卒论发表-东京海洋大学

東京商船大学における地上気象データの解析交通電子機械工学課程橋本健川上宇男発表内容1.目的2.観測システム3.データ解析（気圧、気温相対湿度、風向・風速）4.まとめ１．目的東京商船大学近辺の気象は、地域的な気候に加え海陸風、都市化によるヒートアイランドなど局地的な気候影響も考えられる。本研究では多年にわたる地上気象データの統計的な解析をすることにより、客観的に季節変化、経年変動を考察した。２．観測システム構成図について第３実験棟７階及び屋上に設置（海抜約３５ｍに位置）温湿度計気圧計高分子薄膜の容量変化を利用シリコン静電容量絶対センサ（シリコン単結晶）の弾性特性を用いている３．気圧のデータ解析1.１ヶ月分をまとめた気圧のデータ作成2.各月の気圧の最大値、最小値、平均値、標準偏差を求め年ごとにグラフを作成3.１ヶ月分をまとめた気圧データのスペクトル解析を実行96096597097598098599099510001005101010151020102510301035161116212631時間（日）気圧（ｈＰａ）１ヶ月分をまとめたグラフの例（２００１年９月）台風の影響低気圧の通過の影響大気潮汐海陸風の影響気圧最小値96096597097598098599099510001005123456789101112月気圧(hPa)979899000102気圧最小値の月変化最小気圧は２００２年１０月１日台風第２１号の９６２.７ｈＰａ台風の影響により値が急激に低下月気圧（ｈＰａ）気圧最大値1010101510201025103010351040123456789101112月気圧(hPa)979899000102気圧最大値の月変化最大気圧は１９９８年２月１８日の１０３４．５ｈＰａ月気圧（ｈＰａ）冬季に上昇し夏季に下降している10041006100810101012101410161018123456789101112979899000102月平均気圧の年変化全ての平均の値１０１０．７ｈＰａ月最大値と似た変化をしている気圧標準偏差98599099510001005101010151020102510301997年4月1997年7月1997年10月1998年1月1998年4月1998年7月1998年10月1999年1月1999年4月1999年7月1999年10月2000年1月2000年4月2000年7月2000年10月2001年1月2001年4月2001年7月2001年10月2002年1月2002年4月2002年7月2002年10月月気圧(hPa)月平均気圧の経時変化誤差棒は標準偏差月気圧（ｈＰａ）スペクトル解析図についてスペクトルとは時間変動する現象を様々な周期の正弦関数の和であると仮定し､時間変動の周期性のような特徴を理解するのに便利である。このような時系列解析手法がスペクトル解析である。時列をスペクトル解析すると､各正弦関数の振幅(の2乗､すなわちエネルギー密度)を周波数別に表すことができる｡•気圧のデータに対しスペクトル解析を実行96096597097598098599099510001005101010151020102510301035161116212631時間（日）気圧（ｈＰａ）0.0E+001.0E+072.0E+073.0E+074.0E+075.0E+076.0E+077.0E+078.0E+079.0E+071.0E+0801224364860728496108120周期(時間）PowerAmplitude（２０００年１月）気圧のグラフとスペクトル解析の比較３日強の低気圧の通過周期３日強の低気圧の通過周期大気潮汐の影響海陸風、大気潮汐の影響大気潮汐による半日周期振動の影響96096597097598098599099510001005101010151020102510301035161116212631時間（日）気圧（ｈＰａ）0.0E+001.0E+072.0E+073.0E+074.0E+075.0E+076.0E+077.0E+078.0E+079.0E+071.0E+0801224364860728496108120周期（時間）PowerAmplitude（２０００年８月）気圧のグラフとスペクトル解析の比較高気圧に覆われていて低気圧の周期が現れてない大気潮汐の影響海陸風、大気潮汐の影響大気潮汐による半日周期振動が分かりやすい0.0E+005.0E+051.0E+061.5E+062.0E+062.5E+063.0E+063.5E+064.0E+06１月２月３月４月５月６月７月８月９月１０月１１月１２月月パワースペクトル９７年９８年９９年００年０１年0２年１２時間周期のパワースペクトル値の月変化平均気圧と似た変化をしている0.0E+001.0E+062.0E+063.0E+064.0E+065.0E+066.0E+067.0E+06１月２月３月４月５月６月７月８月９月１０月１１月１２月月パワースペクトル９７年９８年９９年００年０１年0２年２４時間周期のパワースペクトル値の月変化３月は多少突出しているが変動は小さい気圧の考察•商船大学での気圧は１日周期では海陸風、大気潮汐に影響を受けているが、海陸風に対応した２４時間周期はあまり影響はないようだ。大気潮汐では８時間、１２時間、２４時間周期が見えた。統計的に１０､２２時にピークを４、１６時に最小値をとっていた。最も影響があるのは低気圧である。低気圧にも周期性が存在し夏季とその他の季節では差がある。•夏季には気圧が下がり、冬季には気圧が上がる。冬季は大陸からのシベリア高気圧の張り出しにより高圧部になるからである。•気圧の経年変化は見られなかった。気温について平均気温その標準偏差を含む経時変化最低気温平均気温の月変化051015202530123456789101112月度（℃）979899000102月平均気温の年変化月気温最小値の月変化-5051015202530123456789101112月度（℃）9798990001026月～8月の値に注目すると、99年から最低温度が少し上昇している。月最低気温の年変化月気温の経年変化051015202530351997年4月1997年7月1997年10月1998年1月1998年4月1998年7月1998年10月1999年1月1999年4月1999年7月1999年10月2000年1月2000年4月2000年7月2000年10月2001年1月2001年4月2001年7月2001年10月2002年1月2002年4月2002年7月2002年10月度（℃）目立った温暖化傾向は見られない。月平均気温の経時変化湿度について相対湿度と混合比の定義相対湿度と混合比のグラフ相対湿度と混合比の定義相対湿度は、水蒸気圧とそのときの気温における飽和水蒸気圧との比を百分率で表したものである。混合比は空気内の乾燥空気の質量に対する水蒸気の質量の比である。01020304050607080-20-1001020304050気温(℃)飽和水蒸気圧es(hPa)最も簡単な、かつ実用的な実験式としては，テテン(Tetens)の実験式を使用する。)(1011.6tbatse水上：ａ=7.5，b=237.3温度の関数としての飽和水蒸気圧ｅsのグラフ水蒸気圧のと相対湿度の関係1001011.6)'3.237(5.70RHett混合比の式000622.0epeqRH：相対湿度(%)P：気圧(hPa)1000RHees相対湿度平均値の月変化0102030405060708090123456789101112月相対湿度（％）97989900010211月～3月の相対湿度は40%～60%4月と10月の相対湿度は60%～75%5月～9月の相対湿度は70%～80%月平均相対湿度の年変化月相対湿度の経年変化01020304050607080901001997年4月1997年7月1997年10月1998年1月1998年4月1998年7月1998年10月1999年1月1999年4月1999年7月1999年10月2000年1月2000年4月2000年7月2000年10月2001年1月2001年4月2001年7月2001年10月2002年1月2002年4月2002年7月2002年10月年月相対湿度（％）毎年の8月を中心とした夏の季節の標準偏差が一番少ない。毎年の1月を中心とした冬の季節の標準偏差が一番多い。月平均相対湿度の経時変化年月混合比平均値の月変化02468101214161820123456789101112月混合比(g/kg)979899000102混合比は，水蒸気量と乾燥空気量の質量比[g/kg]なので，相対湿度よりも水蒸気量の絶対量を見る上で有用である。月平均混合比の年変化月混合比の経年変化024681012141618201997年4月1997年7月1997年10月1998年1月1998年4月1998年7月1998年10月1999年1月1999年4月1999年7月1999年10月2000年1月2000年4月2000年7月2000年10月2001年1月2001年4月2001年7月2001年10月2002年1月2002年4月2002年7月2002年10月月混合比(g/kg)月平均混合比の経時変化月月平均標準誤差を示す。夏季に大きく、冬季に少ない。これは冬の温度が低く、水蒸気量の絶対量が少ないと考えられる。0246810北(0=16)北北東(1)北東(2)東北東(3)東(4)東南東(5)南東(6)南南東(7)南(8)南南西(9)南西(10)西南西(11)西(12)西北西(13)北西(14)北北西(15)風向の値0.0～15.9を16方位に区分化する1月頻度(%)05101520253035北北北東北東東北東東東南東南東南南東南南南西南西西南西西西北西北西北北西979899000102各方位の出現頻度を表す2月頻度(%)05101520253035北北北東北東東北東東東南東南東南南東南南南西南西西南西西西北西北西北北西9798990001023月頻度(%)05101520253035北北北東北東東北東東東南東南東南南東南南南西南西西南西西西北西北西北北西9798990001024月頻度(%)05101520253035北北北東北東東北東東東南東南東南南東南南南西南西西南西西西北西北西北北西9798990001025月頻度(%)05101520253035北北北東北東東北東東東南東南東南南東南南南西南西西南西西西北西北西北北西9798990001026月頻度(%)05101520253035北北北東北東東北東東東南東南東南南東南南南西南西西南西西西北西北西北北西9798990001027月頻度(%)05101520253035北北北東北東東北東東東南東南東南南東南南南西南西西南西西西北西北西北北西9798990001028月頻度(%)05101520253035北北北東北東東北東東東南東南東南南東南南南西南西西南西西西北西北西北北西9798990001029月頻度(%)05101520253035北北北東北東東北東東東南東南東南南東南南南西南西西南西西西北西北西北北西97989900010210月頻度(%)05101520253035北北北東北東東北東東東南東南東南南東南南南西南西西南西西西北西北西北北西97989900010211月頻度(%)05101520253035北北北東北東東北東東東南東南東南南東南南南西南西西南西西西北西北西北北西97989900010212月頻度(%)05101520253035北北北東北東東北東東東南東南東南南東南南南西南西西南西西西北西北西北北西9798990001021月平均風速(m/s)01234567北北北東北東東北東東東南東南東南南東南南南西南西西南西西西北西北西北北西9798990001