報告書番号

SS25011

タイトル（和文）

アンサンブル気候予測データに基づく風速極値の将来変化推定法の考案

タイトル（英文）

Development of a Method for Estimating Future Changes in Wind Speed Extremes Based on Ensemble Climate Projection Data

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

背　　景
当所は，日本全国に広く分布する送電用鉄塔の耐風設計に資するべく，観測値や過去の気象を再現した数値気象計算等に基づき，設計風速のベースとなる基本風速の全国マップを開発してきた．一方，海外では，地球温暖化などの影響により将来予測される風速の変化を考慮した設計風速や荷重の算定方法が考案され，設計基準に掲載されている．近年，文部科学省のプロジェクトにおいて，頻度として稀な極端事象の統計的な評価を可能とする，アンサンブル計算に基づく高解像度の気候予測データ「全国5kmメッシュアンサンブル気候予測データ」（以下，気候予測データ）が開発されている．

目　　的
気候予測データに基づき風速極値の将来変化を評価するための手順を考案する．

主な成果
1. 観測及び気候予測データに適用可能な風速極値の確率分布の推定法の考案
強風事象として重要な台風に起因する風速について，既往研究にて広く用いられている確率分布（Gumbel分布・Weibull分布）を用いると，観測値と気候予測データの双方に共通して高い適合性が得られない．台風起因の低風速データの抽出法に課題があることを踏まえ， 高風速データのみから分布を推定する方法を考案した．その結果，観測値および気候予測データの双方に対して適合性が向上した．
2. 風速極値に適用可能なバイアス補正手法の選定・定式化
気候予測データには気候モデルが持つ系統的な誤差（バイアス）が含まれる．既往のバイアス補正手法をレビューし，風速極値のバイアス補正として適切な手法を選定した．風速極値の確率分布に基づき，バイアス補正式を定式化した．
3. 対象期間の最大風速の期待値・確率分布の評価
上記の確率分布推定法やバイアス補正手法に基づき風速の将来変化を評価するフローを考案した．このフローに従い，観測値とバイアス補正した将来予測値を用いて，再現期間に対する風速の将来変化を試算した．再現期間50年の風速が，主に台風による風速の増速により西日本において最大で1割程度増加する結果を得た．再現期間に対する風速を設計値とする想定において，設計値の超過確率が多くの地点で増加することを把握した．

今後の展開
本成果の設計基準等への反映を見据え，耐風設計への適用に向けた技術的諸課題の整理と検討を進める．

概要 （英文）

Our previous studies have developed basic wind speed maps for wind-resistant design of transmission towers widely distributed across Japan, based on observational data and numerical weather simulations that reproduce past weather conditions. However, because these maps are constructed using wind speed values derived from historical strong wind events, they cannot account for future changes in wind speed expected under the influence of factors such as global warming. In recent years, a climate change projection dataset has been developed through projects led by the Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology (MEXT). To facilitate the evaluation of rare extreme events and relatively small-scale meteorological phenomena, high-resolution climate projection data based on large ensemble calculations has been made publicly available.

In this study, we established a procedure to evaluate future changes in wind speed extremes based on the climate projection data. We developed a method for estimating the probability distribution of wind speed extremes applicable to both observational and climate projection data, together with a bias correction scheme. We found that wind speeds associated with given return periods will increase, primarily due to the increase in wind speeds caused by typhoons.

報告者

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