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地球環境計測グループ.
 地球環境計測グループは次の三分野で研究活動を行っています.
  • 人工衛星による地球環境計測に関する研究
  • 数値予報モデルによる地球環境計測に関する研究
  • 洋上移動式浮体による再生利用可能エネルギーの利活用
人工衛星による地球環境計測に関する研究

全球を対象とする高時間高分解能な発雷観測ができれば、地球規模で発雷推移を捉えることが可能となる。その結果大気のエネルギー循環の解明や発雷予報精度の向上といった様々な利点が生まれる。 地上からの雷観測のULF/VLF等を用いた様々な手法では、いずれもリアルタイム性があり高い時間分解能を有するが、検知及び位置決定の際に誤差が生じ空間分解能が低い。また、OTDやLISによる衛星からの雷観測においてはその低軌道観測により検知精度等に向上は見られるが、全球同時観測でないため、時間分解能が低くなる。

そこで本研究では、雲赤外画像(IR)データにより雲移動ベクトルを算出し、移動ベクトルに基づいてLISデータ欠損部を補間する。その結果複数の衛星データを統合した高時間高距離分解能を有する全球雷放電マップを作成することを目的とする。

―使用データ―
TRMM 搭載雷観測装置LISデータ
静止軌道衛星搭載IR(赤外放射計)データ
表示期間
2001年12月1日5:00〜8:00(UT)
時間分解能 1時間
距離分解能 0.5°×0.5°


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数値予報モデルによる地球環境計測に関する研究

数値予報とは、物理学の法則に基づき、未来の大気の物理的な状態を予測するものである。 数値予報を行う手順として、まず計算機で取り扱えるように、規則正しく並んだ格子で大気を細かく覆う(図)
1.観測データを用いて、3次元的に規則的に並んだ格子点の気象要素の値を決定 ⇒ 初期値作成
2.初期値を基礎方程式と呼ばれる物理学の法則に適用し 計算機で時間積分し、未来の気象状況を予報
3.計算結果から天気予報図などを作成

次に、観測によって得られた気圧や気温、風向・風速などの物理量の値を各格子点に割り当てる。そして、これを初期値としてコンピュータで時間積分することで、未来の気象状況の推移を予測する

▲予報降水量▲実際の降水量

初期日時  2005年6月29日9時00分
水平解像度 5km
予報領域  320km×320km(北緯 35.0°,東経135.0 を中心)
予報対象  降水量
予想期間  初期日時から1時間ごと6時間後まで(10時00分〜15時00分)

洋上移動式浮体による再生利用可能エネルギーの利活用

近年,環境問題や資源問題の解決手段として,太陽光発電,風力発電などの自然エネルギーの有効利用が広く研究されている。しかし,自然エネルギーによる発電は,雨や曇りで発電量が大きく下がることや、高コストになるといった短所がある。この短所を解決する手段として下図に示すような浮体を利用した洋上自然エネルギープラントを提案し,プラントの航路や、航路上の気象を予測することでその実現可能性を検証している。

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本研究での提案システムは上図のように移動式発電プラントを洋上に浮かべ自然エネルギー発電をおこなうものである。プラントを移動式とすることにより,雨や曇りになることを避けることができるため、常に発電できるようになる。本システムでは,地球観測衛星からの風向,風速,雲の位置などのデータをもとに,大型計算機である地球シミュレータにより,気象予測をおこない,発電プラントの得られるエネルギーが最大となるよう浮体の航路を決定する。なお,本システムのエネルギーの貯蔵と需要地への供給方式には次世代石油代替エネルギーとして注目されている水素を選択しているため、現行の石油などの化石燃料に比べ環境にやさしいという利点がある。

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