11:15 〜 11:30
[MIS16-03] 南九州の火山における小型Xバンド偏波レーダーの展開と噴火観測事例
キーワード：火山、噴火、レーダー、Xバンド、地震波形、南九州
１．はじめに
近年頻発するゲリラ豪雨の予測や早期発見などを目的として，建物屋上や可搬コンテナを利用して小型Xバンド偏波レーダーが全国的に展開されてきている．国交省により現業Xバンド偏波レーダー（XRAIN）が最近全国展開され，桜島の噴火事例にて現業レーダーによる噴煙観測への有効性が実証されてきた（例えば，真木ら2015）．さらに，レーダー反射因子と降灰量との関係式の導出が試みられている（真木ら2015）．降灰量推定といった噴火の定量化ならびに，土石流などの二次火山災害の誘因としての降雨把握にレーダーは有用と言える．
そこで，京都大学防災研究所は平成27年度補正予算（施設整備費補助金）にて小型Xバンド偏波レーダーを火山近傍の６箇所に設置し，次世代火山研究推進事業（課題D-2）「リアルタイムの火山灰ハザード評価手法の開発」にて運用している．そして，2017年10月の霧島新燃岳噴火による噴煙と2017年11月から2018年1月の桜島南岳噴火による噴煙を観測することができた．
２．レーダー観測システム
古野電気（株）のXバンド偏波レーダーシステム（形式WR-2100）が霧島市立牧園中学校（対象：霧島火山），鹿児島県立錦江湾高校（桜島火山），火山活動研究センター（桜島火山），三島村竹島（薩摩硫黄島火山），口永良部島番屋ヶ峰避難所（口永良部島火山），諏訪之瀬島キャンプ場（諏訪之瀬島火山）に2017年8月に順次設置された．WR-2100のスペックは中心周波数9432.5MHz，空中線出力100W（各偏波，同時送信）である．空中線装置（レドーム）は直径1m，高さ1m程度であり，信号処理装置とデータ収録装置は高さ1m，幅0.64m，奥行き0.68mのラックに収納され，既存建物の屋上および小型コンテナ上面に設置された．WR-2100は通常HSQスキャンモードにて運用しているが，噴火した場合もしくは噴火切迫時に随時セクタRHIスキャンモードでの観測に切り替えている．WR-2100の生データの１日当りデータ量15～20GBであり，データは外付けHDD（4TB）に保存される．また，雨量換算データはCSVファイルに変換され光回線もしくは4G通信にて火山活動研究センターのサーバーに収集し，雨量分布の地図表示をWeb上にて行っている．
３．噴火観測事例と地震振幅との比較
2017年10月11日6時ごろから６年半ぶりに霧島山新燃岳が噴火をした．噴火の一報を受けて牧園中学校レーダーのスキャンモードをHSQからセクタRHIに変更した（15:13）．10月12日11:40～13:00の時間帯で噴煙によるレーダー反射強度分布が確認できた．地震振幅の増大から10月15日に噴火のピークが推定されるが，悪天候のため可視映像から噴煙は確認できていない．レーダー反射強度からは雨雲と噴煙を見分けるのが困難であった．今後は偏波間レーダー反射因子差などのパラメーターについて検討をして雨雲と噴煙の分離を試みる予定である．桜島についても同様にレーダーによる噴煙検知を試みており，例えば2017年11月13日22:07と12月25日4:12の南岳噴火では火口直上にレーダー反射強度の明瞭な増加が確認された．
近年頻発するゲリラ豪雨の予測や早期発見などを目的として，建物屋上や可搬コンテナを利用して小型Xバンド偏波レーダーが全国的に展開されてきている．国交省により現業Xバンド偏波レーダー（XRAIN）が最近全国展開され，桜島の噴火事例にて現業レーダーによる噴煙観測への有効性が実証されてきた（例えば，真木ら2015）．さらに，レーダー反射因子と降灰量との関係式の導出が試みられている（真木ら2015）．降灰量推定といった噴火の定量化ならびに，土石流などの二次火山災害の誘因としての降雨把握にレーダーは有用と言える．
そこで，京都大学防災研究所は平成27年度補正予算（施設整備費補助金）にて小型Xバンド偏波レーダーを火山近傍の６箇所に設置し，次世代火山研究推進事業（課題D-2）「リアルタイムの火山灰ハザード評価手法の開発」にて運用している．そして，2017年10月の霧島新燃岳噴火による噴煙と2017年11月から2018年1月の桜島南岳噴火による噴煙を観測することができた．
２．レーダー観測システム
古野電気（株）のXバンド偏波レーダーシステム（形式WR-2100）が霧島市立牧園中学校（対象：霧島火山），鹿児島県立錦江湾高校（桜島火山），火山活動研究センター（桜島火山），三島村竹島（薩摩硫黄島火山），口永良部島番屋ヶ峰避難所（口永良部島火山），諏訪之瀬島キャンプ場（諏訪之瀬島火山）に2017年8月に順次設置された．WR-2100のスペックは中心周波数9432.5MHz，空中線出力100W（各偏波，同時送信）である．空中線装置（レドーム）は直径1m，高さ1m程度であり，信号処理装置とデータ収録装置は高さ1m，幅0.64m，奥行き0.68mのラックに収納され，既存建物の屋上および小型コンテナ上面に設置された．WR-2100は通常HSQスキャンモードにて運用しているが，噴火した場合もしくは噴火切迫時に随時セクタRHIスキャンモードでの観測に切り替えている．WR-2100の生データの１日当りデータ量15～20GBであり，データは外付けHDD（4TB）に保存される．また，雨量換算データはCSVファイルに変換され光回線もしくは4G通信にて火山活動研究センターのサーバーに収集し，雨量分布の地図表示をWeb上にて行っている．
３．噴火観測事例と地震振幅との比較
2017年10月11日6時ごろから６年半ぶりに霧島山新燃岳が噴火をした．噴火の一報を受けて牧園中学校レーダーのスキャンモードをHSQからセクタRHIに変更した（15:13）．10月12日11:40～13:00の時間帯で噴煙によるレーダー反射強度分布が確認できた．地震振幅の増大から10月15日に噴火のピークが推定されるが，悪天候のため可視映像から噴煙は確認できていない．レーダー反射強度からは雨雲と噴煙を見分けるのが困難であった．今後は偏波間レーダー反射因子差などのパラメーターについて検討をして雨雲と噴煙の分離を試みる予定である．桜島についても同様にレーダーによる噴煙検知を試みており，例えば2017年11月13日22:07と12月25日4:12の南岳噴火では火口直上にレーダー反射強度の明瞭な増加が確認された．