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噴火監視システム、噴火監視方法、及び噴火監視プログラム

国内特許コード	P200017188
整理番号	2004-19P010
掲載日	2020年9月8日
出願番号	特願2019-169006
公開番号	特開2021-047065
出願日	令和元年9月18日(2019.9.18)
公開日	令和3年3月25日(2021.3.25)
発明者	眞木雅之小堀壮彦藤吉康志
出願人	国立大学法人鹿児島大学
発明の名称	噴火監視システム、噴火監視方法、及び噴火監視プログラム
発明の概要	【課題】火山の噴火口から噴出物が噴出したことを従来よりも迅速に検出できる噴火監視システム、噴火監視方法、及び噴火監視プログラムを提供する。【解決手段】レーダ装置１０は、方位角の方向の拡がり角が仰角の方向の拡がり角よりも大きい扇形の電磁波のビームを、火山の噴火口を通る仮想縦断面に沿って仰角の方向に周期的に繰り返し走査させる一方、対象物からのビームの反射波又は散乱波を受信することにより、ビームの反射又は散乱が生じた位置の対象物の密度を表す観測値と、その反射又は散乱が生じた位置の座標とが対応付けられた観測データＤＴを生成する。観測データ解析装置２０は、レーダ装置１０によって生成された観測データＤＴを解析することにより、火山の噴火口から噴出物が噴出したことを検出する。【選択図】図１
従来技術、競合技術の概要	特許文献１に開示されているように、火山から放出された噴煙を、気象レーダ装置を用いて観測するシステムが知られている。このシステムにおいて気象レーダ装置は、電磁波のビームを、仰角を保って方位角の方向に３６０°走査させた後、仰角を変更し、変更後の仰角を保って再び方位角の方向に３６０°走査させる動作を繰り返す。
産業上の利用分野	本発明は、噴火監視システム、噴火監視方法、及び噴火監視プログラムに関する。
特許請求の範囲	【請求項1】方位角の方向の拡がり角が仰角の方向の拡がり角よりも大きい扇形の電磁波のビームを、火山の噴火口を通る仮想縦断面に沿って前記仰角の方向に周期的に繰り返し走査させる一方、対象物からの前記ビームの反射波又は散乱波を受信することにより、前記ビームの反射又は散乱が生じた位置の前記対象物の密度を表す観測値と、その反射又は散乱が生じた位置の座標とが対応付けられた観測データを生成するレーダ装置と、前記レーダ装置によって生成された前記観測データを解析することにより、前記火山の前記噴火口から噴出物が噴出したことを検出する観測データ解析装置と、を備える、噴火監視システム。【請求項2】前記観測データ解析装置が、前記噴火口から前記噴出物が噴出したことを検出した場合に、前記観測データを用いて、前記噴出物の噴出高度を求める噴出高度特定処理を行う、請求項１に記載の噴火監視システム。【請求項3】前記観測データ解析装置が、前記レーダ装置による前記ビームの、前記仰角の方向の走査の周期と等しい時間間隔で前記噴出高度特定処理を繰り返し行うことにより、前記噴出高度の時間変化を表す噴出高度時系列データを生成する、請求項２に記載の噴火監視システム。【請求項4】前記観測データ解析装置が、前記噴出高度時系列データを用いて、前記噴出物の上昇速度の時間変化を表す噴出物上昇速度時系列データを生成する、請求項３に記載の噴火監視システム。【請求項5】前記観測データ解析装置が、前記レーダ装置によって生成された前記観測データから、前記火山に入射した前記ビームの前記反射波又は前記散乱波を表す前記観測値を除去するマスキング処理を行い、前記マスキング処理が施された前記観測データを用いて、前記火山の前記噴火口から前記噴出物が噴出したことを検出する、請求項１から４のいずれか１項に記載の噴火監視システム。【請求項6】前記観測データ解析装置が、前記仮想縦断面内における前記噴火口の周囲に位置する噴出検出エリアでの前記観測値を用いて、前記噴出物の噴出の規模を特定する噴出規模特定処理を行う、請求項１から５のいずれか１項に記載の噴火監視システム。【請求項7】前記観測データ解析装置が、前記仮想縦断面内における、前記噴火検出エリアよりも前記噴出物が到達しにくい降水検出エリアでの前記観測値を用いて、降水の度合いを特定する降水度特定処理を行う、請求項６に記載の噴火監視システム。【請求項8】前記ビームの、前記方位角の方向の前記拡がり角が１５°以上であり、前記レーダ装置による前記ビームの、前記仰角の方向の走査の周期が３秒以下である、請求項１から７のいずれか１項に記載の噴火監視システム。【請求項9】方位角の方向の拡がり角が仰角の方向の拡がり角よりも大きい扇形の電磁波のビームを、火山の噴火口を通る仮想縦断面に沿って前記仰角の方向に周期的に繰り返し走査させる一方、対象物からの前記ビームの反射波又は散乱波を受信することにより、前記ビームの反射又は散乱が生じた位置の前記対象物の密度を表す観測値と、その反射又は散乱が生じた位置の座標とが対応付けられた観測データを生成するレーダ装置から、前記観測データを取得する取得ステップと、前記取得ステップで取得した前記観測データを解析することにより、前記火山の前記噴火口から噴出物が噴出したことを検出する観測データ解析ステップと、を含む、噴火監視方法。【請求項10】方位角の方向の拡がり角が仰角の方向の拡がり角よりも大きい扇形の電磁波のビームを、火山の噴火口を通る仮想縦断面に沿って前記仰角の方向に周期的に繰り返し走査させる一方、対象物からの前記ビームの反射波又は散乱波を受信することにより、前記ビームの反射又は散乱が生じた位置の前記対象物の密度を表す観測値と、その反射又は散乱が生じた位置の座標とが対応付けられた観測データを生成するレーダ装置に、通信可能に接続されたコンピュータに、前記レーダ装置から前記観測データを取得する取得機能と、前記取得機能によって取得した前記観測データを解析することにより、前記火山の前記噴火口から噴出物が噴出したことを検出する観測データ解析機能と、を実現させる、噴火監視プログラム。
国際特許分類(IPC)	G01V 3/12 電磁波で働くもの G01S 13/95 気象用のもの
Fターム	2G105AA01 2G105BB14 2G105CC01 2G105CC02 2G105DD02 2G105EE01 2G105FF04 2G105FF13 2G105GG01 2G105HH04 5J070AC03 高度又は深度 5J070AC06 速度 5J070AC20 その他＊ 5J070AD01 送受アンテナ単一 5J070AE12 気象 5J070AF01 固定設置 5J070AG01 ファンビーム 5J070AG07 ビーム走査に特徴のあるもの 5J070AH31 デジタル処理を行なうもの 5J070AH39 フィルタ手段 5J070AJ13 ビデオメモリを持つもの 5J070AK40 その他＊ 5J070BG15 カラー表示
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