[M-IS26] 火山噴煙・積乱雲のモデリングとリモートセンシング

[MIS26-02] Xバンド偏波レーダ観測による火山噴煙の微物理特性の研究

*真木 雅之¹、Kim Yura²、Lee Ding-In² (1.鹿児島大学地域防災教育研究センター、2.Pukyong National University)

キーワード：レーダ、噴煙、火山噴火、三次元

気象レーダが火山噴煙を捉えることは1970年代から認識されていたが，定量的な噴煙の評価に関する研究は最近になってからである．本研究では，火山噴煙の定量的推定研究に必要となる噴煙レーダエコーの微物理特性を調べた．使用したレーダは桜島の昭和火口から南々東約11kmに設置された国土交通省の現業Xバンドマルチパラメータレーダである．解析した事例は2013年8月18日（事例１）と2013年8月29日（事例２）の2つの噴火事例である．
事例１は噴煙高度が火口から5500mまで上がった例，事例２は噴煙エコーと降雨エコーが共存した例である．仰角が6°のPPIスキャン観測で得られた偏波レーダパラメータの解析をおこなった．噴火直後の各偏波パラメータの分布パターンを見ると，反射因子（ZH）と反射因子差（ZDR）には火口付近を中心に北北西から南南東に伸びる放射線状エコーが見られる．放射線状エコーの向きはレーダと火口を結ぶ直線の方向と一致している．これは送信パルスのレンジサイドロブの影響によるエコーと考えられる．水平と垂直偏波の相関係数（RHOHV）も同様なパターンが認められる．噴火から6分後には放射線状のエコーパターンはほぼ無くなっている．噴火6分後～24分後までの噴煙コーの変化で興味深いのはZHとZDRの変化である．ZHの強さは時間と共に弱くなるのに対してZDRは時間と共に大きな値を持つようになっている．RHOHVは噴火14分後までは0.8～0.9の値となっているが，24分後には値が小さくなりエコー中心では0.7～0.8，中心以外では0.5以下の値となっている．一方，噴煙のエコーの非偏波間位相差（KDP）は他の偏波レーダパラメータのパターンとは明らかに異なっている．有意な値が認められるのは噴火の14分後からで，その値は0.5deg/km程度と小さいが，その後，約１deg/kmまで大きな値となった．本研究では，これらの偏波パラメータの時間変化は噴煙エコーの微物理特性の時間変化により説明出来ることを試みた．
噴火事例２は，事例１とは異なり大気の環境場が湿った状況にあった．噴火前に降水エコーが桜島の西で発生し，東進して火口上空を噴火直後に通過した．気象レーダは噴火直後の噴煙エコーを捉えたが，その後，降水エコーと混在したためにレーダ反射因子の情報からは両者を区別することが困難になった．この事例について，偏波レーダパラメータの時間変化から噴煙エコーの微物理特性を推定し，降雨と降灰粒子の区別の可能性を調べた．