神奈川県温泉地学研究所観測だより，第 67 号，2017．

時々問い合わせのある音のこと
板寺一洋（神奈川県温泉地学研究所）
うな問い合わせを受けた研究員は、し、記録の始まりが 2015 年 12 月

まず、地震活動や地殻変動のデータ

17 日の午前 9 時 50 分で、図の上研究所への問い合わせの中でよくを確認し、箱根火山でそれに該当す

下に 10 秒ごとの目印が入っていまあるのが、「今朝からドーン、ドーるような異常が起こっていないかどす。

ンという音が聞こえるが、箱根で何うか調べます。幸いにして、今まで「ドーン」という音が聞こえる時かあったのではないか？」というものところ、問い合わせの「ドーン」に地震観測記録を見ると、図 1 にのです。中には、「去年 (2015 年 )という音が、箱根の異常に関わるも示したように、同じような波形が繰の噴火の時のような音がするのだのだったケースはありませんが、そり返し記録されています。上側の目が、・・・・・。
」というものもありうした音がどこから来るのか？どう盛りを目安にすると、繰り返し波形ます。確かに箱根火山では、2015して聞こえてくるのか？について考の時間間隔はおよそ 15 秒であるこ

年 の 6 月 29 日 か ら 7 月 1 日 に かえてみることにしました。とがわかります。さらに、こうした■はじめにけてごく小規模な水蒸気噴火が発生

繰り返し波形が記録されているのはしましたが、何しろ、当時でも噴火■地震計に記録された音発生時刻の特定に苦労したぐらいで一部の観測点であることがわかります。

すから、噴火の時にはっきりした音

図 1 は、温泉地学研究所が設置

繰り返し波形が記録されている観がしたかどうかは微妙で、「噴火のしている地震計の波形記録の 1 例

測点は、上から、大又沢、金時、大時のような音」というのは問い合わです。一本一本の横線は、上から大涌谷、元箱根の 4 観測点で、いずせ主の勘違いかも知れません。

又沢、寄、日向、岩倉・・・・塔の峰、れも地震計が地表に設置されている

実は、そうした問い合わせのある湯河原、裾野という具合に各観測点観測点です。一方、その他の観測で時、たいていは研究所でも同じ音がの地震計がとらえた振動の様子を示

は、地震計が地中（専用のボーリン聞こえています。ともあれ、そのよしています。時間は左から右に推移グ孔の中）に埋設されています。ど観測点名

日付

時刻
大又沢
寄
日向
岩倉
地蔵堂
金時
大涌谷
湖尻
小塚山
駒ヶ岳
元箱根
温地研
塔の峰
湯河原
裾野

10 秒ごとの目印
1

2

341

2

3451

2

345

1

2

34554.6s
13.4s
18.5s

図 1 2015 年 12 月 17 日 9 時 50 分 00 秒から 3 分間の地震観測記録。

観測だより 67 号，2017

7うやら、地表に地震計が設置されたほど速く、逆に、気温が低いほど遅すれば、音の伝わる速さは 1 秒間観測点だけに観測されているこの波くなることが知られています。温度に 334.5 ｍとなります。逆に言え形は、問い合わせのあった音によるT（℃）の空気中を伝わる音速 c（m/ば、音の発信元（音源）から 334.5ものと見てよさそうです。

s）は近似的に次式で表されます。

ｍ離れるたび、音が聞こえるまでの時間は 1 秒ずつ遅くなることにな■音はどこから来るのかc ＝ 331.5 ＋ 0.61Tります。このことを利用して、例の「ドーン」という音がどこから発空気中を音が伝わる速さ（音速）

図 1 に示したのは 12 月の朝の記

は気温によって変化し、気温が高い録ですので、その頃の気温を 5℃としているのか調べてみることにしましょう。

(a) 金時と大涌谷の距離差が1.4～1.6ｋｍ(ｂ) 金時と元箱根の距離差が4.4～4.6ｋｍ

大又沢

大又沢

富士山

富士山

金時

金時

大涌谷

大涌谷

元箱根

元箱根
20 km

20 km

139˚

139˚

(ｃ) 金時と大又沢の距離差が6.1～6.3ｋｍ(ｄ) 重ねあわせ

大又沢

大又沢
富士山

富士山

金時

金時
大涌谷大涌谷
元箱根

元箱根
20 km

139˚

20 km

139˚

図 2 (a) 金時と大涌谷、(b) 金時と元箱根、(c) 金時と大又沢のそれぞれの組み合わせについて音の到達時間の差から計算した距離差となる範囲、および (d)(a) ～ (c) の結果の重ねあわせ。

8観測だより 67 号，2017

図１を詳しく見ると、問題の波形は、最初に金時、次いで大涌谷、元箱根、最後に大又沢の順で記録され遅い
速い aています。10 秒間隔を示す目盛りを目安にすると、一番最初に金時で波形が記録されて（音が聞こえて）ba＜bから、大涌谷で二番目に波形が記録されるまでの時間差はおよそ 4.6 秒でした。音が聞こえるまでの時間差 1 秒につき、音源からの距離は速い
遅い a334.5 ｍ遠くなりますから、「ドーン」という音の音源から金時と大a＞b

涌谷のそれぞれの観測点までの距離の差は音速（334.5m/s）と時間差（4.6s）の掛け算により、およそb

図 3 伝わる速度が異なる境界を通過する際の波の折れ曲がり。

1.5km ということになります。同じように、金時と元箱根での時間差ました。ひと安心したところで、そ温度が高いほど音は早く伝わりますは 13.4 秒、金時と大又沢での時間うした音が離れた場所に伝わる仕組から、音の進行方向は大気中の様々差は 18.5 秒でしたので、音源からみについてもう少し考えてみましょな所で折れ曲がることになります。の距離の差は金時と元箱根とでおよう。

たとえば、日中、太陽光によってそ 4.5km、金時と大又沢とではお音は波の一種であり、音源で発生地面が暖められている場合ですと、よそ 6.2km ということになります。

した（始まった）振動が空気や水な地面付近の気温が最も高く、上空に図２(a) ～ (c) は、金時と大涌谷、どを次々に震わせることで遠くに伝いくほど気温は低くなります。その金時と元箱根、金時と大又沢の、そわっていきます。そのため、振動を場合、こうした状況は、上に行くほれぞれの各組み合わせについて、上伝える物質が無い真空中（宇宙空間

ど音速が遅くなるブロックが重なっで計算した距離の差となる範囲を示など）では音は聞こえません。ていると見立てることができ、図３しています。音源からの距離差を厳波には、伝わる速さが異なる物質

上に示したように、ブロックの境目密に計算するためには、波形記録をの境界を通過する際に、進行方向がを通るごとに、音の伝わる方向は上正確に読み取ることはもちろん、正折れ曲がる性質があります。図３上向きに曲がっていきますから、ある確な気温データのほか、後で述べる

は、速度が速い物質から遅い物質へ

程度音源から離れてしまえば地表付ような波の性質を考慮する必要があと波が通り抜ける際の様子を簡略化

近に音は伝わらないことになります

ります。ここではそれらを無視しして示しており、境界へ波が侵入す（図４(a)）。ていますので、計算結果は数 100mる角度よりも、境界から波が出てい一方、良く晴れた冬の早朝などに程度の誤差を含んでいると考えられ

く角度は大きくなります。速度が遅は、放射冷却現象により地面の熱がますが、3 枚の図を重ねあわせた結い物質から速い物質へと通り抜ける大気中に奪われ、その結果、地表面

果 (d) をみると、(a) ～ (c) の結果を場合は、その逆で、波が境界へ侵入付近の気温が低く、ある程度の高度すべて満たす音源の位置は、富士山する角度よりも、境界から出ていくまでは上空ほど気温が高い状況が生の南東麓の丸で囲まれた辺りである

角度のほうが小さくなります（図３

じることがあります。こうした場合可能性が高いことがわかります。

下）。

は、先ほどとは逆に、音速は地表付

さて、音の伝わる大気には厚みが近で遅く、ある程度の高さまでは上あり、その中の温度（気温）は一定

空にいくほど速くなります。今度は、ではありません。気温は、場所によっ上に行くほど音速が速くなるブロッ「ドーン」という音の原因はともて変わるのはもちろんですが、高度クが重なっていることになりますか

かく、少なくとも箱根火山から発せによっても変わります。すでに述べ

ら、音源から上空に発せられた音は、られているのではないことがわかりたように、同じ空気中であっても、やがて下向きに進路を変えていきま■遠くの音が聞こえる仕組み

観測だより 67 号，20179音速（a）

気温
低遅い

音源
速い

高速い

高地表面

（b）

気温音速

音源
低遅い

風地表面

音速

強い（c） 音速

遅い

速い

音源
弱い速い

<風上側>

遅い

地表面

<風下側>

図 4 音源から音が伝わる様子（模式図） (a) 通常、日中地面が暖められ、上空ほど気温が低い場合、(b)
放射冷却により、上空ほど気温が高い場合、(c) 風の影響で高度によって音速が変わる場合。
す（図３下）。結果として、ある程遅くなりますから、図４(a) に示し度離れた場所にも音が伝わることにたのと同様に、音源からある程度離なり、さらに、途中に山などの障害れると音は聞こえなくなります。風物があっても回り込むことができるの強い日には、音源の風上側と風下ことがわかります（図４(b)）
。

側では、音の伝わり方に違いが生じ「ドーン」という音についての問

それでは風が強い日はどうでしょ（図４(c)）、風下側でより遠くまでい合わせをきっかけに、その音がどうか。地表付近にある建物や植生、伝わると考えることができます。

こから聞こえてくるのか、また、遠です。

■おわりに様々な起伏の存在が、風にとってはよくよく思い起こしてみると、音くで発した音が聞こえる仕組みや条抵抗となるため、風速は、地表付近についての問い合わせは、冬の朝に件について考えてみました。「ドーほど遅く、上空ほど速くなると考え寄せられることが多い気がします。

ン」という音は、幸いなことに箱根られます。ある音源から発した音が実は、（おそらく）同じ「ドーン」火山から発せられたものではないこ

風下側に伝わる際には、文字通り追という音は筆者の住む神奈川県の中とがわかりましたが、そうであってい風となり、風速は上空ほど大きく、央部でも聞こえることがあり、そうも、日ごろから身の回りの状況に気音速も上空ほど速くなります。このした日は風が強かった記憶がありまを配り、ふだんと違う出来事を見落

場合は、図４(b) に示したのと同様す。ここで説明したように、気温やとさないことも、とかく予測が難しな状況となり、音は遠くまで伝わる風の強さや風向きなどの条件が揃えい自然災害に備える上で重要な習慣ことができます。一方、音源に対しば、空気中を伝わる波の性質によっです。これからも、何か「おや？」て風上に伝わる際には、向かい風とて、ある程度遠くで発せられた音でと思う出来事に気がついたら、研究なり、風速が大きい上空ほど音速はあっても聞こえることがあり得るの所までお問い合わせください。

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観測だより 67 号，2017