東北地震後の電離圏擾乱を3次元可視化した研究が示す津波警報の未来

研究チームが切り開く電離圏の理解

千葉大学大学院理学研究院の服部克巳教授と宋鋭特任助教は、共同で行った研究を通じて、2011年の東北地方太平洋沖地震に関連する電離圏の擾乱を3次元的に可視化することに成功しました。従来の2次元解析の限界を超えたこの成果は、地震活動が引き起こす大気の動きを新たな視点で捉えるものです。

研究の背景

地球の大気中に存在する電離圏は、高度60〜1000kmの範囲に広がり、さまざまな電波通信に影響を及ぼす重要な層です。地震が起こると、地殻変動によって大気が撹乱され、その影響が電離圏に波及します。しかし、これまでの研究ではその影響を2次元的にしか捉えられていませんでした。今回の研究では、GNSS観測技術を活用し、3次元での変化を捉えることで、新たに内部重力波の影響を評価することが可能になりました。

研究の成果

本研究では、超高精度の3次元トモグラフィー技術を用いて、地震発生後の様々な波動による電子密度の変動を詳細に分析しました。具体的には、震源から生成されたレイリー波、音波、津波に関連する内部重力波を明確に分離し、そのそれぞれが持つ特性を初めて体系的に示したのです。この3次元解析により、音波が大気に現れる時間が従来よりも早く測定されたことも分かりました。

津波警報への応用

特に注目すべき成果は、津波が発生する前に電離圏のデータを利用して内部重力波を検知できる可能性があることです。研究では、津波の高さが3mを超えた時に警報が発表される中、電離圏の信号が津波到達よりも最大29分早く検知できることが示されました。これは、早期警報システムの改善に向けた希望の光となるでしょう。

今後の展望

この研究は、災害監視の新たなアプローチを切り開くものであり、将来的にはより迅速かつ信頼性の高い警報システムの実現に寄与することが期待されます。しかし、電離圏の近距離での検出精度向上にはまだ課題も残されており、今後の技術改良が求められる部分もあります。研究チームは引き続き、新たな観測データの統合を進めていく予定です。