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ドップラーライダーを用いた高層ビルキャノピー内乱流観測とモデル化

研究課題

研究課題/領域番号 26400473
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 気象・海洋物理・陸水学
研究機関気象庁気象研究所

研究代表者

青柳 暁典  気象庁気象研究所, 環境・応用気象研究部, 主任研究官 (10442740)

研究分担者 永井 智広  気象庁気象研究所, 気象衛星・観測システム研究部, 室長 (30343891)
酒井 哲  気象庁気象研究所, 気象衛星・観測システム研究部, 主任研究官 (00377988)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2015年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2016年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2014年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワードドップラーライダー / 都市キャノピー / 乱流 / ドップラースペクトル / スペクトル解析
研究実績の概要

本研究では、都市域に林立する高層ビル群が下層大気に与える力学的影響を解明するため、未だ観測例の少ない現実高層ビル群内の風・乱流鉛直分布の実証観測を行い、実データに基づく精緻な都市キャノピー乱流モデルを構築することを目指す。
前年度は、気象研究所における試験観測を行い、風・乱流の鉛直分布観測にドップラーライダーシステムが適していることを確認するとともに、冬季には東京都心での実証観測を実施した。本年度は、小型ドップラーライダーを千代田区大手町の気象庁敷地内に設置し、春季のデータ取得を行った。2015年5月13日から6月17日まで連続観測を行い、高層ビル群内の風・乱流の鉛直分布データの取得に成功した。この春季観測におけるデータの取得率(200mまでの全高度でデータ取得ができた割合。降水による観測不能時間帯も含む)は73%であった。
冬季及び春季の平均的な風速鉛直分布を解析したところ、120m~140m付近に風速鉛直分布の変曲を見ることができた。変曲点より下層の風速鉛直分布の勾配が冬季・春季ともにほぼ同じことから、この変曲がみられる高度までの範囲が、観測地点周辺の高層ビル群による力学的影響を直接的に受けている領域(都市キャノピー層)であろうことが推察された。本年度はさらに、ドップラースペクトル幅で表現される乱流強度の鉛直分布についても解析を進めた。風速の鉛直分布に比べ、乱流強度は日々の変化はもとより、日変化もかなり大きいことが確認できた。上層より下層の方が、また夜間より日中の方が乱流強度が大きいことを実際の観測で確認できたのは、本研究の重要な成果のひとつといえる。
数値モデルの開発においては、都市ビル群による形状抵抗を考慮する多層化した都市キャノピーモデルの定式化を行った。現実都市の地表面状態の設定と、現実都市での風・乱流観測データとの比較検証が今後の課題として残る。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] ドップラーライダーDBS計測による都市域の粗度長とゼロ面変位高の推定2014

    • 著者名/発表者名
      青栁曉典、泉 敏治、酒井 哲、永井智広
    • 雑誌名

      第23回風工学シンポジウム論文集

      巻: 23 ページ: 43-48

    • NAID

      130005478154

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 小型ドップラーライダーを用いた都市ビル群内の風速鉛直分布観測2015

    • 著者名/発表者名
      青柳曉典・泉敏治・酒井哲・永井智広
    • 学会等名
      第33回レーザセンシングシンポジウム
    • 発表場所
      大田区産業プラザPIOコンベンションホール
    • 年月日
      2015-09-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Estimation of roughness parameters of urban area using wind profile data obtained by a Doppler lidar system2015

    • 著者名/発表者名
      Toshinori Aoyagi
    • 学会等名
      9th International Conference on Urban Climate
    • 発表場所
      Pierre Baudis Congress Centre(トゥールーズ・フランス)
    • 年月日
      2015-07-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Influence of nearby plants and artificial structures on the surface air temperature statistics: Continuous in-situ measurement at central Tokyo2015

    • 著者名/発表者名
      Fumitake Shido, Toshinori Aoyagi, Naoko Seino, Fumiaki Fujibe, Akira Yamamoto
    • 学会等名
      9th International Conference on Urban Climate
    • 発表場所
      Pierre Baudis Congress Centre(トゥールーズ・フランス)
    • 年月日
      2015-07-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ドップラーライダーを用いた都市域の粗度パラメータの推定2014

    • 著者名/発表者名
      青栁曉典
    • 学会等名
      日本気象学会2014年度秋季大会
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2014-10-21
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] ドップラーライダーによる都市キャノピー内乱流の観測に向けて2014

    • 著者名/発表者名
      青柳曉典、泉 敏治、酒井 哲、永井智広、星野俊介
    • 学会等名
      第32回レーザセンシングシンポジウム
    • 発表場所
      高山市民文化会館(岐阜県高山市)
    • 年月日
      2014-09-04
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2017-01-06  

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