Development of solar radiation data assimilation method to improve the accuracy of rainfall prediction

开发太阳辐射数据同化方法提高降雨预报精度

基本信息

批准号：
22K04336
负责人：
森脇亮
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Ehime University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04336/
关键词：
データ同化日射量局地気象降水予測

项目摘要

本研究では「雲の有無やその厚さによって刻一刻と変化する地上日射量は同化データとして有用である」ことに着目し，従来は用いられてこなかった日射量の減衰量を気象予測モデルにデータ同化する手法を開発し，降雨予測の精度向上における新たなデータ同化手法の有効性，及び同化に使用する日射量データの空間的・時間的な密度（粒度）が降雨予測の精度に与える影響について評価することを目的としている．本研究では三点の問い（①日射量データ同化の理論構築，②雲水量鉛直分布の導出方法の確立，③データ同化に有効となる日射量の空間的な範囲と時空間的な密度（粒度）の検討）に取り組むこととしている．令和４年度は，主に③データ同化に有効となる日射量の空間的な範囲と時空間的な密度（粒度）の検討に着手しており，時空間的に密な日射量の観測網を独自に展開できるようにするために自立型のリアルタイム日射量モニタリングシステムの開発を行った．多くの観測機器のフィールドへの設置を容易にするには，低コスト，独立電源，リアルタイムでのデータ取得が必要となる．気象測器メーカーが提供している簡易日射センサー，マイコンボード，クラウドサービスを利用することで，モバイルバッテリーによるリアルタイムでのデータ取得が可能となった．省電力化のため，電力制御ボードを用いて，システム起動，時刻・電源電圧・日射強度の取得，SDカードへの書き込み，クラウドへのデータ送信し，その後システムをスリープさせた．日中はこれを1分毎に行い夜間はスリープさせ続けた．制御回路を用いる場合と用いない場合で約9倍の電力消費の差が確認された．簡易日射センサーと一般的な日射センサーを併設して計測値を比較したところ，快晴時のデータを用いて補正する方法が有効であることが分かった．1分毎の日射強度と全天写真を比較したところ日射強度の増減と雲の有無が対応していることが確認された．

在这项研究中，着重于以下事实：根据云的存在或不存在，每一刻变化的云量及其厚度是有用的，可作为同化数据，是尚未使用的太阳辐射剂量的量过去是天气预测模型。降雨预测的准确性是评估。在这项研究中，三个问题（（1）构建太阳辐射数据同化的理论，（2）云水体积垂直分布的推导方法，以及（3）太阳辐射的空间范围和密度我们正在使用的太阳辐射的密度。在一年中的第四年，已经研究了空间密度的研究网络（粒度），这主要对（3）有效的数据辐射量有效。监视系统，以便能够独立发展。为了使在字段中安装许多观察设备变得更容易，您需要以低成本，独立的电源和真实时间获取数据。通过使用天气测量仪器制造商提供的简单太阳辐射传感器，微型计算机板和云服务，可以通过移动电池实时获取数据。为了节省电源，启动了系统，获得了时间，电源电压和太阳辐射强度，将数据发送到SD卡，将数据发送到云中，然后将系统发送到云中，然后陷入困境。这是白天每分钟完成的，晚上继续睡觉。当使用对照电路是否使用或不使用对照电路时，证实了大约9次功耗的差异。将测量值与简单的太阳辐射传感器与一般太阳辐射传感器进行比较，使用清晰的数据有效地对其进行了校正。比较每分钟和整个天空照片的阳光强度，可以证实太阳辐射强度的增加和减小以及云的存在或不存在相对应。