| 研究課題/領域番号 |
20KK0096
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
高根 雄也 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (80711952)
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| 研究分担者 |
小野村 史穂 東京理科大学, 理工学部土木工学科, 助教 (40822937)
仲吉 信人 東京理科大学, 理工学部土木工学科, 准教授 (90706475)
中野 満寿男 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(環境変動予測研究センター), 研究員 (40713954)
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| 研究期間 (年度) |
2020-10-27 – 2024-03-31
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| キーワード | 都市気候 / 屋根面アルベドデータベース / クールルーフ / 気候変動適応 |
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| 研究実績の概要 |
2020年度は、アルベドデータベース開発とモデル開発を実施した。
アルベドデータベース開発では、計画段階における2020年度実施事項は①屋根面建材の分光反射率測定、②分光反射率からのアルベド推定式の作成、③東京での屋根面アルベド真値の取得である。2020年度は①、②を完遂した。③は計測器の取得が遅れたため未実施であるが、2021年度実施項目の④衛星画像の超解像アルゴリズム構築、⑤衛星による屋根面アルベド同定アルゴリズムの開発を先行して実施した。②の推定式を商用高解像度衛星World View3に適用することで屋根面アルベドを正確に推定できることを確かめた。④衛星画像超解像では非商用衛星landsat8から建物の輪郭が視認できるほどに超解像が可能となった。⑤のアルゴリズムをlandsat8に適用し100 mの空間平均を施すことで、World View3で推定した屋根面アルベドを再現できることを確認した。また、領域気象モデルWRFを用いて現実的な建物幾何、クールルーフ導入率を再現した気象シミュレーションを実施し、クールルーフにより最大0.5度の気温低減が可能であることを確認した。
モデル開発のパートでは、１）都市気候モデルによる計算結果の精度検証、および２）全球気候モデルとの結合のための準備を行なった。１）では、都市気候モデルを東京とPreston（オーストラリア）へ適用し、モデルで計算される放射収支および熱フラックスを測定値と比較し、モデルがこれらの要素を概ね再現できることを確かめた。２）では、都市気候モデルを全球気候モデルと結合するために、まず既に全球気候モデルの陸面過程として結合されている統合陸域シミュレータ（ILS）との結合を行うこととした。そのため、ILSを作業用ワークステーションにインストールし、テスト計算を実施した。その後、都市気候モデルとの移植作業を実施中である。
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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
アルベドデータベース開発では、計画段階における2020年度達成事項①、②を達成し、かつ2021年度以降の実施事項であった④、⑤に着手し、完成の見通しを立てられたことから判断した。特に、④、⑤は本研究完遂において最も困難になると想定していた課題であるため、初年度に見通しを立てられたことは今後の研究遂行にとって良い弾みとなった。
モデル開発では、都市気候モデルの計算精度を東京だけではなく、全球展開を見据えて南半球の都市に適用できた。これは計画以上の事項である。また、都市気候モデルを、既に全球気候モデルに結合済みのILSに移植することで、全球気候モデルとの結合という大きな技術的なハードルを超える目処が立った。以上より、計画以上の進展があったと判断する。
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| 今後の研究の推進方策 |
アルベドデータベース開発では、マルチスペクトルカメラを搭載したヘリによる都市空撮を行い、東京、および海外の都市での屋根面アルベドの実測を行う。海外の都市として、海外協力研究者が滞在するデンバー（コロラド）、またはオアフ島を候補とし検討を進めている。当初の予定ではデンバーで実施することとなっていたが、コロナ禍の影響により最短で2021年冬季の観測となり、冬季のデンバーは気象条件が最適といえないため他の候補地も視野に検討を進めている。また、2020年度開発した⑤の屋根面アルベド同定手法は現時点でも日本全土に適用可能であるため、世界に先立ち日本の屋根面アルベドデータベースを完成させ、論文化しデータを公開する。
モデル開発では、都市気候モデルを東京とPreston以外の海外の都市にも適用するとともに、都市気候モデルのILSへの移植を完了させ、移植後のILSでのテスト計算を実施する。その後、ILSのカップラーを通じて、都市気象モデルを全球気候モデルと結合させる。結合後は、結合モデルによる全球気候のテスト計算を実施する。テスト計算後は、過去・現在・未来の全球気候計算を行うとともに、開発されたアルベドデータベースを導入し、クールルーフの都市気候へのインパクトを全球的に評価する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
コロナ禍の影響により、2020年度購入予定であったマルチスペクトルカメラや測器の納品が年内に間に合わなかったため繰越金を行った。それらの測器は2021年度に購入する。また、昨年度実施できなかったマルチスペクトルカメラを搭載したヘリによる東京都心の空撮を行い、対象エリアの屋根面アルベドを測定する。取得した屋根面アルベドを真値とし、2020年度開発した非商用衛星landsat8からの屋根面アルベド推定アルゴリズムの精度を検証する。併せて、海外での同様の測定・検証を実施する。
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