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2020 Fiscal Year Annual Research Report

Observations of the spatial distribution and the fluctuation of wind velocity by two Doppler lidars above the city

Research Project

Project/Area Number 18K04453
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

石田 泰之  東北大学, 工学研究科, 助手 (20789515)

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)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
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
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。

  • Research Products

    (15 results)

All 2021 2020

All Journal Article (14 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 4 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] OBSERVATION OF THE VERTICAL PROFILES OF WIND VELOCITY BY TWO DOPPLER LIDARS ABOVE CITY CENTER IN COASTAL CITY SENDAI, JAPAN (PART 1): INFLUENCE OF CHARACTERISTICS OF INLAND WIND AND SEA BREEZE ABOVE THE CITY ON AIR TEMPERATURE AND HUMIDITY NEAR THE GROUND2021

    • Author(s)
      ISHIDA Yasuyuki、ONODA Maho、WATANABE Hironori、UEDA Hiromi、MOCHIDA Akashi
    • Journal Title

      Journal of Environmental Engineering (Transactions of AIJ)

      Volume: 86 Pages: 185~195

    • DOI

      10.3130/aije.86.185

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] LES ANALYSIS OF IMPACT OF NON-UNIFORMITY OF BUILDING HEIGHT IN HIGHLY DENSE URBAN DISTRICT ON WIND ENVIRONMENT (PART 2): TRANSPORT AND DISSIPATION OF TOTAL KINETIC ENERGY IN STREAMWISE AND VERTICAL DIRECTION2021

    • Author(s)
      ISHIDA Yasuyuki、ENDO Yoshinobu、MOCHIDA Akashi、SHIRASAWA Taichi、YOSHIE Ryuichiro、TANAKA Hideyuki
    • Journal Title

      Journal of Environmental Engineering (Transactions of AIJ)

      Volume: 86 Pages: 印刷中

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] WRF による海風進入時における仙台市上空の気流及び絶対湿度の3 次元空間分布の分析2021

    • Author(s)
      前田向陽、王正、石田泰之、持田灯
    • Journal Title

      日本建築学会大会(東海)学術講演梗概集

      Volume: - Pages: 印刷中

  • [Journal Article] 市街地形態が着目する市街地及びその風下側の領域の風環境に及ぼす影響(その9) 高層建物の形状変化が着目する市街地内の歩行者空間の気流性状に及ぼす影響2021

    • Author(s)
      荻原隆太朗、鎌田脩平、石田泰之、石川大、持田灯
    • Journal Title

      日本建築学会大会(東海)学術講演梗概集

      Volume: - Pages: 印刷中

  • [Journal Article] 市街地形態が着目する市街地及びその風下側の領域の風環境に及ぼす影響(その10) 高層建物の形状変化が着目する市街地のBreathability に及ぼす影響2021

    • Author(s)
      石田泰之、鎌田脩平、荻原隆太朗、石川大、持田灯
    • Journal Title

      日本建築学会大会(東海)学術講演梗概集

      Volume: - Pages: 印刷中

  • [Journal Article] 市街地形態が着目する市街地及びその風下側の領域の風環境に及ぼす影響(その11) 高層建物の形状変化が着目する市街地の運動エネルギー散逸率に及ぼす影響2021

    • Author(s)
      鎌田脩平、荻原隆太朗、石田泰之、石川大、持田灯
    • Journal Title

      日本建築学会大会(東海)学術講演梗概集

      Volume: - Pages: 印刷中

  • [Journal Article] LES ANALYSIS OF IMPACT OF NON-UNIFORMITY OF BUILDING HEIGHT IN HIGHLY DENSE URBAN DISTRICT ON WIND ENVIRONMENT (PART 1): QUANTITATIVE EVALUATION OF DRAG FORCE OF URBAN DISTRICT AND STREAMWISE MOMENTUM TRANSPORT2020

    • Author(s)
      ISHIDA Yasuyuki、ENDO Yoshinobu、MOCHIDA Akashi、SHIRASAWA Taichi、YOSHIE Ryuichiro、TANAKA Hideyuki
    • Journal Title

      Journal of Environmental Engineering (Transactions of AIJ)

      Volume: 85 Pages: 1005~1015

    • DOI

      10.3130/aije.85.1005

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 上空大気の鉛直及び水平速度変動のスペクトル解析及び地表付近の気温へ及ぼす影響の評価2020

    • Author(s)
      石田泰之、小野田真帆、渡辺浩文、上田裕洋、持田灯
    • Journal Title

      風工学シンポジウム講演梗概集

      Volume: - Pages: 7~12

    • Open Access
  • [Journal Article] 仙台市における温湿度の多点同時測定とドップラーライダーによる上空気流性状の計測(その4)温湿度及び上空気流性状の時空間分布に基づく仙台市夏季の気候特性の類型化2020

    • Author(s)
      石田泰之、小野田真帆、渡辺浩文、上田裕洋、持田灯
    • Journal Title

      日本建築学会大会(関東)学術講演梗概集

      Volume: - Pages: 2283~2284

  • [Journal Article] 仙台市における温湿度の多点同時測定とドップラーライダーによる上空気流性状の計測(その5)上空気流の風速変動のスペクトル分析2020

    • Author(s)
      小野田真帆、石田泰之、渡辺浩文、上田裕洋、持田灯
    • Journal Title

      日本建築学会大会(関東)学術講演梗概集

      Volume: - Pages: 2285~2286

  • [Journal Article] 市街地形態が着目する市街地及びその風下側の領域の風環境に及ぼす影響(その5) 高層建物が着目する実在市街地のBreathability と歩行者空間の風環境に及ぼす影響2020

    • Author(s)
      荻原隆太朗、髙田一成、石田泰之、持田灯
    • Journal Title

      日本建築学会大会(関東)学術講演梗概集

      Volume: - Pages: 2317~2318

  • [Journal Article] 市街地形態が着目する市街地及びその風下側の領域の風環境に及ぼす影響(その6) 高層建物の建物高さの変化が着目する市街地の歩行者空間における風環境に及ぼす影響2020

    • Author(s)
      持田灯、髙田一成、荻原隆太朗、石田泰之
    • Journal Title

      日本建築学会大会(関東)学術講演梗概集

      Volume: - Pages: 2319~2320

  • [Journal Article] 市街地形態が着目する市街地及びその風下側の領域の風環境に及ぼす影響(その7) 運動エネルギーの輸送効率の評価フレーム構築及びBreathability の評価2020

    • Author(s)
      髙田一成、石田泰之、持田灯
    • Journal Title

      日本建築学会大会(関東)学術講演梗概集

      Volume: - Pages: 2321~2322

  • [Journal Article] 市街地形態が着目する市街地及びその風下側の領域の風環境に及ぼす影響(その8) 高層建物の高さの変更が運動エネルギー散逸率及び運動エネルギー輸送効率へ及ぼす影響の評価2020

    • Author(s)
      石川大、髙田一成、石田泰之、持田灯
    • Journal Title

      日本建築学会大会(関東)学術講演梗概集

      Volume: - Pages: 2323~2324

  • [Presentation] 上空大気の鉛直及び水平速度変動のスペクトル解析及び地表付近の気温へ及ぼす影響の評価2020

    • Author(s)
      石田泰之
    • Organizer
      第26回風工学シンポジウム

URL: 

Published: 2021-12-27  

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