ポイント
- 长年（约140年）の谜「火山喷火と夜光云の関係」について世界初の観测情报を提供
- 2022年のトンガ沖海底火山噴火による噴煙の水蒸気が2年かけて2024 に中間圏に到達
- 中間圏に到達した噴煙起源の水蒸気が 2024 年の夜光雲の活動を活発化させたことを発見
概要
明治大学理工学部の鈴木秀彦准教授、電気通信大学大学院情報理工学研究科 情報?ネットワーク工学専攻博士前期課程2年の森山陽介氏、同専攻／宇宙?電磁環境研究センターの津田卓雄准教授と安藤芳晃准教授を中心とする、国立極地研究所、東北大学、信州大学、総合地球環境学研究所らの共同研究グループは、トンガ沖海底火山噴火の影響で夜光雲 （中間圏の高度80-85km付近に発生する天然の雲）の活動が活発化したことを、日本の静止軌道衛星ひまわりの観測を中心とした総合解析によって発見しました。今回の研究成果は、1880年代から議論されてきた長年の謎である「火山噴火と夜光雲の関係」について、世界初の観測情報を提供するものです。
本研究において明治大学の铃木准教授は、解析结果の解釈および考察で贡献しました。
背景
夜光云は、地球大気の中间圏の高度80-85办尘付近に発生する天然の云で、薄明时に青白く辉いて见える珍しい云として知られています。夜光云の最初の発见は1885年であると言われています。同时期の1883年にインドネシアのクラカタウで大规模な火山喷火が発生していたことから、火山喷火の影响で夜光云の活动が活発化し、その発见に繋がった可能性が议论されました。しかし、当时は人工卫星観测などの有効な観测手段がなく、可能性を议论するのみでした。それ以降も大规模な火山喷火が稀な现象であることから、当时（1880年代）から现在（2020年代）に至るまでの约140年间、「火山喷火と夜光云の関係」は谜に包まれている状况でした。
図1: 静止軌道衛星ひまわりによる夜光雲の観測
図2: トンガ沖海底火山噴火の噴煙起源の水蒸気が夜光雲の活動を活発化
手法
2022 年に発生したトンガ沖海底火山噴火は非常に大規模な火山噴火であり、1883 年のクラカタウ火山噴火に匹敵する規模の火山噴火でした。本研究グループは、「火山噴火と夜光雲の関係」に着目して、最新の人工衛星による観測データの総合解析を実施しました。特に、日本の静止軌道衛星ひまわりによる夜光雲の高感度観測（図1）を有効活用することで、夜光雲の活動についての詳細な調査を行いました。
図1: 静止軌道衛星ひまわりによる夜光雲の観測
成果
2022年のトンガ沖海底火山噴火の噴煙に含まれる水蒸気の挙動を把握するために、米国 NASAの人工衛星Auraによる水蒸気の観測データを解析しました。その結果、2022年の噴火時に成層圏に注入された噴煙起源の水蒸気は、その後、地球大気中に広がっていき、約2年後の2024年には夜光雲の発生領域である中間圏へと到達していました（図2左）。日本の静止軌道衛星ひまわりによる夜光雲の観測データを詳細に解析したところ、噴煙起源の水蒸気が中間圏に到達した2024年の夜光雲の活動が活発化（夜光雲の発生頻度が約15%上昇）していたことを発見しました（図2右下）。本研究の詳細なデータ解析において、夜光雲に対する大気温度の影響と水蒸気の影響を分離する独自解析に成功したこと（図2右上）が、今回の発見に繋がりました。
図2: トンガ沖海底火山噴火の噴煙起源の水蒸気が夜光雲の活動を活発化
今后の期待
本研究では、1880年代から现在の2020年代まで、约140年间にわたって谜に包まれていた「火山喷火と夜光云の関係」について、世界で初めての観测结果を得ることに成功しました。本研究成果は、过去の大规模な火山喷火が起こしたであろう地球大気の上下结合の解明にも繋がることが期待されます。本研究グループは、今后も静止轨道卫星ひまわりによる夜光云の连続観测を継続していきます。夜光云の観测を継続することで、将来の火山喷火や地球気候変动などの様々な要因で変动する夜光云の动态解明にも寄与していくことが期待されます。
论文情报
论文名
Responses of polar mesospheric clouds to water vapor anomalies caused by the 2022 Hunga Tonga-Hunga Ha'apai eruption
着者名
Y. Moriyama, T. T. Tsuda, Y. Ando, H. Suzuki, H. Nakagawa, T. Nishiyama, Y.-M. Tanaka, K. T. Murata, and J. Yue
论文誌名
Earth, Planets and Space
DOI
外部资金情报
本研究は、日本学術振興会科学研究費補助金（JP21H01144/JP23K20873, JP21H01152/JP23K20876, JP21H04516, JP21K18315, JP22H01289/JP23K22560, JP23H03532/JP23K28222, JP24K00697, JP24KK0249, JP25H00686）の補助により行われました。
関连リンク
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研究内容に関すること
电気通信大学大学院情报理工学研究科／宇宙?电磁环境研究センター
【职名】准教授
【氏名】津田 卓雄
罢别濒：042-443-5214
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明治大学理工学部
【职名】准教授
【氏名】铃木 秀彦
罢别濒：044-934-7347
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东北大学大学院理学研究科地球物理学専攻
【职名】准教授
【氏名】中川 広务
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総合地球环境学研究所情报?企画部门
【职名】研究员
信州大学社会実装研究クラスター 社会基盘研究所
【职名】特任教授
【氏名】村田 健史
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报道に関すること
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