○ 地球物理学、分類表
地球を、物理的手法で研究する学問。総体は地球惑星科学。およそ以下に分類されます。
地球内部物理学 （地震学）
火山学
気象学
海洋学 etc
関連分野は、地質学・地形学・岩石鉱物学・古生物学 etc
○ 地球科学 メモ
|
○ プレート運動のエネルギー量 （物理的規模）
地球内部の熱は、マントル対流を引き起こし、プレート運動のエネルギーとなります。
日本付近では、主要 ４ プレートが犇めき合っています。エネルギー総計は、Mw
10.0 / 1000年 前後。
平均的なアスペリティ率は、およそ ２５％前後
( Mw 9.6 / 1000年) と推測されます。
残りの約 ７５％ ( Mw 9.9 / 1000年) のエネルギーは、スロー地震として解消していると推定されます。
太平洋〜北米（東北〜北海道、太平洋側）の地震エネルギー開放量は依然不足しており、引続き、超巨大地震の発生可能性が高留まりしています。フィリピン海〜ユーラシアプレート（南海トラフ）も、近年中に超巨大地震の発生する可能性があり、注視が必要です。
（プレート諸数値、概算表）
| 日本付近のプレート範囲 |
移動量（cm/y） |
長さｘ幅
（km） |
アスペリティ率
（%） |
（Mw/1000y） |
| 太平洋 〜北米 |
８ |
1000 x 200 |
３０ |
Mw 9.4 |
| 太平洋 〜フィリピン海 |
４ |
1200 x 200 |
１０ |
Mw 9.0 |
| フィリピン海〜ユーラシア（南海） |
４ |
800 x 200 |
４０ |
Mw 9.3 |
| フィリピン海〜ユーラシア（沖縄） |
４ |
1200 x 200 |
１０ |
Mw 9.0 |
| 北米〜ユーラシア |
１ |
1000 x 200 |
２０ |
Mw 8.8 |
日本周辺のプレート (wikipedia)
（備考） モーメント・マグニチュード Mw
地震の規模を示すマグニチュードは、世界標準のモーメントマグニチュード Mw が広く使われています。
速算式は以下。(μ= 4.0 相当) 〜 物理的規模
Mw 速算式 ≒ log32
(震源域面積 x 平均変位量 km) + 7.0 （log32 SD + 7.0）
（例） 0311 東日本・超巨大地震 の場合、log
32 (500x200x0.01) + 7.0 ≒ Mw 9.0
○
巨大地震の規模、及び津波高の即時推定 
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○ 火山噴火のエネルギー量 （物理的規模）
火山噴火のエネルギーは、その大半がマグマの熱エネルギーとなります
※
マグマの潜熱は、１ｋｇでおよそ、１．０ｘ１０＾6 Ｊ （ジュール）です。（溶岩
１ リットル で、Ｍ １ 相当）
１ km^3 で、約 ２．０ｘ１０＾18
Ｊ、Ｍｗ ９ 相当の巨大エネルギーです。（比重
２ ）
地震と比較し、火山のエネルギーの最大値は、約 ３０〜１０００倍にも及びます。Ｍ１１・超巨大カルデラ噴火は、地球全体にも大きな影響を及ぼします。 BC
60000年頃のドバ火山（インドネシア） は、Ｍ１１強にも及び、当時の人類の大半が死滅したとされます。
近年は、鹿児島の姶良カルデラ （桜島の本体） の超巨大噴火のシミュレーションが公開されており、
南九州の大半が、超巨大火砕流に呑み込まれる模様です。
北部九州も、猛烈な衝撃波に呑み込まれ、関西〜関東方面も被害が広がる見込みです。
（火山噴火エネルギー、概算表）
| エネルギー （Ｊ） |
マグニチュード
（Ｍ） |
マグマ噴出量 km^3 |
備考 |
| ２．０ｘ１０＾15 |
７．０ |
０,００１ |
. |
| ６．３ｘ１０＾16 |
８．０ |
０,０３ |
. |
| ２．０ｘ１０＾18 |
９．０ |
１ |
東日本巨大地震
(2011) |
| ６．３ｘ１０＾19 |
１０．０ |
３０ |
. |
| ２．０ｘ１０＾21 |
１１．０ |
１０００ |
阿蘇カルデラ
(BC 80000) |
※ 噴火の運動エネルギーは、秒速 100〜600m/s
程度。
最大値の場合、1.0x600^2x0.5 Ｊ （ジュール）。マグマの熱エネルギーの２０％
程度。
基本物理量 etc
（備考） 姶良カルデラ、超巨大火砕流シミュレーション
http://www.nsr.go.jp/activity/regulation/tekigousei/data/0095_04.pdf
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○ 気象予報 （降雨・降雪）
気象学において、最も重要なのは、豪雨・豪雪の予報です。
降雨・降雪は、湿った暖かい空気の上昇が原因となります。 即ち、
飽和水蒸気量 （差引） x 上昇量 ≒ 降雨量 となります。
（例） 湿度１００％、３０度の空気が、０度の領域まで上昇（１ｍ/s
） した場合の、１時間雨量。
３０度の飽和水蒸気量 ≒ 30 g/m^3
０度の飽和水蒸気量 ≒ 5 g/m^3
差引 25g/m^3 ≒ 雨量 0.025mm 相当
0.025 x60 x60 ≒ １時間雨量 ９０mm
（気温〜飽和水蒸気量、一覧表）
| 気温 |
飽和水蒸気量
g/m^3 |
| ３０ |
３０．３ |
| ２５ |
２３．０ |
| ２０ |
１７．２ |
| １５ |
１２．８ |
| １０ |
９．３ |
| ５ |
６．８ |
| ０ |
４．８ |
○ 天体観測と気象 （雲の発生条件 etc
）
天体観測において、雲の発生はいつも気になります。
雲の発生要因は、湿った空気が上昇、温度が低下し、湿度が１００％を超えることにあります。
地上 〜 850hpa 付近の空気が乾燥している場合は、雲の発生が少なくなります。
雲の発生高度（雲底） の計算式 ≒ （地上気温−露点温度）
/ （ 乾燥断熱減率−露点温度減率） ｘ100
≒ 125x （T-t） m ※
（例） 地上気温 T ３０度、湿度 ８０％の場合、雲底高度は・・
上記表より、露点 t ≒ ２６度、 125x
（30-26） ≒ 500 m
※
乾燥断熱減率 ≒ 1.0℃/100m
、露点温度減率 ≒ 0.2℃/100m
湿潤断熱減率 ≒ 0.5℃/100m
○ 天体観測と気象 （エマグラム、SSI etc）
大気の安定度を予測する指針は、SSI （ショワルター安定指数）等があります。
通常は、850〜500hpa の状態曲線を見ます。（日本では、地上〜700hpa
も重要）
湿潤断熱線が、観測線の温度を上回ると、大気が不安定となり、雷や竜巻が発生しやすくなります。
上図の場合、850hpa の大気は、約 800hpa (約
2000m) で露結、その後は、湿潤断熱線に準じて、500hpa
(約 5600m) に到達する迄に温度は （5600-2000）ｘ 0.5 ≒ 約
18度低下します。観測線の温度を上回っており、大気は不安定となります。
雲頂高度は、湿潤断熱線と観測線が、再び交わった地点となります。
設計 ・数学物理学 メモ etc
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