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論文 【 表示 ／ 非表示 】
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沿岸域における渦相関法とバルク法による 大気安定度評価方法の比較
西見耕太，竹山優子，稲津大祐 , 2021年12月
日本気象学会2021年度秋季大会予稿集
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合成開口レーダを用いた海上風推定に適した風向情報
大久保 諒也，竹山 優子，池谷 毅，大澤 輝夫 , 2021年07月
土木学会論文集B2（海岸工学） , 77 (2)
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Sentinel-1搭載合成開口レーダを用いた日本沿岸の海上風推定
大久保 諒也，竹山 優子，池谷 毅，大澤 輝夫 , 2020年07月
土木学会論文集B3（海洋開発）
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A comparison between Advanced Scatterometer and Weather Research and Forecasting wind speeds for the Japanese offshore wind resource map
Yuko Takeyama, Teruo Ohsawa, Jun Tanemoto, Susumu Shimada, Katsutoshi Kozai, Tetsuya Kogaki , 2020年03月
Wind Energy , 23 , 1596 - 1609
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Accuracy Comparison of Coastal Wind Speeds between WRF simulations using Different JMA GPV Datasets
1. Takeshi Misaki, Teruo Ohsawa, Mizuki Konagaya, Susumu Shimada, Yuko Takeyama and Satoshi Nakamura , 2019年07月
Energies
科研費（文科省・学振）獲得実績 【 表示 ／ 非表示 】
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洋上風力発電のためのX-band合成開口レーダの降雨影響把握と利用可能性評価
研究期間: 2023年04月 - 2028年03月 代表者: 竹山優子
基盤研究(C) 研究代表者 23K04249
本研究はX-band(8-12 GHz)のマイクロ波を搭載した合成開口レーダ（SAR）を用いた海上風推定精度とその精度に与える降雨の影響を明らかにするものである．これまで人工衛星に
よる海上風観測には主にC-band(4-8 GHz)マイクロ波が使用されてきたが，近年，観測頻度の向上を目指してX-band SARの活用に期待が高まっている．しかし，X-bandには降雨による誤差発生の可能性が高く，実利用に向けて風速推定精度の検証が必要である．本研究ではband SARセンサを搭載するASNARO-2およびTerraSAR-X衛星データを用いて風速推定と降雨が推定精度に与える影響を調べる． -
気象場と風車空力場の相互作用を考慮した日本沿岸に適した洋上WFデザインの提案
研究期間: 2022年04月 - 2025年03月 代表者: 大澤 輝夫
基盤研究(B) 研究分担者 23K23286
2019年4月の「再エネ海域利用法」の施行に続き，昨年末に発表された「グリーン成長戦略」においても，脱炭素社会構築に向けた洋上風力の主力電源化方針が示され，現在その実現に向けた関連技術の確立が急務となっている．本研究では，乱流成分の大きい日本沿岸の風況特性を最大限に活用する洋上ウィンドファーム（WF）のデザイン確立を目的として，海岸線近傍の沿岸海域に形成される内部境界層の時空間構造の解明を試みると共に，WFキャノピー層における気象場と風車空力場の相互作用を最大限に考慮することにより，日本沿岸の風況特性に適したWFデザインを提案する．
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研究期間: 2019年04月 - 2023年03月 代表者: 竹山 優子
基盤研究(C) 研究代表者 19K04856
本研究は洋上風力発電の基礎情報となる既存の洋上風況マップの沿岸域の精度向上を目的として，人工衛星搭載合成開口レーダ（SAR）を利用した海上風推定の信頼性を検証する．具体的には，複数海域を対象とした精度検証を行い，最終的には日本の沿岸10km以内の風況統計値のマップ作成を行う．現状の洋上風況マップの沿岸域は数値気象モデルによるシミュレーションを基に作成されているが，本研究ではSARによる推定風から風況統計値を求め，風車ハブ高度の風速精度を従来よりも高めることを目標とする．この成果はNeoWinsの更新に向けた提案の根拠となる．
洋上風力発電に資する日本沿岸域の風況把握の技術開発の1つとして，欧州宇宙機構によって運用されている人工衛星Sentinel-1に搭載された合成開口レーダ（SAR）を用いた海上風推定の精度検証および手法改善に向けた提案を行った．
まず，精度検証として，日本沿岸の5海域（茨城沖，東京湾，大阪湾，四国沖，宮崎沖）を対象としてC-bandモデル関数(GMF)であるCMOD5.Nを用いた検証を行った．全825シーンのSAR画像データを用いた検証の結果，Biasは-0.47 m/s（-6.9%）～0.88 m/s（14.8%）, RMSEは1.5 m/s （21.9%）～1.75 m/s（29.4%）であった．沿岸域のSAR画像には実測風速を計測機器が設置されている鉄塔，ブイ，桟橋や船舶などの人工構造物が多く存在し，本研究でも特に3m/s以下の低風速時これらの構造物からの強い後方散乱強度の影響で推定される風速が過大評価されるSAR画像が存在した．これらの影響を取り除くためにGMFへの入力前に平滑化を試したところ、著しい改善が認められた．また，この平滑化範囲は500 m程度が望ましいことも明らかになった．さらに，茨城沖のような遠浅の海域では沿岸域で波が砕ける砕波と呼ばれる現象が起こっており，海面粗度が高くなることによってSAR後方散乱強度に変化が起こり，結果として海上風速を過大評価していた．この影響についても平滑化によって低減可能であることを示した．
当初予定の通り，C-bandのSARを用いた手法の検討と精度検証が進められている．
今後，検討してきた手法を用いて年平均風速，ワイブル分布など洋上風力発電で実際に事業性評価に活用されている統計量をSAR画像より求め，その利用可能性について評価を進める． -
バンカビリティ評価に使用可能な信頼できる洋上風況精査手法の確立
研究期間: 2017年04月 - 2020年03月 代表者: 大澤 輝夫
基盤研究(B) 研究分担者 17H03492
洋上風力開発においては，風況マップ等で選定された候補海域において実際に現場観測を行うことにより，バンカビリティ（融資適合性）評価に使用可能な質の高い風況データを取得することが必須となる．本事業では，茨城県神栖市沖海域を観測フィールドとして，スキャニングライダー・鉛直ライダー観測，ブイ観測，桟橋観測，及び気象モデルに基づく数値計算を行い，高精度で信頼できる洋上風況精査手法の確立を目指した．
洋上の風車ハブ高度の風況を推定する手法として， (a) 陸に設置したスキャニングライダーから直接観測する手法，(b) 洋上に設置したブイによる低高度観測値を数値計算から得られる風速プロファイルによってハブ高度まで持ち上げる手法，(c) 沿岸陸上での観測値を数値計算から得られる水平風速場によって沖合に外挿する手法，を比較検討した．洋上風況の推定精度の面ではスキャニングライダーの直接観測が有望である一方で，データ取得率に問題があるため，現時点では欠測時に備えて陸上観測値からのデータ補完手法との併用が必須となる．