地球温暖化対策のための地表面温度の時空間解析の高度化

• 研究課題/領域番号: 17H01705
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 統計科学
• 研究機関: 統計数理研究所
• 研究代表者: 松井 知子 統計数理研究所, モデリング研究系, 教授 (10370090)
• 研究分担者: 村上 大輔 統計数理研究所, データ科学研究系, 助教 (20738249) ; 山形 与志樹 国立研究開発法人国立環境研究所, 地球環境研究センター, 主席研究員 (90239864) ; AMES MATTHEW 統計数理研究所, 統計的機械学習研究センター, 特任助教 (90794769)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021年度)
• 配分額: 15,990千円 (直接経費: 12,300千円、間接経費: 3,690千円); 2019年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2018年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2017年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
• キーワード: 時空間解析 / 地表面温度 / 地球温暖化 / 空間・環境統計

研究成果の概要

熱波の極値状況を精度良くとらえるための時空間モデリング手法ST-BLUEの高度化を行った。試行錯誤の結果、都心と郊外のように性質の異なる地域のモデリングを個別に行う必要があると判明したため、熱波状況の局所予測を行う手法を開発した。この手法を用い、東京大都市圏を対象地域として、地表面温度の背後にあるプロセスの平均、分散、歪度、尖度を地点ごとに推定した結果、都心西部において温度が高い点、海沿いや山沿いで温度分散が大きい点、都心で尖度が高まり極端な高温が局所的に発生している点、都心―熊谷―群馬に至る盆地で分布の裾が熱くなる点、などの興味深い知見が得られた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本手法により、時々刻々変化する熱波リスク事象の状況把握を高精度化し、そのためのモデル選択やシステム同定の研究を活性化することが期待される。また、高精度な時空間分布の推定を実施して、都市のヒートアイランド現象の変動要因の解明を可能とする。このシミュレーション結果は熱波対策立案の支援に繋がることが期待される。さらに、今後の著しい温暖化影響が予想される国内外の都市を対象に、本手法を活用した都市のレジリエンス研究への応用が期待できる。

研究成果

• [国際共同研究] Heriot-Watt大学(英国)
• [国際共同研究] Heriot Watt大学(英国)
• [国際共同研究] IMT Lille Douai(フランス)
• [雑誌論文] Spatiotemporal Heatwave Risk Evaluation: Considering Hazard, Exposure, and Vulnerability (2019)
  • 著者名/発表者名: Yamagata Yoshiki、Murakami Daisuke、Yoshida Takahiro
  • 雑誌名: Proceedings of the 2019 IEEE Geoscience and Remote Sensing Society Symposium 巻: 1 ページ: 5524-5527
  • DOI: 10.1109/igarss.2019.8898442
• [雑誌論文] Spatiotemporal Heatwave Risk Modeling Combining Multiple Observations (2019)
  • 著者名/発表者名: Murakami Daisuke、Yamagata Yoshiki、Yoshida Takahiro、Matsui Tomoko
  • 雑誌名: Proceedings of the 2019 IEEE Geoscience and Remote Sensing Society Symposium 巻: 1 ページ: 5516-5519
  • DOI: 10.1109/igarss.2019.8898761
• [雑誌論文] Individual level heat risk evaluation using GPS towards smart navigation system (2019)
  • 著者名/発表者名: Yoshida Takahiro、Yamagata Yoshiki、Murakami Daisuke
  • 雑誌名: Proceedings of the ICA 巻: 2 ページ: 1-5
  • DOI: 10.5194/ica-proc-2-152-2019
• [雑誌論文] Seasonal Urban Carbon Emission Estimation Using Spatial Micro Big Data (2018)
  • 著者名/発表者名: Yamagata Yoshiki、Yoshida Takahiro、Murakami Daisuke、Matsui Tomoko、Akiyama Yuki
  • 雑誌名: Sustainability 巻: 10 号: 12 ページ: 4472-4472
  • DOI: 10.3390/su10124472
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Estimating water-food-ecosystem trade-offs for the global negative emission scenario (IPCC-RCP2.6) (2018)
  • 著者名/発表者名: Yamagata Yoshiki, Hanasaki Naota, Ito Akihiko, Kinoshita Tsuguki, Murakami Daisuke, Zhou Qian
  • 雑誌名: Sustainability Science 巻: 13 号: 2 ページ: 301-313
  • DOI: 10.1007/s11625-017-0522-5
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Assessing the impacts of 1.5°C global warming - simulation protocol of the Inter-Sectoral Impact Model Intercomparison Project (ISIMIP2b) (2017)
  • 著者名/発表者名: Katja Frieler, Stefan Lange, Franziska Piontek, Christopher P. O. Reyer, Jacob Schewe, Lila Warszawski, Fang Zhao, Louise Chini, Sebastien Denvil, Kerry Emanuel, Tobias Geiger, Kate Halladay, George Hurtt, Matthias Mengel, Daisuke Murakami, Sebastian Ostberg, Alexander Popp,..., Tatsuo Suzuki (54名中20番目)
  • 雑誌名: Geoscientific Model Development 巻: 10 号: 12 ページ: 4321-4345
  • DOI: 10.5194/gmd-10-4321-2017
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Urban carbon mapping with spatial BigData (2017)
  • 著者名/発表者名: Yamagata Yoshiki, Murakami Daisuke, Yoshida Takahiro
  • 雑誌名: Energy Procedia 巻: 142 ページ: 2461-2466
  • DOI: 10.1016/j.egypro.2017.12.183
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Micro grids clustering for electricity sharing: an approach considering micro urban structure (2017)
  • 著者名/発表者名: Murakami Daisuke, Yamagata Yoshiki
  • 雑誌名: Energy Procedia 巻: 142 ページ: 2748-2753
  • DOI: 10.1016/j.egypro.2017.12.220
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] The relationships between energy consumption and surface temperature: A combining multiple-scale observations approach (2019)
  • 著者名/発表者名: Yoshida Takahiro., Chang Soowon., Murakami Daisuke., Yamagata Yoshiki
  • 学会等名: ICAE2019
• [学会発表] Statistical methodology for climate change mitigation and adaptation (2019)
  • 著者名/発表者名: 村上大輔, 松井知子
  • 学会等名: HW-UoE-ISM workshop
  • 国際学会
• [学会発表] Big-data for Climate Risk Mitigation: Heat and Sentiment Analysis using Twitter Data. (2018)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Murakami, Yoshiki Yamagata, and Takahiro Yoshida
  • 学会等名: International Conference on Systematizing and Upscaling Urban Solutions for Climate Change Mitigation
  • 国際学会
• [学会発表] Climate change mitigation management using an optimal stochastic control framework (2018)
  • 著者名/発表者名: 村上大輔, Ames, M., Shevchenko, P., Myrvoll, T., 松井知子, 山形与志樹
  • 学会等名: CFE2018
  • 国際学会
• [学会発表] Urban temperature analysis using participatory sensing data (2018)
  • 著者名/発表者名: 村上大輔, 松井知子
  • 学会等名: NTNU-ISM workshop
  • 国際学会
• [学会発表] A spatiotemporal generalized hyperbolic model for heatwave monitoring (2018)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Murakami, Francois Septier, Gareth W. Peters and Tomoko Matsui
  • 学会等名: 2018 International Workshop on Spatial and Temporal Modeling
• [学会発表] Study on Risk Factors in Oil Futures Price Curves for Speculation and Hedging in the Short and Long-Term (2017)
  • 著者名/発表者名: Tomoko Matsui
  • 学会等名: IEEE Second International Conference on Data Mining and Big Data
  • 国際学会
• [学会発表] Counting Public Transport Passenger Using WiFi Signatures of Mobile Devices (2017)
  • 著者名/発表者名: Tor Andre Myrvoll and Tomoko Matsui
  • 学会等名: IEEE 20th International Conference on Intelligent Transportation Systems
  • 国際学会
• [学会発表] Heatwave risk estimation with spatial BigData: A case study in Tokyo (2017)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Murakami and Yoshiki Yamagata
  • 学会等名: Spatial Statistics 2017: One World: One Health
• [図書] Spatial Analysis Using Big Data (2020)
  • 著者名/発表者名: Yoshiki Yamagata and Hajime Seya
  • 総ページ数: 281
  • 出版者: Elsevier
  • ISBN: 9780128131275
• [図書] Urban Systems Design (2020)
  • 著者名/発表者名: Perry P.J. Yang and Yoshiki Yamagata
  • 総ページ数: 460
  • 出版者: Elsevier
  • ISBN: 9780128160558
• [図書] Resilience-Oriented Urban Planning (Chapter 12) (2018)
  • 著者名/発表者名: Yoshiki Yamagata and Daisuke Murakami
  • 総ページ数: 16
  • 出版者: Springer