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Research Results 研究成果

世界初、ミュオグラフィによる気象津波の観测

2022.04.14
研究成果Physics & ChemistryTechnology

ポイント

  • 贬碍惭厂顿顿と呼ばれる海底ミュオグラフィセンサーアレイ(注1)を用いて2021年台风16号通过に伴う、东京湾における気象津波(注2)の観测に世界で初めて成功した。
  • ミュオグラフィ(注3)が海洋现象の観测に用いられたのは、今回が初めてである。
  • 贬碍惭厂顿顿を世界各国の海底トンネルに実装することにより、グローバルな気象津波の理解につながると期待される。

概要

 東京大学国際ミュオグラフィ連携研究機構は、同大学生産技術研究所、大気海洋研究所、大学院新領域創成科学研究科、および九州大学、日本電気株式会社、英国シェフィールド大学、英国ダラム大学、英国科学技術施設会議ボルビー地下実験施設、イタリア原子核物理学研究所、イタリアサレルノ大学、イタリアカターニャ大学、ハンガリーウィグナー物理学研究センター、チリアタカマ大学、フィンランドオウル大学Kerttu Saalasti研究所と共同で、世界初となる海底ミュオグラフィセンサーアレイ(HKMSDD:Hyper KiloMetric Submarine Deep Detector)の一部を東京湾アクアライン海底トンネル内部に設置し、この東京湾海底(Tokyo-Bay Seafloor)HKMSDD(TS-HKMSDD)を用いて、東京湾の連続ミュオグラフィ観測を進めている。この度、2021年台風16号通過に伴う、東京湾における気象津波の観測に世界で初めて成功した。

 ミュオグラフィは、宇宙に由来する高エネルギー素粒子ミュオン(注4)を用いて巨大物体を透视する技术である。これまで火山、原発、ピラミッドなどの透视に成果を上げているが、海洋现象の観测に用いられたのは、今回が初めてである。

 気象津波のメカニズムは完全には解明されておらず、将来、ミュオグラフィセンサーアレイを世界各国の海底トンネルに実装することにより、検潮所以外での津波データを取得できるようになり、今后一层のメカニズム解明が期待される。

東京湾アクアラインの写真並びに今回設置したTS-HKMSDDの位置 (? 2021 Hiroyuki Tanaka/Muographix)。 Muと示された部分がTS-HKMSDDの一部が設置された场所を示す。

用语解説

(注1)海底ミュオグラフィセンサーアレイ(贬碍惭厂顿顿)

素粒子ミュオン(注4)を検知できるミュオグラフィセンサーモジュールを一定の間隔に配置したもの。ミュオンが検知されるたびHKMSDDの中央に位置するデータ収集センターに信号が集められ、記録される。今回、東京湾アクアライン海底トンネル内部の100 mにわたり設置されたが、今後さらなる拡張や北海、英仏海峡、フィンランド湾など東京湾以外における設置が計画されている。

(注2)気象津波

気象津波、あるいはメテオ津波と呼ばれる现象は本质的には地震活动に伴う津波と同じであるが、その成因を大気扰乱とするところが异なり、その振动周期は数分から数时间まで様々である。気象津波は半分闭じた湾や完全に闭じた湖などで発生することが多いが、英仏海峡など海の狭窄部でもその発生が报告されている。気象津波は前线や台风の通过に伴い、発生することが多いが、今年1月に発生したトンガ喷火では、気象津波の影响により想定より早く我が国に津波が到来した。この际、空振が気象津波を引き起こしたとされている。

(注3)ミュオグラフィ 

ミュオン(注4)の强い贯通力(岩盘で1办尘以上)を用いるレントゲン写真撮影法。医用のレントゲン写真では齿线を利用するが、これは齿线の透过力が人体程度であることを利用している。ミュオンの透过力が海洋の深さ程度のオーダーであることからミュオグラフィを利用して海のレントゲン写真を撮影可能である。

(注4)ミュオン 

主に超新星などの银河系の高エネルギーイベントによって光速まで加速される宇宙线と呼ばれる粒子が地球に到达すると、大気を构成する窒素や酸素の原子核と反応して高エネルギーの二次粒子生成する。その一つがミュオンと呼ばれる素粒子であり、贯通力が强い。

论文情报

雑誌名:Scientific Reports(4月12日付)

タイトル:

著者:Hiroyuki K. M.Tanaka*, Masaatsu Aichi, Szabolcs József Balogh, Cristiano Bozza, Rosa Coniglione, Jon Gluyas, Naoto Hayashi, Marko Holma, Jari Joutsenvaara, Osamu Kamoshida, Yasuhiro Kato, Tadahiro Kin, Pasi Kuusiniemi, Giovanni Leone, Domenico Lo Presti, Jun Matsushima, Hideaki Miyamoto, Hirohisa Mori, Yukihiro Nomura, Naoya Okamoto, László Oláh, Sara Steigerwald, Kenji Shimazoe, Kenji Sumiya, Hiroyuki Takahashi, Lee F. Thompson, Tomochika Tokunaga, YusukeYokota, Sean Paling & Dezs? Varga

顿翱滨番号:10.1038/蝉41598-022-10078-2

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