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航空機ビッグデータ活用による環境低負荷な高層気象代替観測技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K21852
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分63:環境解析評価およびその関連分野
研究機関国立研究開発法人海洋研究開発機構

研究代表者

森 修一  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(大気海洋相互作用研究センター), 調査役 (00344309)

研究期間 (年度) 2020-07-30 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023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: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2020年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード航空機観測ADS-B/ACARSデータ / ビッグデータ・オープンデータ解析 / インドネシア海大陸気候 / 持続可能な高層気象観測 / 航空気象ビッグデータ解析 / ADS-B/ACARS / ラジオゾンデ観測 / インドネシア海大陸 / ビッグデータ利用気象観測 / 航空機観測気象データ利用 / ADS-Bデータ利用気象観測 / ACARSデータ利用気象観測 / メソ気象観測技術開発 / 熱帯気象学 / メソスケール気象 / 航空機観測 / ビッグデータ解析 / オープンデータ解析
研究開始時の研究の概要

時々刻々と世界を飛行する民間航空機は,航空交通管制用のADS-B(Automatic Dependent Surveillance-Broadcast:自動位置送信・監視機能)信号を自動送信しており,これを独自受信し適切に処理することで風向風速や気温など気象データを取得できる.現在その一部は数値予報モデル計算等に用いられているが,大半のデータが無為に捨て去られている.本研究では,オープン&ビッグデータである離着陸中の航空機ADS-B信号を最大活用すると共に,GNSS受信機から得る水蒸気プロファイルを付加し,将来的に現業ラジオゾンデ観測を代替可能とする環境負荷の低い高層気象観測技術の開発を行う.

研究実績の概要

コロナ禍の影響等により当初計画の研究期間を延長し,以下の研究計画2項目を引き続き実施中である.
①「前年度検討したADS-B変換データ最適補正を完成させると共に,準リアルタイム補正可能とするアルゴリズムを開発し,各受信局に実装する.」
インドネシアにおける全国立研究機関/部門の国家研究革新庁(BRIN)統合により,「現場官庁」となった気象気候地球物理庁(BMKG)空港測候所への「研究用」機材の設置ができなくなった.このため当初計画を一部変更し,現地協力機関であるBRIN協力の下で,ジャカルタ,デンパサール,バリクパパンの各空港「近傍」に当研究で試作したADS-B/ACARS受信機を設置し,2年遅れで連続観測体制を構築できたところである.また,2022年度に引き続き国内3地点(横須賀,滋賀県信楽,東京都立川)における受信観測を継続し,国内評価試験も実施中である.また,それら各受信局データの公開サイトを立ち上げた.さらに,本件に関する共同研究契約を結んでいる電子航法研究所(ENRI)とデータ解析技術等について定期的な情報交換を図り,受信データの最適補正アルゴリズム開発を継続中である.
②「領域気候モデルによる観測地点毎の感度実験(ADS-B変換データ同化およびラジオゾンデ観測除去)を多数回試行し,ラジオゾンデ観測代替可能性について学会発表ならびに論文発表の上で議論を行い,その社会実装について検討する.」
上記のように,2023年度にインドネシア3空港近傍への受信機設置が完了したばかりであり,現在は現業ラジオゾンデ観測との同時同地点相互比較データを収集し始めたところである.一方で,空間的な隔たりは大きいものの国内3地点受信データと国内現業ラジオゾンデ観測との比較は順調に進んおり,同一航空機からACARS経由でAMDARへ送信している気象データとの直接比較も含め,学会発表等を通じて関連研究者との議論を進めている.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

4: 遅れている

理由

インドネシアにおける全国立研究機関/部門の国家研究革新庁(BRIN)統合により,「現場官庁」となった気象気候地球物理庁(BMKG)空港測候所への「研究用」機材の設置ができなくなった.このため当初計画を一部変更し,現地協力機関であるBRIN協力の下で,ジャカルタ,デンパサール,バリクパパンの各空港「近傍」に当研究で試作したADS-B/ACARS受信機を設置し,2年遅れで連続観測体制を構築できたところである.
このため,現在はインドネシア現業ラジオゾンデ観測との同時同地点相互比較データを収集し開始したばかりであり,やはり全体計画としては2年遅れとならざるを得ない状況である.

今後の研究の推進方策

2023年度にインドネシアの空港3地点近傍へADS-B/ACARS受信機の設置が完了し,やっと順調にデータ取得が開始されたところである.このため,当初予定していた最終年度2項目
①「前年度検討したADS-B変換データ最適補正を完成させると共に,準リアルタイム補正可能とするアルゴリズムを開発し,各受信局に実装する.」
②「領域気候モデルによる観測地点毎の感度実験(ADS-B変換データ同化およびラジオゾンデ観測除去)を多数回試行し,ラジオゾンデ観測代替可能性について学会発表ならびに論文発表の上で議論を行い,その社会実装について検討する.」
を完成すべく,現業ラジオゾンデ観測との同時同地点相互比較によるデータ検証ならびに品質管理アルゴリズムの改善,データ公開サイトの拡充,および当該データを用いた事例解析や気候学的解析を完成させる予定である.

報告書

(4件)
  • 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

    (10件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 学会発表 (4件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] 国家研究革新庁(BRIN)/気象気候地球物理庁(BMKG)/ウダヤナ大学(UNUD)(インドネシア)

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [国際共同研究] 国立研究革新庁(BRIN)/気象気候地球物理庁(BMKG)(インドネシア)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] 技術評価応用庁(BPPT)/気象・気候・地球物理庁(BMKG)/地理空間情報庁(BIG)(インドネシア)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] 技術評価応用庁(BPPT)/気象気候地球物理庁(BMKG)/地理空間情報庁(BIG)(インドネシア)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 航空交通管制用信号を用いた二次レーダー気象観測システムの観測点拡充,精度評価,および公開用 データの作成2023

    • 著者名/発表者名
      橋本大志,森修一
    • 学会等名
      日本気象学会2023年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 航空交通管制用信号を用いた二次レーダーシステムによるパッシブ対流圏気象観測の精度評価2022

    • 著者名/発表者名
      橋本大志,森 修一,虫明一彦
    • 学会等名
      第16回MUレーダー・赤道大気レーダーシンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 航空交通管制用信号を用いた小型で安価な二次レー ダーシステムによるパッシブ対流圏気象観測2022

    • 著者名/発表者名
      橋本大志,森 修一,虫明一彦
    • 学会等名
      日本気象学会2022年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 航空管制通信利用による海大陸における稠密気象データ取得の試み2021

    • 著者名/発表者名
      森 修一森 修一,橋本大志,虫明一彦
    • 学会等名
      第15回MUレーダー・赤道大気レーダーシンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] atc2met Data Publication Web Site

    • URL

      https://atc2met.nipr.ac.jp/data/

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [備考] atc2met QL Site

    • URL

      https://atc2met.nipr.ac.jp/ql/

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2020-08-03   更新日: 2024-12-25  

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