(57)【要約】【課題】様々な排出源の形態が複合した場合の環境濃度を予測する技術を提供する。【解決手段】Ｓ１０２〜Ｓ１０４では、各排出源の形態（点源、面源、および線源）の濃度分布を算出し、Ｓ１０６では、算出した各濃度分布の座標に変換処理を施して、共通の座標において各濃度分布を合成した合成濃度分布を算出する。次に、Ｓ１０７では、算出した合成濃度分布および実測値に対して、移流・拡散計算手法を用いて、濃度分布が滑らかになるような処理を施し、総合平滑濃度分布を算出する。さらに、Ｓ１０８〜Ｓ１０９では、総合平滑濃度分布から各排出源の形態の平滑濃度分布を算出し、算出した各排出源の形態の平滑濃度分布と変換処理前の濃度分布との差分を補正値として算出する。そして、すべての補正値の絶対値が予め設定されている閾値より小さくなるまで繰返し演算を行い（Ｓ１１０）、環境濃度を予測する（Ｓ１１２）。【選択図】  図１
2011137674.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気汚染物質の排出源の異なる形態が複合した場合の環境濃度を算出する環境濃度予測装置であって、
各排出源のデータ、該排出源が複合したときの環境濃度の実測データ、および予め設定される閾値を記憶している記憶部と、
前記記憶部から各排出源のデータを読み出して、前記排出源の形態ごとの濃度分布を予測する解析ソルバを用いて前記排出源の形態ごとの濃度分布を算出する予測部と、
算出した前記排出源の形態ごとの濃度分布の座標に変換処理を施して、共通の座標において各濃度分布を合成した合成濃度分布を算出する合成濃度分布演算部と、
算出した前記合成濃度分布および前記記憶部から読み出した前記実測データに対して、移流・拡散計算手法を用いて、前記合成濃度分布が滑らかになるような処理を施し、総合平滑濃度分布を算出するとともに、算出した前記総合平滑濃度分布の座標に逆変換処理を施して、各排出源の形態の座標上の当該排出源の形態ごとの平滑濃度分布を算出する平滑濃度分布演算部と、
前記変換処理前の各排出源の形態の濃度分布から前記各排出源の形態の平滑濃度分布を減算した差分ａ、および前記実測データの値から前記総合平滑濃度分布の値を減算した差分ｂを、算出する補正値演算部と、
前記差分ａおよび前記差分ｂと前記閾値とを比較するとともに、その比較結果に基づいて前記差分ａおよび前記差分ｂを用いて前記変換処理前の各排出源の形態の濃度分布の値および前記実測データの値を補正する濃度補正演算部と、
すべての前記差分の絶対値が前記閾値より小さくなるまで、補正した各排出源の形態の濃度分布および補正した実測データの値に対して、前記予測部、前記合成濃度分布演算部、前記平滑濃度分布演算部、前記補正値演算部、および前記濃度補正演算部における処理を繰返して、環境濃度を算出する演算処理部と
を備えることを特徴とする環境濃度予測装置。
【請求項２】
大気汚染物質の排出源の異なる形態が複合した場合の環境濃度を算出する環境濃度予測装置において用いられる環境濃度予測方法であって、
前記環境濃度予測装置は、
各排出源のデータ、該排出源が複合したときの環境濃度の実測データ、および予め設定される閾値を記憶している記憶部と、
前記記憶部から各排出源のデータを読み出して、前記排出源の形態ごとの濃度分布を予測する解析ソルバを用いて前記排出源の形態ごとの濃度分布を算出する予測部と、
算出した前記排出源の形態ごとの濃度分布の座標に変換処理を施して、共通の座標において各濃度分布を合成した合成濃度分布を算出する合成濃度分布演算部と、
算出した前記合成濃度分布および前記記憶部から読み出した前記実測データに対して、移流・拡散計算手法を用いて、前記合成濃度分布が滑らかになるような処理を施し、総合平滑濃度分布を算出するとともに、算出した前記総合平滑濃度分布の座標に逆変換処理を施して、各排出源の形態の座標上の当該排出源の形態ごとの平滑濃度分布を算出する平滑濃度分布演算部と、
前記変換処理前の各排出源の形態の濃度分布から前記各排出源の形態の平滑濃度分布を減算した差分ａ、および前記実測データの値から前記総合平滑濃度分布の値を減算した差分ｂを、算出する補正値演算部と、
前記差分ａおよび前記差分ｂと前記閾値とを比較するとともに、その比較結果に基づいて前記差分ａおよび前記差分ｂを用いて前記変換処理前の各排出源の形態の濃度分布の値および前記実測データの値を補正する濃度補正演算部と、
を備え、
すべての前記差分の絶対値が前記閾値より小さくなるまで、補正した各排出源の形態の濃度分布および補正した実測データの値に対して、前記予測部、前記合成濃度分布演算部、前記平滑濃度分布演算部、前記補正値演算部、および前記濃度補正演算部における処理を繰返して、環境濃度を算出する
ことを特徴とする環境濃度予測方法。
【請求項３】
請求項２に記載の環境濃度予測方法を、コンピュータとしての環境濃度予測装置に実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大気汚染物質の濃度分布を予測する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
大気汚染物質の濃度を予測するシミュレーション技術は、大気汚染物質の大気中への放出形態（排出源の形態）から、点源（煙突など１点から放出される場合）、面源（放出源が広がりを持っている場合）、線源（道路など線上から放出される場合）に分けられ、それぞれの排出源の形態ごとに適した予測手法が開示されている。例えば、非特許文献１（「４−６  拡散式と拡散パラメータ」参照）には、それぞれの排出源の形態における拡散後の濃度予測手法が記載されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】公害研究対策センター  窒素酸化物検討委員会  編纂，「窒素酸化物総量規制マニュアル［新版］」，公害研究対策センター，平成12年12月25日
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、実際の環境ではさまざまな排出源の形態が混在している。そのため、点源、面源、および線源が複合した状態における濃度（以降、環境濃度と称す。）を予測する必要がある。そこで、本発明では、様々な排出源の形態が複合した場合の環境濃度を予測する技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するために、本発明における環境濃度予測装置は、各排出源の形態（点源、面源、および線源）の濃度分布を算出し、算出した各濃度分布の座標に変換処理を施して、共通の座標において各濃度分布を合成した合成濃度分布を算出する。次に、算出した合成濃度分布および実測値に対して、移流・拡散計算手法を用いて、濃度分布が滑らかになるような処理を施し、総合平滑濃度分布を算出する。さらに、環境濃度予測装置は、総合平滑濃度分布を逆変換処理して、各排出源の形態の平滑濃度分布を算出し、算出した各排出源の形態の平滑濃度分布と変換処理前の濃度分布との差分を補正値として算出する。また、実測値については、実測値と総合平滑濃度分布の値との差分を補正値として算出する。そして、環境濃度予測装置は、すべての補正値の絶対値が予め設定されている閾値より小さいか否かを比較し、いずれかの補正値の絶対値が予め設定されている閾値より小さくない場合、変換処理前の濃度分布および実測値を補正値で補正し、その補正した値に対して再び移流・拡散計算手法を適用して総合平滑濃度分布を算出し、補正値を算出する、ことを繰り返すことによって、すべての補正値の絶対値が予め設定されている閾値より小さくなるようにする。最後に、環境濃度予測装置は、すべての補正値の絶対値が予め設定されている閾値より小さくなった場合、そのときの総合平滑濃度分布を、環境濃度を予測した環境濃度分布として設定する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、様々な排出源の形態が複合した場合の環境濃度を予測する技術を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】環境濃度分布を算出する流れの概要を示す図である。
【図２】本実施形態における環境濃度予測システムの構成および機能を示す図である。
【図３】本実施形態における環境濃度予測装置の処理フローの一例を示す図である。
【図４】図３におけるステップＳ１０００の詳細な処理の流れの一例を示す図である。
【図５】図３におけるステップＳ２０００の詳細な処理の流れの一例を示す図である。
【図６】図３におけるステップＳ３０００の詳細な処理の流れの一例を示す図である。
【図７】図３におけるステップＳ４０００の詳細な処理の流れの一例を示す図である。
【図８】図７におけるステップＳ４００２の詳細な処理の流れの一例を示す図である。
【図９】図７におけるステップＳ４００３の詳細な処理の流れの一例を示す図である。
【図１０】図７におけるステップＳ４００４の詳細な処理の流れの一例を示す図である。
【図１１】図３におけるステップＳ５０００の詳細な処理の流れの一例を示す図である。
【図１２】図３におけるステップＳ６０００の詳細な処理の流れの一例を示す図である。
【図１３】点源排出源データの一例を示す図である。
【図１４】面源排出源データの一例を示す図である。
【図１５】線源排出源データの一例を示す図である。
【図１６】気象データの一例を示す図である。
【図１７】予測条件データの一例を示す図である。
【図１８】点源用座標と点源濃度予測位置の一例を示す平面図である。
【図１９】面源用座標と面源濃度予測位置の一例を示す平面図である。
【図２０】線源用座標と線源濃度予測位置の一例を示す平面図である。
【図２１】環境濃度用座標と環境濃度予測位置の一例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
次に、本発明を実施するための最良の形態（以降、「実施形態」と称す。）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
【０００９】
（環境濃度分布算出の概要）
本実施形態における環境濃度分布を算出する流れの概要について図１を用いて説明する。なお、図１に示す環境濃度分布を算出する処理は、図２に示す環境濃度予測装置２０において実行される。
【００１０】
ステップＳ１０１では、排出源の形態（点源、面源、線源）ごとの濃度データおよびそれらの排出源の形態が複合したときの大気濃度（環境濃度）の実測データを読み込む。ステップＳ１０２では、ステップＳ１０１で読み込んだ点源データに対して、点源の拡散予測に適した公知の解析ソルバを用いて点源濃度分布を算出し、その算出結果を点源初期濃度分布とする。ステップＳ１０３では、ステップＳ１０１で読み込んだ面源データに対して、面源の拡散予測に適した公知の解析ソルバを用いて面源濃度分布を算出し、その算出結果を面源初期濃度分布とする。ステップＳ１０４では、ステップＳ１０１で読み込んだ線源データに対して、線源の拡散予測に適した公知の解析ソルバを用いて線源濃度分布を算出し、その算出結果を線源初期濃度分布とする。ステップＳ１０５では、ステップＳ１０１で読み込まれた大気濃度（環境濃度）の実測データを初期実測値として設定する。
【００１１】
ステップＳ１０６では、各排出源の形態（点源、面源、線源）の各初期濃度分布の座標に変換処理を施して、共通の座標において各初期濃度分布を合成し、合成濃度分布を算出する。ここでいう座標とは、例えば、緯度／経度／高さによって表されるものである。なお、変換処理の詳細については後記する。ステップＳ１０７では、ステップＳ１０６で算出した合成濃度分布およびステップＳ１０５で設定した初期実測値に対して、移流・拡散計算手法を適用して、総合平滑濃度分布を算出する。
【００１２】
ステップＳ１０８では、ステップＳ１０６の変換処理に対応する逆変換処理を総合平滑濃度分布の座標に施して、各排出源の形態の濃度分布の座標に戻し、総合平滑濃度分布から各排出源の形態（点源、面源、線源）の平滑濃度分布を算出する。なお、逆変換処理の詳細については後記する。ステップＳ１０９では、各排出源の形態の座標の中で、離散的に設定された予測位置ごとに、補正値を算出する。例えば、各排出源の形態の補正値は、各排出源の形態の平滑濃度分布の予測位置での値から各排出源の形態の初期濃度分布の予測位置での値を減算して算出される。また、実測値の補正値は、総合平滑濃度分布の実測位置での値から初期実測値を減算して算出される。
【００１３】
ステップＳ１１０では、すべての補正値の絶対値が予め設定された閾値より小さいかそうでないかが比較される。いずれかの補正値の絶対値が閾値以上の場合（ステップＳ１１０でＮｏ）、ステップＳ１１１では、補正処理が実行される。具体的には、各初期濃度分布の予測位置での値に、その予測位置での補正値を加算して算出した値を、各初期濃度分の予測位置での値とする。また、初期実測値にその実測値の実測位置での補正値を加算して算出した値を、初期実測値とする。そして、処理は、ステップＳ１０２、Ｓ１０３，Ｓ１０４，Ｓ１０５へ戻る。
【００１４】
また、ステップＳ１１０で、すべての補正値の絶対値が予め設定された閾値より小さい場合（ステップＳ１１０でＹｅｓ）、ステップＳ１１２では、ステップＳ１０７において算出された総合平滑濃度分布が環境濃度分布に設定される。そして、処理は終了する。なお、各予測位置での環境濃度は、設定された環境濃度分布を用いて、を算出（予測）することができる。
【００１５】
（環境濃度予測システム）
次に、環境濃度を予測する環境濃度予測システムの構成および機能について、図２を用いて説明する。
【００１６】
環境濃度予測システム１は、汎用の演算処理システム（コンピュータ）または専用の演算処理システムであって、入力装置１０、環境濃度予測装置２０、データ保存装置３０および表示装置４０によって構成される。入力装置１０は、図示しないキーボードやマウス等である。環境濃度予測装置２０は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメインメモリで構成され、所望の演算処理を実行するとともに、入力装置１０、データ保存装置３０、および表示装置４０の制御を司る。データ保存装置３０は、記憶装置であり、演算処理に用いるデータや演算処理結果を記憶する。表示装置４０は、ディスプレイ等であり、入力指示メッセージや演算処理結果等を表示する。
【００１７】
環境濃度予測装置２０は、点源濃度予測部２１、面源濃度予測部２２、線源濃度予測部２３、合成濃度分布演算部２４、平滑濃度分布演算部２５、補正値演算部２６、濃度補正演算部２７、および演算処理部２８を機能として備える。各部２１〜２８の機能は、ＣＰＵがアプリケーションプログラムをメインメモリに展開して、それを実行することにより実現される。
【００１８】
点源濃度予測部２１は、データ保存装置３０から読み出した点源データに対して点源濃度分布演算用の解析ソルバを用いて、点源濃度を予測（算出）する。
面源濃度予測部２２は、データ保存装置３０から読み出した面源データに対して面源濃度分布演算用の解析ソルバを用いて、面源濃度を予測（算出）する。
線源濃度予測部２３は、データ保存装置３０から読み出した線源データに対して線源濃度分布演算用の解析ソルバを用いて、線源濃度を予測（算出）する。
【００１９】
合成濃度分布演算部２４は、点源、面源、および線源の各濃度分布の座標に変換処理を施して、共通の座標において各濃度分布を合成し、合成濃度分布を算出する。
平滑濃度分布演算部２５は、合成濃度分布および実測値に対して、移流・拡散計算手法を用いて算出した分布である、総合平滑濃度分布を算出する。また、平滑濃度分布演算部２５は、合成濃度分布演算部２４における変換処理に対応する逆変換処理を総合平滑濃度分布の座標に施して、各排出源の形態の濃度分布の座標に戻し、総合平滑濃度分布から各排出源の形態（点源、面源、線源）の平滑濃度分布を算出する。
【００２０】
補正値演算部２６は、点源、面源、および線源の各排出源の形態の濃度分布と平滑濃度分布との差分（補正値）を算出する。また、補正値演算部２６は、実測値と総合平滑濃度分布との差分（補正値）を算出する。
濃度補正演算部２７は、補正値の絶対値が予め設定しておいた閾値より小さいか否かを判定する。また、濃度補正演算部２７は、点源、面源、および線源の各排出源の形態の濃度分布と実測値とを、補正値を用いて補正する。
演算処理部２８は、各部２１〜２７の処理の流れを制御する。
【００２１】
（環境濃度予測装置の処理の流れ）
次に、環境濃度予測装置２０の処理の流れについて、図３を用いて説明する（適宜図２参照）。ステップＳ１０００では、点源濃度予測部２１は、データ保存装置３０に記憶している点源データを入力装置１０からの指示に基づいて読み込み、点源初期濃度分布を算出する。ステップＳ２０００では、面源濃度予測部２２は、データ保存装置３０に記憶している面源データを入力装置１０からの指示に基づいて読み込み、面源初期濃度分布を算出する。ステップＳ３０００では、線源濃度予測部２３は、データ保存装置３０に記憶している線源データを入力装置１０からの指示に基づいて読み込み、線源初期濃度分布を算出する。なお、各ステップＳ１０００、Ｓ２０００，Ｓ３０００の詳細な手順については後記する。ステップＳ３５００では、環境濃度予測装置２０の演算処理部２８が、データ保存装置３０に記憶している各排出源の形態が複合したときの実測データを入力装置１０からの指示に基づいて読み込み、初期実測値として設定する。
【００２２】
ステップＳ４０００では、合成濃度分布演算部２４は、ステップＳ１０００，Ｓ２０００，Ｓ３０００で算出した点源初期濃度分布、面源初期濃度分布、および線源初期濃度分布の座標に変換処理を施して、点源初期濃度分布、面源初期濃度分布、および線源初期濃度分布を共通の座標上で合成して、合成濃度分布を算出する。なお、ステップＳ４０００の詳細な手順については後記する。
【００２３】
ステップＳ５０００では、平滑濃度分布演算部２５は、合成濃度分布および初期実測値に対して、移流・拡散計算手法を適用して、総合平滑濃度分布を算出する。なお、ステップＳ５０００の詳細な手順については後記する。また、ステップＳ５５００では、平滑濃度分布演算部２５は、総合平滑濃度分布に対して、合成濃度分布演算部２４における変換処理に対応する逆変換処理を施して、総合平滑濃度分布から、各排出源の形態（点源、面源、線源）の平滑濃度分布を算出する。
【００２４】
ステップＳ６０００では、補正値演算部２６は、点源、面源、および線源の各排出源の形態の初期濃度分布と平滑濃度分布とを用いて、予測位置での各排出源の形態の初期濃度分布の値から平滑濃度分布の値を減算して、補正値を算出する。また、補正値演算部２６は、初期実測値と総合平滑濃度分布とを用いて、実測位置での初期実測値から総合平滑濃度分布の値を減算して、補正値を算出する。なお、ステップＳ６０００の詳細な手順については後記する。
【００２５】
ステップＳ７０００では、濃度補正演算部２７は、すべての補正値の絶対値が予め設定しておいた閾値より小さいかそうでないかを判定する。そして、いずれかの補正値の絶対値が予め設定しておいた閾値以上の場合（ステップＳ７０００でＮｏ）、ステップＳ８０００では、濃度補正演算部２７は、点源、面源、および線源の各排出源の形態の初期濃度分布および初期実測値を、それぞれの補正値によって補正し、それぞれ新たな点源初期濃度分布、面源初期濃度分布、線源初期濃度分布、および初期実測値に設定する。ただし、本実施形態では、この補正値を用いた補正は、その補正値が閾値より大きいもののみに対して行うものとする。そして、ステップＳ８０００の処理の後、ステップＳ４０００に戻る。また、すべての補正値の絶対値が予め設定しておいた閾値より小さい場合（ステップＳ７０００でＹｅｓ）、処理は、ステップＳ９０００へ進む。ステップＳ９０００では、濃度補正演算部２７は、ステップＳ５０００において算出した総合平滑濃度分布を環境濃度分布に設定し、データ保存装置３０に保存する。また、濃度補正演算部２７は、環境濃度分布を表示装置４０に出力してもよい。なお、演算処理部２８は、各部２１〜２７が実行するステップＳ１０００〜Ｓ９０００の処理の流れを制御している。
【００２６】
ここで、図１に示した各ステップと、図３に示した各ステップとの対応関係について説明する。ステップＳ１０１およびＳ１０２が、ステップＳ１０００に対応する。ステップＳ１０１およびＳ１０３が、ステップＳ２０００に対応する。ステップＳ１０１およびＳ１０４が、ステップＳ３０００に対応する。ステップＳ１０１およびＳ１０５が、ステップＳ３５００に対応する。ステップＳ１０６が、ステップＳ４０００に対応する。ステップＳ１０７が、ステップＳ５０００に対応する。ステップＳ１０８が、ステップＳ５５００に対応する。Ｓ１０９が、ステップＳ６０００に対応する。ステップＳ１１０が、ステップＳ７０００に対応する。ステップＳ１１１が、ステップＳ８０００に対応する。ステップＳ１１２が、ステップＳ９０００に対応する。
【００２７】
次に、ステップＳ１０００、Ｓ２０００，Ｓ３０００，Ｓ４０００，Ｓ５０００，Ｓ６０００の詳細な処理の流れについて説明する。まず、ステップＳ１０００の詳細な処理の流れについては、図４を用いて説明するが、前もってステップＳ１００１〜Ｓ１００３において読み込まれる、図１３に示す点源排出源データの一例、図１６に示す気象データの一例、および図１７に示す予測条件データの一例について、説明しておく。
【００２８】
図１３に示す点源排出源データは、点源番号ごとに、点源位置の座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）、排出量、温度、および排出速度が関連付けられている。また、図１６に示す気象データは、気象番号ごとに、気象観測位置の座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）、風向、風速、大気安定度、および気温が関連付けられている。また、図１７に示す予測条件データには、拡散予測手法において用いられる条件の項目として、拡散計算の方法、排ガス上昇高さ、風速の高さ補正等が格納されている。
【００２９】
まず、図４に示すように、ステップＳ１００１では、点源濃度予測部２１が、データ保存装置３０に記憶している点源排出源データ（図１３参照）として、点源位置、排出量、温度、排出速度を読み込む。ステップＳ１００２では、点源濃度予測部２１が、データ保存装置３０に記憶している気象データ（図１６参照）として、風向、風速、大気安定度を読み込む。また、ステップＳ１００３では、点源濃度予測部２１が、データ保存装置３０に記憶している予測条件データ（図１７参照）を読み込む。
【００３０】
ステップＳ１００４では、ステップＳ１００１で読込んだ１番目の点源位置を中心として点源用の等間隔格子（座標）を作成し、点源濃度予測位置を設定する。具体的には、図１８に示すように、点源用座標に等間隔格子を生成し、その格子の長さを所定の値にとって、その格子の中心を点源濃度予測位置（図１８中の×印）とする。ただし、図１８は、座標の平面図のみを示している。ステップＳ１００５では、点源濃度予測部２１が、ステップＳ１００１〜Ｓ１００３で読み込んだデータに対して、点源における予測手法として用いられている拡散予測手法の解析ソルバを適用して、ステップＳ１００４で設定した点濃度予測位置での濃度を予測し、点源濃度分布を算出する。ただし、風速は一定とする。そして、点源濃度予測部２１が、算出した点源濃度分布をデータ保存装置３０へ保存する。
【００３１】
次にステップＳ２０００の詳細な処理の流れについて、図５を用いて説明する。ステップＳ２００１では、図１４に示す面源排出源データの面源位置、面煙源の長さ、排出量、温度、排出速度を読み込む。ステップＳ２００２では、図１６に示す気象データの風向、風速、大気安定度を読み込む。ステップＳ２００３では、図１７に示す予測条件データを読み込む。
【００３２】
ステップＳ２００４では、ステップＳ２００１で読み込んだ１番目の面源位置を中心として面源用の等間隔格子（座標）を作成し、面源濃度予測位置を設定する。具体的には、図１９に示すように、面源用座標に等間隔格子を生成し、その格子の長さを所定の値にとって、その格子の中心を面源濃度予測位置（図１９中の×印）とする。ただし、図１９は、座標の平面図のみを示している。ステップＳ２００５では、面源濃度予測部２２が、ステップＳ２００１〜Ｓ２００３で読込んだデータに対して、面源における予測手法として用いられている拡散予測手法の解析ソルバを適用して、ステップＳ２００４で設定した面濃度予測位置での濃度を予測し、面源濃度分布を算出する。ただし、風速は一定とする。そして、面源濃度予測部２２が、算出した面源濃度分布をデータ保存装置３０へ保存する。
【００３３】
次にステップＳ３０００の詳細な処理の流れについて、図６を用いて説明する。ステップＳ３００１では、図１５に示す線源排出源データの線源位置、排出量を読み込む。ステップＳ３００２では、図１６に示す気象データの風向、風速、大気安定度を読み込む。ステップＳ３００３では、図１７に示す予測条件データを読み込む。
【００３４】
ステップＳ３００４では、ステップＳ３００１で読み込んだ線源ごとに線源中央位置から線源と直交する方向に等間隔に予測点を作成し、線源濃度予測位置を設定する（図２０参照。ただし、図２０は、座標の平面図のみを示している。）ステップＳ３００５では、線源濃度予測部２３が、ステップＳ３００１〜Ｓ３００３で読込んだデータに対して、線源における予測手法として用いられている拡散予測手法の解析ソルバを適用して、ステップＳ３００４で設定した線濃度予測位置での濃度を予測し、線源濃度分布を算出する。ただし、風速は一定とする。そして、線源濃度予測部２３が、算出した線源濃度分布をデータ保存装置３０へ保存する。
【００３５】
次に、ステップＳ４０００の詳細な処理の流れについて、図７を用いて説明する。ステップＳ４００１では、各排出源の形態の濃度分布を合成するために、各排出源の形態の座標を変換して、合成濃度分布を表現する共通の座標（環境濃度用座標）を生成し、その共通の座標の予測位置（環境濃度予測位置）を読み込む。例えば、環境濃度用座標は、図２１に示すように、点源、面源、線源の座標を変換して、点源濃度分布、面源濃度分布、線源濃度分布をそれぞれ共通の座標上にプロット可能にしたものである。ただし、図２１は、座標の平面図のみを示している。
【００３６】
ステップＳ４００２では、環境濃度予測位置の点源初期濃度を算出する。ステップＳ４００３では、環境濃度予測位置の面源初期濃度を算出する。ステップＳ４００４では、環境濃度予測位置の線源初期濃度を算出する。ステップＳ４００５では、環境濃度予測位置の点源初期濃度、面源初期濃度、線源初期濃度を加算し、合成濃度分布を算出する。そして、算出した合成濃度分布をデータ保存装置３０へ保存する。前記した変換処理は、ステップＳ４００１〜Ｓ４００５の処理のことである。なお、ステップＳ４００２、Ｓ４００３，Ｓ４００４のさらに詳細な処理の流れについては後記する。
【００３７】
ステップＳ４００２の詳細な処理の流れについて、図８を用いて説明する。ステップＳ４０２１では、データ保存装置３０から点源初期濃度および点源濃度予測位置を読込む。ステップＳ４０２２では、環境濃度予測位置の−Ｘ方向(環境濃度予測位置の左側)にある点源濃度予測位置のうち最も環境濃度予測位置に近い位置を検索し、環境濃度予測位置との距離を算出する。ステップＳ４０２３では、環境濃度予測位置の＋Ｘ方向(環境濃度予測位置の右側)にある点源濃度予測位置のうち最も環境濃度予測位置に近い位置を検索し、環境濃度予測位置との距離を算出する。ステップＳ４０２４では、環境濃度予測位置の−Ｙ方向(環境濃度予測位置の下側)にある点源濃度予測位置のうち最も環境濃度予測位置に近い位置を検索し、環境濃度予測位置との距離を算出する。ステップＳ４０２５では、環境濃度予測位置の＋Ｙ方向(環境濃度予測位置の上側)にある点源濃度予測位置のうち最も環境濃度予測位置に近い位置を検索し、環境濃度予測位置との距離を算出する。
【００３８】
ステップＳ４０２６で±Ｘ方向±Ｙ方向で最も近い４点の点源濃度をそれぞれの距離の長さで反比例するように重み付けをつけて平均化し、環境濃度予測位置の点源濃度を算出する。ステップＳ４０２７では、点源濃度が未算出の環境濃度予測位置があるか否かを判定し、未算出の環境濃度予測位置がある場合（ステップＳ４０２７でＹｅｓ）、ステップＳ４０２２〜Ｓ４０２６を繰り返す。また、未算出の環境濃度予測位置が無い場合（ステップＳ４０２７でＮｏ）、処理は終了する。
【００３９】
ステップＳ４００３の詳細な処理の流れについて、図９を用いて説明する。ステップＳ４０３１では、データ保存装置３０から面源初期濃度および面源濃度予測位置を読込む。ステップＳ４０３２では、環境濃度予測位置の−Ｘ方向(環境濃度予測位置の左側)にある面源濃度予測位置のうち最も環境濃度予測位置に近い位置を検索し、環境濃度予測位置との距離を算出する。ステップＳ４０３３では、環境濃度予測位置の＋Ｘ方向(環境濃度予測位置の右側)にある面源濃度予測位置のうち最も環境濃度予測位置に近い位置を検索し、環境濃度予測位置との距離を算出する。ステップＳ４０３４では、環境濃度予測位置の−Ｙ方向(環境濃度予測位置の下側)にある面源濃度予測位置のうち最も環境濃度予測位置に近い位置を検索し、環境濃度予測位置との距離を算出する。ステップＳ４０３５では、環境濃度予測位置の＋Ｙ方向(環境濃度予測位置の上側)にある面源濃度予測位置のうち最も環境濃度予測位置に近い位置を検索し、環境濃度予測位置との距離を算出する。
【００４０】
ステップＳ４０３６で±Ｘ方向±Ｙ方向で最も近い４点の面源濃度をそれぞれの距離の長さで反比例するように重み付けをつけて平均化し、環境濃度予測位置の面源濃度を算出する。ステップＳ４０３７では、面源濃度が未算出の環境濃度予測位置があるか否かを判定し、未算出の環境濃度予測位置がある場合（ステップＳ４０３７でＹｅｓ）、ステップＳ４０３２〜Ｓ４０３６を繰り返す。また、未算出の環境濃度予測位置が無い場合（ステップＳ４０３７でＮｏ）、処理は終了する。
【００４１】
ステップＳ４００４の詳細な処理の流れについて、図１０を用いて説明する。ステップＳ４０４１では、データ保存装置３０から線源初期濃度および線源濃度予測位置を読込む。ステップＳ４０４２では、環境濃度予測位置の−Ｘ方向(環境濃度予測位置の左側)にある線源濃度予測位置のうち最も環境濃度予測位置に近い位置を検索し、環境濃度予測位置との距離を算出する。ステップＳ４０４３では、環境濃度予測位置の＋Ｘ方向(環境濃度予測位置の右側)にある線源濃度予測位置のうち最も環境濃度予測位置に近い位置を検索し、環境濃度予測位置との距離を算出する。ステップＳ４０４４では、環境濃度予測位置の−Ｙ方向(環境濃度予測位置の下側)にある線源濃度予測位置のうち最も環境濃度予測位置に近い位置を検索し、環境濃度予測位置との距離を算出する。ステップＳ４０４５では、環境濃度予測位置の＋Ｙ方向(環境濃度予測位置の上側)にある線源濃度予測位置のうち最も環境濃度予測位置に近い位置を検索し、環境濃度予測位置との距離を算出する。
【００４２】
ステップＳ４０４６で±Ｘ方向±Ｙ方向で最も近い４点の線源濃度をそれぞれの距離の長さで反比例するように重み付けをつけて平均化し、環境濃度予測位置の線源濃度を算出する。ステップＳ４０４７では、線源濃度が未算出の環境濃度予測位置があるか否かを判定し、未算出の環境濃度予測位置がある場合（ステップＳ４０４７でＹｅｓ）、ステップＳ４０４２〜Ｓ４０４６を繰り返す。未算出の環境濃度予測位置が無い場合（ステップＳ４０４７でＮｏ）、処理は終了する。
【００４３】
次にステップＳ５０００の詳細な処理の流れについて、図１１を用いて説明する。ステップＳ５００１では、データ保存装置３０から合成濃度分布を読み込み、初期状態の濃度分布に設定する。ステップＳ５００２では、データ保存装置３０から気象データを読み込み、その読み込んだ気象データに対して、一般に流体における予測手法として知られている移流計算手法を用いる解析ソルバを適用して、環境濃度用座標上の風速分布を算出する。なお、このステップＳ５００２において算出される風速分布では、ステップＳ２００２，Ｓ３００２，Ｓ４００２において用いられた風速一定の場合とは異なり、風速が変化する条件が考慮されている。
【００４４】
ステップＳ５００３では、ステップＳ５００２で算出した風速分布と初期状態の濃度分布および初期実測値に対して、一般に流体における予測手法として知られている移流・拡散計算手法を用いた解析ソルバを用いて、仮の総合平滑濃度分布を算出する。ステップＳ５００４では、仮の総合平滑濃度分布と初期状態の濃度分布との差を算出する。ステップＳ５００５では、ステップＳ５００４で算出した差が小さくなり、定常状態に達したか（差が予め設定しておいた閾値より小さくなったか）否かを判定する。定常状態に達していない場合（ステップＳ５００５でＮｏ）、ステップＳ５００６では、仮の総合平滑濃度分布を初期状態の濃度分布に設定する。そして、処理は、ステップＳ５００３へ戻る。また、定常状態に達した場合（ステップＳ５００５でＹｅｓ）、ステップＳ５００７では、仮の総合平滑濃度分布を総合平滑濃度分布に設定する。そして、その総合平滑濃度分布をデータ保存装置３０へ保存する。
【００４５】
次にステップＳ６０００の詳細な処理の流れについて、図１２を用いて説明する。ステップＳ６００１では、ステップＳ４００５で算出した、環境濃度予測位置での合成濃度分布の、各排出源の形態の濃度分布の値の比率に基づいて、総合平滑濃度分布から各排出源の形態の平滑濃度分布を算出する。
【００４６】
ステップＳ６００２では、点源平滑濃度分布から点源濃度予測位置の点源平滑濃度（点源平滑濃度分布）を算出する。具体的には、±Ｘ方向±Ｙ方向でそれぞれ最も近い４つの環境濃度予測位置の点源平滑濃度をそれぞれの距離の長さで反比例するように重み付けをつけて平均化し、点源濃度予測位置の点源平滑濃度（点源平滑濃度分布）を算出する。ステップＳ６００３では、面源平滑濃度分布から面源濃度予測位置の面源平滑濃度（面源平滑濃度分布）を算出する。具体的には、±Ｘ方向±Ｙ方向でそれぞれ最も近い４つの環境濃度予測位置の面源平滑濃度をそれぞれの距離の長さで反比例するように重み付けをつけて平均化し、面源濃度予測位置の面源平滑濃度（線源平滑濃度分布）を算出する。ステップＳ６００４では、線源平滑濃度分布から線源濃度予測位置の線源平滑濃度（線源平滑濃度分布）を算出する。具体的には、±Ｘ方向±Ｙ方向でそれぞれ最も近い４つの環境濃度予測位置の線源平滑濃度をそれぞれの距離の長さで反比例するように重み付けをつけて平均化し、線源濃度予測位置の線源平滑濃度（線源平滑濃度分布）を算出する。なお、前記した逆変換処理は、ステップＳ６００１〜Ｓ６００４の処理のことである。
【００４７】
ステップＳ６００５では、点源濃度予測位置において、点源平滑濃度から点源初期濃度を減算し、点源濃度の補正値を算出する。ステップＳ６００６では、面源濃度予測位置において、面源平滑濃度から面源初期濃度を減算し、面源濃度の補正値を算出する。ステップＳ６００７では、線源濃度予測位置において、線源平滑濃度から線源初期濃度を減算し、線源濃度の補正値を算出する。また、実測値については、ステップＳ６００８では、実測値測定位置において、総合平滑濃度から初期実測値を減算し、実測値の補正値を算出する。そして、算出した補正値はデータ保存装置３０へ保存される。
【００４８】
以上、本実施形態における環境濃度予測装置２０は、各排出源の形態（点源、面源、および線源）の濃度分布を算出し、算出した各濃度分布の座標に変換処理を施して、共通の座標において各濃度分布を合成した合成濃度分布を算出する。次に、算出した合成濃度分布および実測値に対して、移流・拡散計算手法を用いて、濃度分布が滑らかになるような処理を施し、総合平滑濃度分布を算出する。さらに、環境濃度予測装置２０は、総合平滑濃度分布を逆変換処理して、各排出源の形態の平滑濃度分布を算出し、算出した各排出源の形態の平滑濃度分布と変換処理前の濃度分布との差分を補正値として算出する。また、実測値については、実測値と総合平滑濃度分布の値との差分を補正値として算出する。そして、環境濃度予測装置２０は、すべての補正値の絶対値が予め設定されている閾値より小さいか否かを比較し、いずれかの補正値の絶対値が予め設定されている閾値より小さくない場合、変換処理前の濃度分布および実測値を補正値で補正し、その補正した値に対して再び移流・拡散計算手法を適用して総合平滑濃度分布を算出し、補正値を算出する、ことを繰り返すことによって、すべての補正値の絶対値が予め設定されている閾値より小さくなるようにする。最後に、環境濃度予測装置２０は、すべての補正値の絶対値が予め設定されている閾値より小さくなった場合、そのときの総合平滑濃度分布を、環境濃度を予測した環境濃度分布として設定することによって、環境濃度を予測する。
【００４９】
このような構成によれば、各排出源の形態の濃度分布の座標に変換処理を施して、共通の座標上で合成濃度分布を算出するので、様々な排出源の形態が複合しても、柔軟に対応することができる。また、各排出源の形態の濃度分布を合成した合成濃度分布と実測値とに対して、移流・拡散計算手法を適用して総合平滑濃度分布を算出するので、合成濃度分布だけを用いた場合に比べて、総合平滑濃度分布に実測結果を反映することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１    環境濃度予測システム
１０  入力装置
２０  環境濃度予測装置
２１  点源濃度予測部（予測部）
２２  面源濃度予測部（予測部）
２３  線源濃度予測部（予測部）
２４  合成濃度分布演算部
２５  平滑濃度分布演算部
２６  補正値演算部
２７  濃度補正演算部
３０  データ保存装置（記憶部）
４０  表示装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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