陸域観測技術衛星2号「だいち2号」(ALOS-2)による観測画像

「だいち2号」による御嶽山噴火の観測結果

2014年9月27日午前11時53分頃(日本標準時、以下同様)、長野県と岐阜県の県境に位置する御嶽山(おんたけさん)が噴火しました。
宇宙航空研究開発機構 (以下、JAXA) は、2014年9月27日から9月28日にかけて、陸域観測技術衛星「だいち2号」(ALOS-2) 搭載のLバンド合成開口レーダ (PALSAR-2;パルサー2) を用いて、合計3回、御嶽山を観測いたしました。ALOS-2は8月上旬より定常観測を開始していることから、当山に対する噴火前の画像を取得しており、それとの比較を通して今回の噴火に関する火山の状況や変化について観測しました。表1にこれまでに取得した観測画像を示します。以下では特に、1)噴火前後で見られた山体の変化、2)火山灰堆積に伴うレーダー画像の明るさの変化と堆積場所について解析しました。

図1に、今回の解析で用いた観測画像の範囲を示します(噴火前(8月18日)を赤色、噴火後(9月27日、9月28日12時45分/23時37分)をピンク色、黒色、青色)。

図1:今回の解析で用いた観測画像の範囲(噴火前(8月18日)を赤色、噴火後(9月27日、9月28日12時45分、9月28日23時37分)をピンク色、黒色、青色)。 図1: 観測範囲 (数値標高データはGTOPO30を使用)

図2は、9月28日12時45分頃に御嶽山付近を観測したPALSAR-2の高分解能[3m]モード (1偏波) の(入射角45°)画像です。画像中央部に御嶽山が位置します。

図2: 2014年9月28日12時45分頃に御嶽山付近を観測したPALSAR-2の高分解能[3m]モード (1偏波) の(入射角45°)画像。画像中央部に御嶽山。
図2: PALSAR-2画像による御嶽山付近 (クリックで拡大画像へ)

1)山頂付近の形状変化

図2中の赤枠で示した御嶽山山頂付近について、噴火前後の比較結果を図3に示します。共に、オルソ補正*したものです。噴火後の画像(左)では地獄谷の左側に窪んでいる領域が見えます。一方、噴火前(右)にはそれが見られません。今回の噴火で新たにできた火口の可能性があります。

図3: 「だいち2号」PALSAR-2での御嶽山山頂付近の比較画像、左:噴火後の観測画像(2014年9月28日)、右:噴火前の観測画像 (2014年8月18日) 図3(左):「だいち2号」搭載のPALSAR-2で観測した御嶽山山頂付近の噴火後の観測画像(2014年9月28日) 図3(右):「だいち2号」PALSAR-2での御嶽山山頂付近の噴火前の観測画像 (2014年8月18日)
図3: 御嶽山山頂付近の噴火前後のPALSAR-2観測画像
左:噴火後 右:噴火前

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図3の噴火前後の画像から作成した鳥瞰図を図4に示します。黄色で囲んだところに、窪みが確認できます。

図4: 御嶽山山頂付近の噴火前後の鳥瞰図、上:噴火前、下:噴火後 図4(上):「だいち2号」搭載のPALSAR-2による噴火前の御嶽山山頂付近の鳥瞰図(2014年8月18日観測) 図4(下):「だいち2号」搭載のPALSAR-2による噴火後の御嶽山山頂付近の鳥瞰図 (2014年9月28日観測)
図4: 御嶽山山頂付近の噴火前後の鳥瞰図
上: 2014年8月18日観測、下: 2014年9月28日観測

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2)火山灰堆積に伴うレーダー画像の明るさの変化と堆積場所について

火口から噴出した火山灰は約50cmの厚さに堆積したとの報があります。堆積した火山灰は電波を吸収するために、噴火前より暗く見える可能性があります。そこで、SAR画像を地形情報(高さ情報)を用いて特殊補正(オルソ+勾配補正)すると、全体にまったりした画像になりますが、噴火前を赤、噴火後を青+緑とすることで、火山灰の堆積で暗くなったところを赤く処理する (見せる) ことができます。

図5: 御嶽山山頂付近の噴火前後のカラー合成画像とその鳥瞰図 (赤:2014年8月18日観測、緑・青:2014年9月28日)、左:平面画像、右:鳥瞰図 図5(左):御嶽山山頂付近の噴火前後のカラー合成画像 (平面画像) 図5(右):御嶽山山頂付近の噴火前後のカラー合成画像 (鳥瞰図)
図5: 御嶽山山頂付近の噴火前後のカラー合成画像とその鳥瞰図
(赤:2014年8月18日観測、緑・青:2014年9月28日、左:平面画像、右:鳥瞰図)

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図5がそのように処理した画像であり、8月18日と9月28日の観測画像をカラー合成した画像 (赤:8月18日観測、緑・青:9月28日観測) とその鳥瞰図を示しています。黄色の円で示した赤くなっている箇所は、噴火前に比べ噴火後に暗くなっており、降灰による可能性があります。これによると地獄谷の西、東側、北側に赤い場所を確認でき、火山灰の堆積が推察されます。

図6に、これまでにPALSAR-2で観測した噴火前および噴火後の画像を並べます。

図6: 「だいち2号」PALSAR-2での御嶽山付近の観測画像、左:噴火前の観測画像 (2014年8月18日)、中:噴火後の観測画像(2014年9月27日)、右:噴火後の観測画像(2014年9月28日)
図6: PALSAR-2による8月18日~9月28日までの観測画像
左: 噴火前 (2014年8月18日)、中: 噴火後(2014年9月27日)、右: 噴火後(2014年9月28日)

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観測されたPALSAR-2画像は国内防災関連機関へ提供しました。御嶽山の観測は今後も継続いたします。

表1 御嶽山の観測画像リスト
No. 観測日時(JST) 観測モード 観測方向 入射角(度) 北向/南向
1 2014/08/18 23:59 高分解能[3m] 右観測 46.4 北向
2 2014/09/27 23:17 高分解能[3m] 左観測 18.0 北向
3 2014/09/28 12:45 高分解能[3m] 左観測 46.4 南向
4 2014/09/28 23:37 高分解能[3m] 右観測 21.9 北向

使用データ: PALSAR-2 データ
解析アルゴリズム: Sigma-SAR 2014
使用したDEM: 国土地理院10m

注) オルソ補正: 地形情報を用いてSAR特有の画像の倒れ込みを補正する方法。(EORC http://www.eorc.jaxa.jp/ALOS/img_up/jpal_ortho.htm 「PALSARオルソ補正画像」参照

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