| 研究課題/領域番号 |
19K21992
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分22:土木工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
萬 和明 京都大学, 工学研究科, 講師 (90554212)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | 流出量 / バイアス補正 / クオンタイルマッピング / MRI-AGCM / 分布型水循環モデル / 河川流量 / 分布型流出モデル |
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| 研究開始時の研究の概要 |
地球温暖化時の水資源量や河川流量への影響評価に際し，地球温暖化推計情報を河川流量に変換するにはバイアス補正が必要不可欠であるが，現状では課題が多く困難である．そこで，本研究では観測が不可能なためにこれまではバイアス補正ができなかった流出量について，分布型水循環モデルを用いて参照データを生成することでバイアス補正を行うという，新たな研究アプローチを創出する．流出量は強い自己相関を有するため，既存のバイアス補正手法を本研究で対象とする流出量に適用できるとは限らない．そこで，強い自己相関を有する流出量に対して，時系列変化を考慮したより適切なバイアス補正の開発に挑戦する．
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| 研究実績の概要 |
気候変動に対する水災害や水資源の適応策における基礎情報として，河川流量の将来変化の適切な予測が必要不可欠である．適切な河川流量の予測を得るために，流出量に対するバイアス補正手法を開発した．流出量は観測値が得られないため，再解析・観測気象データを陸面過程モデルに入力し流出量を作成した．作成された流出量を擬似的な観測値とみなしGCMが出力する流出量に対してクオンタイルマッピング法によるバイアス補正を行った．
九州地方の2流域（大淀川・筑後川）を対象に，MRI-AGCM3.2Sが出力する流出量に対してバイアス補正を適用した．MRI-AGCM3.2Sが出力する流出量を用いて算定した河川流量は特に高水を過小評価しているため，バイアス補正が不可欠である．流出量に対するバイアス補正手法の効果的な適用方法についての分析結果より，3時間単位の流出量ではなく，1日単位の流出量に対してバイアス補正した方がよい補正結果が得られた．その原因は，バイアス補正の元データと参照データの流出量データで，時系列の特徴が異なることと頻度分布が異なるためである．そこで，3時間単位の流出量に対して，3時間，27時間，75時間の移動平均に基づいてクオンタイルマッピング法を適用する場合，また，1時間単位の流出量に対して，1日，3日，5日の移動平均に基づいてクオンタイルマッピング法を適用する場合のそれぞれについて，河川流量がどのように補正されるかを分析した．その結果，いずれの場合でも，1日程度の移動平均に基づいて流出量をバイアス補正すると河川流量が精度よく補正されることがわかった．また，あるGCM出力で定めたバイアス補正関数を他アンサンブルに適用することで本手法の妥当性を検証した．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
本研究課題では，観測が不可能な流出量に対してバイアス補正手法を開発することが主たる目的である．当該年度においてすでに，再解析・観測気象データを陸面過程モデルに入力して作成した流出量を擬似的な観測値とみなしGCMが出力する流出量に対してクオンタイルマッピング法を適用するバイアス補正手法を開発した．また，あるGCM出力で定めたバイアス補正関数を他アンサンブルに適用することで本手法の妥当性を検討している．さらに，3時間単位の流出量に対して，3時間，27時間，75時間の移動平均に基づいてクオンタイルマッピング法を適用する場合，また，1時間単位の流出量に対して，1日，3日，5日の移動平均に基づいてクオンタイルマッピング法を適用する場合のそれぞれについて，河川流量がどのように補正されるかを分析した．その結果，いずれの場合でも，1日程度の移動平均に基づいて流出量をバイアス補正すると河川流量が精度よく補正されることを明らかにしており，適切なバイアス補正条件に関する分析も行っている．以上より，当初の計画以上に進展していると判断した．
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| 今後の研究の推進方策 |
既開発の流出量に対するバイアス補正手法を，超多数アンサンブルデータであるd4PDFに適用し，不確実性が内在する現在気候再現データでバイアス補正関数を定めることの不確実性と，将来予測データの不確実性との大小関係を分析する計画である．
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