火山爆発と空気の弾性波

質問

トンガの火山噴火が報道されています。津波の発生に関して海底の地形変動以外に大気の弾性波による水面変動が原因になっているという見解が出ています。そこで質問なのですが、大気の弾性波というか空気の弾性波はもちろん代表格は音波ですね。空気の圧縮とその回復による振動が縦波として伝わるわけですが、音波と同じ方程式系になるのでしょうか。音波を計算するプログラムはあるので圧力変動を計算してみようかとおもっていますが、わからないのが振動数（周期の逆数）です。波速（すなわち音速）はだいたい340m/sだと思います(空気の密度などで決まる)。振動数とその振幅（圧力振幅）が既知になれば計算できると思っているのですが。振幅は爆発の規模に応じてきまるので決めようがないわけで、振動数も結局はそういうことになるのでしょうか。例えば火山の大きさ’（半径とか）を音速で割って、時間を求め、その逆数とかでしょうか。
よろしくお願いします。

回答No.1

sutorama

今回の見解では「空振」として報道されていますね

なので、空振観測の過去の例が下記になります

https://www.jma.go.jp/jma/kishou/books/kenshin/vol63p001.pdf

お礼

情報ありがとうございます。

実測の事例が紹介されている論文と思います。これと同様の報告としては地震の波形を解析するということで時系列とスペクトルも多くあるように思います。

地震の場合はその発生地点での規模はマグニチュードですね。火山の爆発による空振は言わば、空気を伝わるP波（縦波）ですが、発生源での火山の規模（マグニチュード対応）はあるのでしょうか。計算機シミュレーションを行う場合、発生源での圧力とか空気の変位とかを入力する必要があります。火山にマグニチュードがあり、それに応じた境界条件を与えると空振の計算ができるはずなので、それを調べたいのですが。火山の場所での周期と振幅があれば何とかなるのですが。