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アンサンブルシミュレーションを用いた確率論的都市気候解析システムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 20K21035
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分23:建築学およびその関連分野
研究機関九州大学

研究代表者

川本 陽一  九州大学, 芸術工学研究院, 助教 (70569730)

研究期間 (年度) 2020-07-30 – 2025-03-31
研究課題ステータス 完了 (2024年度)
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)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワード都市気候 / メソスケール気象モデル / アンサンブルシミュレーション / 不確実性 / 確率論的評価
研究開始時の研究の概要

都市に固有の気候現象である都市気候の諸問題の研究手法として、メソスケール気象モデルを用いた数値解析が広く用いられる。しかし、都市気候研究では数値解析の結果を決定論的に評価している現状がある。即ち、数値解析の不確実性は考慮されず、それぞれ単一の数値解析の結果を以て評価している。一方、数値解析では初期値・境界値に起因する誤差により、結果は不確実性を含む。
本研究では、単一の結果を評価する決定論的評価に対して、複数のアンサンブルシミュレーションの結果を統計的に評価する確率論的評価を行い、初期値・境界値に起因する不確実性を低減する事により信頼性の高い都市気候数値解析システムを構築することを目的とする。

研究成果の概要

本研究では、メソスケール気象モデルを用いた都市上空の流れ場の再現計算において、これまでの単一の結果を評価する決定論的評価に対して、複数のアンサンブルシミュレーションを行い、その結果を統計的に評価する確率論的評価を行った。アンサンブルシミュレーションの手法としては、簡易なLagged Average Forecasting (LAF) 法を用いた。初期値・境界値に起因する不確実性を低減する事により、LAF法の再現結果は観測結果と良い対応を示す場合も見られた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

気候変動とヒートアイランド現象との二重の温暖化に晒されている都市環境の将来計画のためには、シミュレーションによる予測が欠かせない。特に風環境は都市の温熱環境や大気汚染にも関連し、その正確な予測は重要となる。一方でこれまで都市環境のシミュレーションでは、計算機資源の制約などにより、単一のシミュレーション結果による決定論的評価が主流であった。本研究では都市環境のシミュレーションにおける初期値・境界値の取り扱い、更にはアンサンブルシミュレーションによる確率論的評価が欠かせないことを示したことに意義がある。

報告書

(6件)
  • 2024 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] メソスケール気象モデルを用いた都市上空の流れ場の再現計算における初期値・境界値の不確実性に関する検討2022

    • 著者名/発表者名
      川本 陽一
    • 雑誌名

      日本建築学会環境系論文集

      巻: 87 号: 797 ページ: 460-471

    • DOI

      10.3130/aije.87.460

    • ISSN
      1348-0685, 1881-817X
    • 年月日
      2022-07-01
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Investigation of the uncertainty of initial and boundary conditions in the hindcasts of flow fields over urban areas using a mesoscale numerical weather prediction model2022

    • 著者名/発表者名
      Kawamoto Yoichi
    • 雑誌名

      JAPAN ARCHITECTURAL REVIEW

      巻: 5 号: 4 ページ: 517-529

    • DOI

      10.1002/2475-8876.12282

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] メソスケール気象モデルを用いた海風の再現計算へのLagged Average Forecasting法の適用 その2 乱流運動エネルギーの比較2023

    • 著者名/発表者名
      川本 陽一
    • 学会等名
      日本建築学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] メソスケール気象モデルを用いた海風の再現計算へのLagged Average Forecasting法の適用2022

    • 著者名/発表者名
      川本 陽一
    • 学会等名
      日本建築学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] メソスケール解析における初期値・境界値の不確実性に関する検討(その3)ドップラーライダーによる観測値との比較2021

    • 著者名/発表者名
      川本 陽一
    • 学会等名
      日本建築学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 都市形態解析に基づく都市キャノピー層内の不均一性に関する考察(その2) Frontal Area Indexによる都市形態の不均一性の検討2020

    • 著者名/発表者名
      川本 陽一
    • 学会等名
      日本建築学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-08-03   更新日: 2026-01-16  

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