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2013 Fiscal Year Annual Research Report

データ同化による日射量・風力の確率分布予測

Research Project

Project/Area Number 25280010
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Research InstitutionThe Institute of Statistical Mathematics

Principal Investigator

上野 玄太  統計数理研究所, モデリング研究系, 准教授 (40370093)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Keywordsデータ同化 / 気象学 / 統計数学
Research Abstract

太陽電池や風力発電などの自然エネルギーの発生量は日射量・風力によって左右されるため、これらの予測には正確な気象条件の予測が必要である。この目的のため、関東地方を対象として空間間隔 5km の格子点上で、日射量・風力の毎時の予測確率分布を推定するシステムを開発する。日射量予測のポイントはシミュレーションモデルによる雲の再現である。そのために、データ同化手法を用いて、気象数値予報モデルと、地上・衛星・レーダーでの気象観測データを統合し、観測に応じた雲をモデル内に発生させる。予測確率分布はリスク管理を含めた電力配電システムの構築に、また、本システムで同時に得られる気温・湿度などの物理量により、高精度の需要予測に貢献できる。
数値予報モデル(NHM) と模擬観測データを用いて、開発済みのプログラムにできるだけ手を加えない形でデータ同化システムを構成する。必要な計算資源やアンサンブルメンバー数を見積もる最小構成のシステムである。このため、アンサンブルとしてNHM を同時に実行するためのプログラム、モデル変数を観測量に変換する観測演算子のプログラムを作成した。システムの検証が主な目的であるため、粗い空間間隔 50km の格子点での設定で、模擬観測データを用いて同化計算を実行した。また、継続的に日射量・風力の予測計算をを行うための専用の計算機環境の整備を行うとともに、NHM の計算結果の2次元・3次元の可視化プログラムの開発を行った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

計算機環境の整備に時間がかかったため、予定していた解像度 5km での数値実験には至らなかった。一方で、計算結果の可視化プログラムの作成が完了した。

Strategy for Future Research Activity

本年度に実行できなかった解像度 5km での数値実験を行うとともに、実データ利用システムの構築を行う。構成した最小構成システムを、実観測データを用いる構成に更新する。このとき、最小構成システムのプログラムの高速化を図る。これは、将来的な領域の拡大および予報時間の延長になることはもちろん、次段階での不確実性の推定にも有用である。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

物品費として計上した計算サーバーおよびインフィニバンドスイッチの入札を行った結果、予定額よりも安価で購入することができたため。
研究打ち合わせのための旅費として使用する。

  • Research Products

    (9 results)

All 2014 2013

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (6 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Iterative algorithm for maximum likelihood estimation of observation error covariance matrix for ensemble-based filters2014

    • Author(s)
      Ueno, G., and N. Nakamura
    • Journal Title

      Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society

      Volume: 140 Pages: 215-315

    • DOI

      10.1002/qj.2134

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] データ同化2013

    • Author(s)
      上野玄太
    • Journal Title

      システム/制御/情報

      Volume: 57 Pages: 141-146

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] データ同化における大規模グラフィカルモデルの推定について2013

    • Author(s)
      上野玄太
    • Journal Title

      統計数理

      Volume: 61 Pages: 17-46

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Covariance localization with a graphical model and its application to the ensemble Kalman filter2014

    • Author(s)
      Ueno, G.
    • Organizer
      International Symposium on Data Assimilation
    • Place of Presentation
      Munich
    • Year and Date
      20140224-20140226
  • [Presentation] Ensemble Kalman filtering with localization by a graphical model2014

    • Author(s)
      Ueno, G.
    • Organizer
      American Meteorological Society Annual Meeting
    • Place of Presentation
      Atlanta
    • Year and Date
      20140206-20140206
  • [Presentation] アンサンブル感度解析:アジョイントコード不要論2014

    • Author(s)
      上野玄太
    • Organizer
      第6回EFD/CFD融合ワークショップ
    • Place of Presentation
      秋葉原コンベンションホール5A会議室
    • Year and Date
      20140130-20140130
    • Invited
  • [Presentation] グラフベース・アンサンブルカルマンフィルタ2014

    • Author(s)
      上野玄太
    • Organizer
      第7回気象庁数値モデル研究会・第4回データ同化ワークショップ
    • Place of Presentation
      気象庁
    • Year and Date
      20140108-20140108
  • [Presentation] Ensemble Kalman filtering with regularization through a graphical model2013

    • Author(s)
      Ueno, G.
    • Organizer
      6th WMO Symposium on Data Assimilation
    • Place of Presentation
      Maryland
    • Year and Date
      20131007-20131008
  • [Presentation] Ensemble Kalman filtering with a graphical model2013

    • Author(s)
      Ueno, G.
    • Organizer
      EGU General Assembly
    • Place of Presentation
      Vienna
    • Year and Date
      20130411-20130411

URL: 

Published: 2015-05-28  

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