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2013 年度 実績報告書

都市気象・建物エネルギー連成数値モデルの熱環境・電力需給予測への実証的適用

研究課題

研究課題/領域番号 24360218
研究機関明星大学

研究代表者

亀卦川 幸浩  明星大学, 理工学部, 教授 (20409519)

研究分担者 大橋 唯太  岡山理科大学, 生物地球学部, 准教授 (80388917)
井原 智彦  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (30392591)
鍋島 美奈子  大阪市立大学, 大学院工学研究科, 准教授 (90315979)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード都市気象 / 都市熱環境 / 電力需給 / 数値モデリング / 太陽光発電
研究概要

本研究は、研究代表者らが開発を進めてきた「都市気象・建物エネルギー連成数値モデル」(以降、連成モデル)を改良・適用し、大都市の電力需給と地上気象・熱環境を通年・高解像度で予測する都市エネルギー・気象予測モデルとしての性能の実証を目的としたものである。都市域日射量の空間非均一性を考慮した太陽光発電評価へのモデル適用性の実証も視野に入れ、平成25年度は以下3つの研究成果を得た。
1.平成25年3月に、大阪市とその周辺の計16ヶ所の学校施設屋上に測器を設置し、屋上高度にて気温・気圧・湿度・全天日射量・天空長波放射量の計測を開始した。あわせて、各学校の近隣公園等にも測器を設置し地上部の気温・湿度の計測も始めた。以上の連続計測を平成26年3月まで継続し、通年の気象データをほぼ無欠測で取得できた。測定データについて、回収と並行し解析を進めた結果、平成25年10月までの8ヶ月間の全天日射量の観測地点間の差異について、積算量では最大6%、瞬時日射量では平均偏差でみて40%程度の差異が確認された。これにより、雲分布等による空間不均一性も反映された日射の統計諸量等を同定できつつある。
2.電力会社の協力を得て、1.の観測と同期した街区域毎・1時間毎の電力需要の通年データも取得できた。同データと1.の気象データを用い、観測点を含む大阪市内14の各街区域を対象に地域電力需要(目的変数)と各気象要素(説明変数)の関係性を示す重回帰モデルを試作した。その結果、当該モデルにより地区別の電力需要は概ね5%の誤差内で再現可能であった。あわせてモデル検証に用いる電力需要の各気象要素への応答感度も同定できた。
3.以上、モデル検証のための実測資料が整備できたことを受け、街区形状等のモデル入力パラメータのデータセットを作成した。これにより、次年度のモデル検証数値実験に向けた準備を概ね完了できた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

研究の主目的である都市気象・建物エネルギー連成数値モデルの性能実証に向け、平成25年度の研究実施計画において最も労力を要する課題であったモデル実証データとしての気象・電力需要データの通年計測による取得とその統計解析等にもとづく検証資料の整備を計画通り進めることができた。よって、研究目的の達成に向け、進捗はおおむね順調と評価した。

今後の研究の推進方策

平成25年度に整備できたモデル検証用の実測資料を活用し、計算機負荷の大きい連成モデルによる電力需要・気象予測の通年の検証数値実験を効率的に進め、研究目的に掲げたモデルの性能実証に繋げること。また、この為に連成モデルに精通し、高性能計算機の作業環境も整備済みの新たな研究分担者の追加について検討し、数値実験の更なる効率化に向けた研究体制の充実を図ること。

次年度の研究費の使用計画

平成25年度直接経費の主な使途であった気象観測データの回収作業に係る旅費について、回収の作業間隔日数が当初計画より若干伸びたことで通年での作業回数が減少し、当該旅費が計画額を下回った。このため次年度繰越が生じた。
最終年度の研究成果取りまとめに向け、研究分担者との打合せを次年度増やす予定であり、当該繰越額は次年度研究費と合わせ、その旅費等に充てる予定である。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Observed and simulated sensitivities of summertime urban surface air temperatures to anthropogenic heat in downtown areas of two Japanese major cities Tokyo and Osaka2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Kikegawa, A. Tanaka, Y. Ohashi, T. Ihara, Y. Shigeta
    • 雑誌名

      Theoretical and Applied Climatology

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1007/s00704-013-0996-8

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical Simulations of Outdoor Heat Stress Index and Heat Disorder Risk in the 23 Wards of Tokyo2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Ohashi, Y. Kikegawa, T. Ihara, N. Sugiyama
    • 雑誌名

      Journal of Applied Meteorology and Climatology

      巻: 53(3) ページ: 583 - 597

    • DOI

      10.1175/JAMC-D-13-0127.1

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Assessment of urban heat island effect for different land use land cover from micrometeorological measurements and remote sensing data for megacity Delhi2013

    • 著者名/発表者名
      M. Mohan, Y. Kikegawa, B. R. Gurjar, S. Bhati, N. R. Kolli
    • 雑誌名

      Theoretical and Applied Climatology

      巻: 112 (Issue 3-4) ページ: 647 - 658

    • DOI

      10.1007/s00704-012-0758-z

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 都市内の大規模緑地がもたらす大気冷却効果 ―大阪城公園の事例―2013

    • 著者名/発表者名
      重田祥範, 高岡利行, 大橋唯太, 亀卦川幸浩, 平野勇二郎
    • 雑誌名

      日本生気象学会雑誌

      巻: 50(1) ページ: 23 - 35

    • 査読あり
  • [学会発表] 平日と休日における人間活動の違いが都市熱環境に与える影響 -大阪平野の気温とヒートインデックスの解析-

    • 著者名/発表者名
      出納誠・大橋唯太・亀卦川幸浩・引地裕基・重田祥範・井原智彦・鍋島美奈子
    • 学会等名
      日本気象学会関西支部2013年度第1回例会
    • 発表場所
      岡山大学、岡山市
  • [学会発表] 都市街区内における温熱環境の将来予測に向けた都市気象・建物エネルギー連成数値モデルの精度検証

    • 著者名/発表者名
      髙根雄也・大橋唯太・亀卦川幸浩・青木翔平・鍋島美奈子・重田祥範・近藤裕昭
    • 学会等名
      日本気象学会2013年度秋季大会
    • 発表場所
      仙台国際センター、仙台市
  • [学会発表] 大阪都市圏での通年・高密度日射観測にもとづく都市気象・太陽光発電量予測システムの検証

    • 著者名/発表者名
      引地裕基・加藤晏明・亀卦川幸浩・大橋唯太・重田祥範・井原智彦・鍋島美奈子
    • 学会等名
      第41回環境システム研究論文発表会
    • 発表場所
      九州大学、福岡
  • [学会発表] 都市気候・建物エネルギー連成シミュレーション

    • 著者名/発表者名
      亀卦川幸浩・近藤裕昭・大橋唯太・井原智彦
    • 学会等名
      第54回大気環境学会年会・都市大気環境モデリング分科会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ、新潟市
    • 招待講演
  • [学会発表] 数値モデルWRF-CMBEMを用いた東京23区における屋外の熱中症ハザード・リスクの数値シミュレーション

    • 著者名/発表者名
      大橋唯太・亀卦川幸浩・井原智彦・杉山奈々美
    • 学会等名
      日本気象学会2013年度春季大会
    • 発表場所
      国立オリンピック記念青少年総合センター、東京

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公開日: 2015-05-28  

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