メソ気象モデルを用いた洋上風力資源量調査

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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.