2020 Fiscal Year Annual Research Report
Observations of the spatial distribution and the fluctuation of wind velocity by two Doppler lidars above the city
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18K04453
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
石田 泰之 東北大学, 工学研究科, 助手 (20789515)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
持田 灯 東北大学, 工学研究科, 教授 (00183658)
渡辺 浩文 東北工業大学, 工学部, 教授 (60247236)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ドップラーライダー / 上空気流性状 / 温湿度の多点同時測定 / WRF / LES / Breathability |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1)ドップラーライダー計測に基づく上空気流のパワースペクトルの解析：これまで、夏季（8月）に仙台市都心部の高層建築2棟（電力ホール、東北電力本店ビル）の屋上にそれぞれ1台ずつの計2台のドップラーライダーを設置して、都市上空の移流・乱流拡散性状の計測を行い、この結果と仙台市内の小学校における温湿度測定結果に基づいて、仙台市の気候特性を4種類に類型化した。本年はこの内、典型的な海風日と内陸風日についてパワースペクトル解析を行い、上空風の変動性状をより詳細に定量評価することで、海風前線部においてスケールの大きい風速変動が生じることを明らかにした。
2)ドップラーライダー計測と数値解析を併用した海風進入に伴う広域の気流性状の時間変化の分析：海風日に着目し、ドップラーライダーの計測結果とWRFによる解析結果を併用して、海風の進入過程における風速、気温、絶対湿度の3次元空間分布の時間変化を分析し、海風前線部における気流性状や、温湿度の輸送の様子を詳細に把握した。海風進入の特徴として、海風の主流直交方向に広がりを持って進入することや、前線の進行が市街地形態の有する粗度の影響を受ける可能性を示した。
3)広域の上空気流性状の分析結果を境界条件とする街区スケールの風環境評価：我々は、都市上空の気流の影響を地表付近の屋外生活空間に伝える主たる装置が高層建物であると捉え、研究分担者の持田が過去に開発した、広域の解析結果を街区スケールの数値解析へ接続することで街区スケールの風環境評価（LES）を行う力学的ダウンスケール手法を用いて、高層建物が街区スケールの風環境に及ぼす影響を評価した。評価にはBreathability（市街地内の空気と市街地上空の空気の交換能力を表す指標）を用いた。この結果、高層建物の形状と水平方向の移流フラックス、鉛直方向の移流フラックス・乱流フラックスとの関係をBreathability向上の観点から定量的に評価した。
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