メソ気象モデルを用いた洋上風力資源量調査

利用中观天气模型进行海上风资源调查

• 批准号: 09J06911
• 负责人: 嶋田 進
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Kobe University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J06911/
• 关键词: 洋上風力発電; メソ気象モデル; WRF; 海上風; 大気境界層; 海面温度; 海洋鉄塔; 風況

本研究は、我が国おける洋上風力資源開発に資するため、メソ気象モデルをベースとした高精度な海上風推定手法の開発を試みるものである.当該年度は、和歌山県田辺湾沖の白浜海洋鉄塔における現場観測値を用いてメソ気象モデルWRFの海上風計算精度の検証,誤差要因の検討及びその改善を行った.精度検証の結果,WRFによる海上風計算値には,観測年平均風速比でバイアス+10%以上,RMS誤差40%以上の大きな誤差が含まれることが明らかとなった.加えて,計算値に含まれる正のバイアスが最終的な洋上風力資源賦存量を試算する際に致命的な誤差を引き起こすことが示された.誤差要因を検討した結果,正のバイアスを引き起こす要因の一つとして,WRFの下面境界条件の一つとして与える海面水温データの精度がWRFの海面近傍における風速計算値に大きく影響を与えることが明らかとなってきた.そこで,海面水温データの精度に起因する誤差を改善するため,JAXAの提供する海面水温データを元にして,日本周辺海域における高空間解像度且つ高精度な海面水温データセットを新たに開発した.従来から用いられてきた海面水温データと新たに開発したデータをそれぞれ境界条件として与えたWRFの計算結果を比較した結果,風速計算値に含まれる誤差の全てが海面水温データの誤差で説明できる訳ではないものの,信頼性の高い洋上風力資源量調査を行うためには,高精度な海面水温データを与えることがキーファクターであることが明らかとなった.さらには,気象庁ウィンドプロファイラ観測値を用いたWRFの風速鉛直プロファイルの比較より,海面近傍で確認された大きな正のバイアスは大気境界層下部全体で見られることが明らかとなり,この結果から,メソ気象モデルによる海上風計算の精度改善の今後の方向性として,メソ気象モデルに実装されている大気境界層スキームの見直しが必要不可欠であることが示された.

は of this research, I が お け る wind resources in the open 発 に endowment す る た め, メ ソ 気 like モ デ ル を ベ ー ス と し た high-precision な sea wind constructive technique の open 発 を try み る も の で あ る. When the annual は, wakayama 県 field 辺 bay blunt objects の white city ocean iron tower に お け る field numerical を 観 test with い て メ ソ 気 like モ デ ル WRF の sea wind calculation accuracy の 検 card, error in の beg and び 検 そ の improve line を っ た. Precision 検 の results, WRF に よ る on offshore wind calculation numerical に は, 観 dating average wind speed than で バ イ ア ス + 10%, the RMS error is more than 40% の big き な error が containing ま れ る こ と が Ming ら か と な っ た. Add え て, calculating numerical に ま れ る is の バ イ ア ス が stock of wind resources in the final な fu を trial す る interstate に fatal error を な lead き up こ す こ と が shown さ れ た. Error in を beg し 検 た results, is の バ イ ア ス を lead き up こ す by の a つ と し て, WRF の の boundary conditions below a つ と し て and え る sea water temperature デ ー タ の precision が WRF の sea near alongside に お け る large wind speed calculation numerical に き く influence を and え る こ と が Ming ら か と な っ て き た. そ こ で, sea surface temperature デ ー タ の precision に cause す る error を improve す る た め, JAXA の provide す る sea water temperature デ ー タ を yuan に し て, Japan weeks 辺 waters に お け る high spatial resolution and つ precision な sea water temperature デ ー タ セ ッ ト を new た に open 発 し た. 従 to か ら with い ら れ て き た sea water temperature デ ー タ と new た に open 発 し た デ ー タ を そ れ ぞ れ boundary conditions と し て and え た WRF の calculated result is し を た as a result, the wind speed calculation numerical に containing ま れ る error の full て が sea water temperature デ ー タ で の error description で き る 訳 で は な い も の の, letter 頼 の high い wind resources in the survey line を う た め に は, high-precision な sea water temperature デ ー タ を and え る こ と が キ ー フ ァ ク タ ー で あ る こ と が Ming ら か と な っ た. さ ら に は, 気 like 庁 ウ ィ ン ド プ ロ フ ァ イ ラ 観 numerical を measurement with い た WRF の wind speed straight プ ロ フ ァ イ ル の is よ り, near the sea alongside で confirm さ れ た big き な is の バ イ ア ス は big 気 boundary layer bottom all で see ら れ る こ と が Ming ら か と な り, こ の results か ら, メ ソ 気 like モ デ ル に よ る sea wind calculation precision の improve の の と direction in the future し て, メ ソ 気 like モ デ ル に be loaded さ れ て い る big 気 boundary layer ス キ ー ム の see straight し が need not owe で あ る こ と が shown さ れ た.

项目成果

合成開口レーダー画像を用いたメソ気象モデルWRFによる沿岸海上風速分布の検証

使用合成孔径雷达图像，使用中观天气模型 WRF 验证沿海海洋风速分布

• 发表时间: 2010
• 期刊: 第21回風工学シンポジウム論文集
• 作者: 丹羽亮介;大澤輝夫;嶋田進;香西克俊;竹山優子
• 通讯作者: 竹山優子

Impact of atmospheric stability on QuikSCAT wind speeds in Northeast Asian Region

东北亚地区大气稳定性对 QuikSCAT 风速的影响

• 发表时间: 2010
• 期刊: Proceedings of Techno-Ocean 2010
• 作者: Ohsawa;T.;N.Tsubouchi;S.Shimada;K.Kozai
• 通讯作者: K.Kozai