關於九州破局性火山噴火的概率問題

日本神戶大學大學院理學係巽好幸教授和鈴木桂子副教授2014年10月22日發表了今後100年裏日本九州發生破局性火山（ 英語: ultra plinian）的概率是1%，日本九州以及日本西部（中國、四國）地區將受到毀滅性打擊。估計九州700萬人受到1米以上熔岩掩埋而當即死亡，日本1億2000萬人受災，大阪以西火山灰積厚達50-20cm，東京積火山灰20-10cm，日本東北地區也會積10-5cm火山灰。因為氣流原因，中國不會受害，韓國會受到小害。

更可怕的應該還是核電站（現在停運中，九州的川內核電站正在審議是否再運行，即使停運中核電站，數年冷卻水不能停），九州、日本西部核電站估計又會完全喪失電力，重覆福島核電舊轍（別指望那時柴油發電機會轉起來、冷卻水源不會堵塞、水管不會破裂、道路還可以輸送柴油、油庫還健全）。日本人實際是一個很聰明的名族，很多事實際解析得很清楚，但就是沒有人去阻止它。福島核電事故如此，如果這次內川核電站再開了，後果又會如何？因為氣流的影響，日本西部核事故的影響將遠遠大於東部太平洋邊的福島核電站。

破局性火山爆發就是火山的熔漿噴出，大量岩漿、氣流將火山上部覆蓋層吹爆（也有塌陷的），形成鍋狀（caldera）地形。根據噴出岩漿量的多少，推算出損害程度。

按1-10立方km定義為為VEI=5，10-100立方km為VEI=6，100-1000立方km為VEI=7，1000立方km以上為VEI=8。

經研究發現，日本近12萬年裏發生了13次VEI=6以上規模的破局噴火，平均間隔大約是1萬年發生一次。最近一次是7300年前發生在九州鹿兒島縣叫鬼界海底（這名字夠恐怖的），其規模是170立方km（VEI=7），造成了九州、四國地區的繩文人絕跡。神戶教授這次想定的大概是九州鹿兒島縣的姶良破局噴火（2萬7千年前）450立方km（VEI=7），或熊本縣阿蘇山第4次破局噴火（9萬年前）規模600立方km（VEI=7）。

公元940年，中國發生的長白山破局性噴火規模大概是10立方km（VEI=4-5)，火山口形成了現在的天池。作為參考，2010年冰島的火山爆發的規模是0.25立方km（VEI=4）。

美國著名的黃石公園，破局噴火的平均周期大約是60萬年，上次爆發是64萬年前。它的規模是VEI=8，英國科學家認為這足以毀滅大半個美國。如果說VEI=7是國家規模的影響的話，VEI=8就是大洋洲級規模的影響了。

對於這種看似隨機性強的離散事像，它發生的概率一般是按泊鬆分布來計算的，計算式很簡單。
P（Nt=k）=exp(-λt)*(λt)^k/k！
λ:平均單位時間內發生次數
t:時間段
k:時間段t內發生次數
P:發生k次的概率
P(0)=exp(1/10000*100) =99.03%
P(0):100年裏一次也不發生的概率
因此100年裏發生一次以上的概率
P=1-P(0)=0.97%

這裏1%的概率，實際是即使明天發生也不奇怪的概率。因為從上次發生至今7300年不發生一次的概率是49%，剛好跌破了50%，這就是離散少數隨機分布的玄妙之處，至今為止的7300年這個時間段和今天開始的未來100年的這個時間段不發生的概率結合起來看，才能理解神戶大教授說的：即使明天發生，也一點不奇怪的含義。（即使10000年一次也不發生的概率大概是36.8%，發生一次的概率也是36.8%，發生2次以上的概率是26.4%。）

有參考意義的是1995年的淡路到兵庫（神戶）大地震，發生的前一天，從計算上講它的30年發生概率是0.02%-8%。

神戶教授的論文將刊載在11月11日發行的日本學士院紀要裏。希望到時看到他的詳細分析。

（僅供參考，文責難負）
2014/10/30