爆発的噴火から溶岩ドーム噴火までの多様な火山噴火現象の統一的理解と，観測データに基づく噴火条件の推定手法の確立を目指し，数値実験と理論的研究を行っている．具体的な研究課題は，火山噴煙・火砕流のダイナミックスに関する数値モデルの開発，火道中のマグマ上昇に関する数値モデルの開発，および，これらのモデルに基づく逆解析の理論的研究である．

火山噴煙については，近年，気象レーダーや人工衛星を用いた観測によって噴煙高度やその拡大が高精度で測定されるようになってきた．そこで，３次元噴煙モデル・１次元噴煙モデルを開発し，これらの観測データを再現する数値実験を進めている．また，実際の噴火で得られる多項目野外観測データ（噴煙の気象レーダー・人工衛星観測や降下火砕堆積物の地質データなど）から火口における噴火条件をインバージョン推定するために，噴煙ダイナミクス・火山灰拡散・降灰過程モデルの逆問題の数理的性質について理論的研究を進めている． さらに，著しい粒子濃度勾配を持つ重力流ダイナミクスを対象とした浅水波モデルを開発し，噴火強度と火砕流の到達距離の関係を明らかにした．

火道流については，１次元・３次元火道流モデルを用いて，爆発的噴火における噴火様式の推移に対する火口形状の影響，および溶岩ドーム噴火から爆発的噴火への遷移に対するマグマの脱ガスや結晶化の影響を系統的に調べている．また，１次元火道流モデルと火山周辺の地殻変動観測や噴出率観測データを組み合わせて噴火の推移予測を行うデータ同化の理論的枠組みの構築を進めた．さらに，１次元火道流モデルと３次元噴煙柱ダイナミクスモデルを組み合わせることによって，噴煙柱崩壊による火砕流の発生条件を決定した．