな分析要素の検討）

・噴出物解析による噴火の特徴把握（マグマ溜まりの環境（T,P,組成、上昇速度、噴火準備時間）

・それを実現する分析・解析・環境の構築と利用普及（分析・解析プラットホーム、データベース）（即時）
噴火の様式や推移の予測（仕組みやモデル作り）

取りまとめのステージに入った

〇マグマ供給系像、噴火準備過程の明確化

サブテーマ１

桜島南岳火道最浅部でのマグマ結晶化速度と粘性上昇率
浅部でのマグマの挙動を知るための有効な手法の開発
BrokenPlagioclase
Regrowth
Rim

破断した斜長石に成長したリムの組成と厚さから成長速度を求めた。さらにマイクロライ
トの数密度を実測し、マイクロライトの結晶成長により、噴火間隔のあいだにどの程度マグマの粘性が変化するかを見積もった。

〇噴火の推移・様式予測のための噴火発生後の作業の高精度化と迅速化

サブテーマ１〇単純化したマグマ供給系モデルによる噴火推移・様式予測の仕組みの検討

MELTSの利用環境整備と利用法の提案

マグマ供給系モデル
富士山の階段図

上のマグマ溜まりモデルによってシミュレーションした例（活用例）マグマの上昇に伴う体積膨張を計算

時々発生する規模が大きな噴火を再現するとともに、噴出量の幅を現実に近づけることに成功した。
モデル計算のメリット：
・モデルのどの要素が噴火の発生等の予測項目の確率に影響を与えるのか検討できる。
・観測値との整合性から不確定要素部分に制約を与えたり、モデルの修正が可能。

サブテーマ３

課題C 火山噴火の予測技術の開発
サブテーマ３ シミュレーションによる噴火ハザード
予測手法の開発

H28年度

H29年度

H30年度

R1年度R2年度

R3年度

R4年度

R5年度

R6年度

R7年度

①地下におけるマグマ移動シミュレーション

火道流・岩脈・結晶化・レオロジーモデル構築

マグマ移動評価システム開発

一元化システムへの統合②噴火ハザー
ドシミュレー
ションの開発・高度化

降灰・噴煙・溶岩流・噴石評価システム開発

火山ハザード評価システム開発

一元化システムへの統合

サブテーマ３①地下におけるマグマ移動シミュレーション
ｂ.マグマ移動過程シミュレーション技術開発〇岩脈貫入の場所による傾斜変化の比（伊豆大島）〇噴火・噴火未遂分岐判断のため，個別要素法により、各パラメータへの依存性の検討を継続して実施
Case 53e: 噴火未遂

LP

VT
Case 54e: 噴火

LP

岩脈の位置の違いにより観測される傾斜変化の振幅比や極性変化のタイミングが異なる．
→異常発生時の監視の視点に役立つ．

VTサブテーマ３②噴火ハザードシミュレーションの開発・高度化
ａ. 降灰ハザード予測モデルの開発
移流拡散モデルの初期値のための1次元噴煙モデル（NIKS-1D）の開発

大規模噴火時の都市部へ影響評価～宝永噴火の降灰シミュレーション～

噴煙を噴煙柱と重力流で表現し、沈降モデルを組み合わせることで、火砕物の離脱を計算するモデルを開発した。離脱した火砕物は移流拡散モデルの入力とした。宝永噴火の噴出条件を2021年1年分の風向風速場データで計算。
● 大粒径：<-4φ● 中粒径：-4φ～-1φ● 中粒径：-1φ～+3φ● 小粒径：>+3φ

ｂ. 噴煙柱ダイナミクスモデルの開発上から見た噴煙の広がり〇経験的係数の決定
a. エントレインメント係数, 𝛼𝛼, 風による エントレインメント係数, 𝛽𝛽b. 傘型噴煙拡大パラメータ, 𝜆𝜆UMB,
Bent Plume拡大パラメータ, 𝜆𝜆GC
c. 体積flux比, 𝜇𝜇𝜆𝜆UMB ~0.1 (Suzuki&Koyaguchi, 2009)

サブテーマ３②噴火ハザードシミュレーションの開発・高度化
ｃ. 火山ハザード評価システムの開発
・faSavageHutterFOAMによる火砕流高濃度部シミュレーション
・各シミュレーションモジュールの火山ハザード評価システムへの組み込みと計算結果のDB化（ドリルマップ作成）

2015年5月29日噴火における火砕流高濃度部の解析
 分布領域・堆積量（火口内・近傍を除く）の観測値 (Geshi and Ito 2018) との比較に基づく給源量の推定––––

簡易版降灰シミュレーション(PUFF)，詳細版降灰シミュレーション（JMA-ATM），噴煙柱シミュレーション(SK-3D)
詳細版溶岩流シミュレーション(LavaSIM)，新溶岩流シミュレー
ションコード(faSavageHutterFOAMLava)
詳細版火砕流シミュレーション(SKS)，火砕流高濃度部シミュレー
ション(faSavageHutterFOAMを利用）
噴石シミュレーション（Ballista）
等(Geshi and Ito 2018)

ABCD

kazan-rms

GUIインターフェース: SIMPAC

連携研究

課題間連携研究（1）伊豆大島「火山学はどのように噴火様式・推移の予測を行うか：伊豆大島火山を例にして」

http://id.nii.ac.jp/1625/00002870/

R05.03, 防災科研研究資料集として、伊豆大島WSプロシーディングを発行

課題間連携研究（2）霧島 「火山学はどのように噴火予測・推移予測に貢献できるか：霧島火山を例として」
キックオフ研究集会

2023年4月6日

目的：観測・研究の到達点と課題を共有し連携研究の進め方について議論する

連携研究準備WGの発足
メンバー：相澤、小園、前野、及川、安田、藤田、中川（霧島連携研究の流れ）
2023年
４月
キックオフ集会・WG発足
５月19日
第１回WG
7月7日
第２回WG：コアメンバーWS
2024年11月？ 現地で人材育成コンソと連携研究集会〇霧島連携研究の概要• 2024年度一杯で終了、延長しても2025年度（PJ最終年度）中盤までであろう。
• 新たな課題研究は無理で、研究集会と人材育成との連携が中心• 研究集会では、現在までの研究成果の的確なレビューと、その成果をもとに何ができるかを考える• 人材育成との連携では？

第2回WG コアメンバーWS

連携研究

2023年7月7日

目的：連携研究のためのマグマ供給系モデルと噴火シナリオのたたき台を作る
防災科研HPより引用〇マグマ供給系モデルについて（13：00～15：00）
13：00－13：20「霧島火山の3次元Vsv、Vsh構造とS波鉛直異方性」
長岡 優（温地研）
13：20―13：40「深部低周波地震の活動から解明するマグマ供給系プロセス」
栗原 亮（温地研）
13：40―14：05「主に地下構造に基づく霧島火山のマグマ供給系－他火山の知見も入れて－」相澤広記（九大）
14：05―14：30「霧島火山群歴史時代噴火の地質・物質科学的分析に基づくマグマ供給系」
前野 深（東大）
14：30―14：45「簡略化したマグマ供給系モデルの霧島への拡張」
安田 敦（東大）
14：45―15：00

討論〇噴火シナリオ・状態遷移図について（15：15～16：20）
15：15―15：40「霧島火山における噴火推移の特徴－観測に基づく制約－」
15：40－16：05「霧島火山の噴火様式・推移の特徴－完新世の活動を中心に－」
16：05－16：20「霧島山新燃岳の状態遷移図について」

小園誠史（防災科研）
及川輝樹（産総研）
藤田英輔（防災科研）〇総合討論（16：20～）
深部低周波地震に基づくマグマ供給系モデル

Kurihara et al. (2019)

新燃岳
噴火シナリオ第2版

中田・他（2011）

連携研究の今後の計画

連携研究

課題間の連携研究をさらに促進（課題Dへの拡大も検討する）（＋大学院生の関与を促す→人材育成コンソとの連携）

課題間連携研究第2弾

安山岩質噴火：霧島火山

複数の火口地形

えびの高原

韓国岳

大浪池
新燃岳

防災科研HPより引用

御鉢

東大地震研HPより引用

年度

R01

R02

R03

R04

R05

R06

R07

年目

4年目

5年目

6年目

7年目

8年目

9年目

10年目

玄武岩質噴火伊豆大島
安山岩質噴火霧島珪長質噴火
未定

コアメン
バーWS

現地研究集会

追加研究
まとめ

キックオフ
研究集会

コアメン
バーWS

現地研究集会