第４期DIASプロジェクトにおけるオープンプラットフォーム構想

石川洋一
海洋研究開発機構

地球情報基盤センター

Copyright All rights reserved1はじめにデータ統合・解析システム「DIAS」（Data Integration and Analysis System）
は2021年度より「地球環境データ統合・解析プラットフォーム事業」として第４期のプロジェクトがスタートしました。
第４期プロジェクトは10年の研究開発プロジェクトとして、海洋研究開発機構・東京大学・京都大学・国立情報学研究所・早稲田大学・北見工業大学のチームで推進していきます。
第４期DIASでは３期までの15年間の成果を活用しながら、新たな研究開発に取り組んでいきます。

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令和4 年度要求・要望額( 前年度予算額

気候変動適応戦略イニシアチブ

1 , 2 7 7 百万円
1 , 0 6 6 百万円)

背景・課題
○ 平成2 8 年1 1 月の「パリ協定」発効や平成3 0 年1 2 月の「気候変動適応法」施行等を踏まえ、具体的な温室効果ガスの削減取組や、気候変動の影響への適応等の対策の推進が強く求められている。
○ また、2 0 5 0 年のカーボンニュートラルの達成は、我が国が総力を挙げて取り組まなければならない喫緊の課題であり、グリーン成長戦略に基づき着実に推進することが必要。さらに、地球環境ビッグデータ（ 観測情報・予測情報等） の利活用を推進し、防災・減災や脱炭素社会にも貢献する地球環境分野のデジタルトランスフォーメーション（ DX） を更に推進することが必要。

【参考： パリ協定の主な内容】• 気温上昇を産業革命以前比+ 2 ℃より十分低く保つとともに、+ 1 . 5 ℃に抑える努力を追求。
• 気候変動への適応能力の向上、強靱性の強化。

【政策文書における記載（ 抄） 】
＜第6 期科学技術・イノベーション基本計画（ 令和３ 年３ 月 閣議決定） ＞
・高精度な気候変動予測情報の創出や、気候変動課題の解決に貢献するため温室効果ガス等の観測データや予測情報などの地球環境ビッグデータの蓄積・利活用を推進する。

＜2 0 5 0 年カーボンニュートラル に伴うグリーン成長戦略（ 令和３ 年６ 月 成長戦略会議） ＞
・観測技術や、モデリング技術、シミュレーション技術の高度化により、気候変動メカニズムの解明を進め、不確実性の低減を図り、CO2 排出量のより正確な推定を目指している。

事業概要【事業の目的・目標】○ 気候変動対策において過去データをもとにした対策から、科学的な将来予測データも活用した対策へのパラダイムシフト（ 気候変動対策のデジタルトランスフォーメーション（ DX） ） を加速するため、気候変動シミュレーション技術の高度化等による不確実性の低減及び気候変動メカニズムの解明に関する研究開発並びに気候予測データの高精度化等からその利活用までを想定した研究開発を一体的に推進。
○ 地球環境データを蓄積・統合解析するデータ統合・解析システム（ DI AS） を活用した地球環境分野のデータ利活用を推進するとともに、国、自治体、企業等の意思決定に貢献する気候変動対策を中心とした地球環境データプラットフォーム（ ハブ） の実現を目指す。
【事業概要・イメージ】

気候変動予測先端研究プログラム
予算( 案)
事業概要≪令和４ 年～令和８ 年度≫

地球環境データ統合・解析プラット フォーム事業 ≪令和3 ～1 2 年度≫
5 0 0 百万円（ 3 7 9 百万円）

7 7 7 百万円（ 新規）※ 統合的気候モデル高度化研究プログラムとして、前年度予算額に6 8 7 百万円計上。

・ 全ての気候変動対策の基盤となる気候モデルの開発等を通じ、気候変動メカニズムの解明やニーズを踏まえた気候予測データの創出を実施。
・ 脱炭素シナリオに係る評価やカーボンバジェット等の前提にもなる近未来予測情報の創出等のための、人為的な活動や短期の自然変動等も考慮した気候変動モデルの開発。
・ 多様な社会ニーズに応じた、経時的な連続データ創出
独自の全球気候モデル等のためのAI を活用したデータプログラムの開発。

・ 地球環境ビッグデータを蓄積・統合解析するDI ASをこれまで開発。大容量ストレー
ジに地球環境ビッグデータ等をアーカイブ。
・ これまでの成果を生かして、GEO（ 地球観測に関する政府間会合） やI PCC等を通じた国際貢献、学術研究を一層推進。
・ データ利活用を強化するための計算資源等の設備整備や利用拡大等を推進。
・ 地球環境ビッグデータを利活用した気候変動、防災等の地球規模課題の解決に貢献する研究開発を推進。
データ統合・解析システム（ D I AS）

気候モデル M I ROC6

主な成果
（ 前身事業の成果）

事業スキーム✓ 将来の降雨や気温等の気候変動予測データ等が、国交省の治水計画等の適応策のエビデンスとして活用。
✓ 気象庁と連携して「日本の気候変動2 0 2 0 」を作成公表✓ 解明した気候メカニズムについて、Natu re 関連誌（ 1 4 本） 、Scien ce（ 関連誌も含む） ( 2 本） に掲載。（ 令和3 年7 月時点）
✓ I PCCにおいて、開発した気候モデルが世界で最も多く活用。

✓ ユーザー数が直近5 年で約5 倍になるなど、利用者・利用範囲が国内外で拡大。
✓ 道路や街区等の浸水状況を予測するリアルタイム浸水予測システムや台風等による洪水予測をD I AS上で解析。
✓ D I ASに蓄積されている気候変動予測データ、マラリア患者数データ等を統合解析し、マラリア流行のリアルタイム予測を実施

支援対象機関： 大学、国立研究開発法人等
国大学、国立研究開発法人等
委託支援対象機関： JAMSTEC
国補助

JAMSTEC

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3数字で見るDIASの現在
先DIAS時代からのユーザ数推移

第3期で爆発的に増加

DIAS
第3期

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4数字で見るDIASの現在
この分野では異例の年間1000人ペースで増加
新規アカウント登録者数

アカウント登録者数の累計

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5数字で見るDIASの現在

DIAS登録データセット数の推移(2010-)

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6数字で見るDIASの現在DIAS保有データ量の推移(1983-)

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7数字で見るDIASの現在
アプリケーション数：３６

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8第４期DIASプロジェクトの目的•••

DIASがこれまで構築してきた情報基盤を活用し、地球科学と情報科学を融合させた最先端の研究開発
広範な分野から研究者・技術者が集う場を形成し、萌芽的な研究を促進する
オープンプラットフォームの構築
常に変化するユーザニーズ応えることができる長期・安定的な運用体制の確立

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10DIASにおけるオープンプラットフォーム
課題

内容

特定課題

定義：DIAS事業参画者が実施する課題（システム管理、サービス運用も含む）＃政策的に必要な課題も含む

共同研究課題

定義：外部利用者とDIAS事業参画者との協働で実施する課題
利用料：原則無償（有償も可）
研究費：なし（双方持ち寄り）
成 果：原則公開＃DIAS事業内の研究者とDIAS事業参画者との共同研究契約に基づく大学等の共同利用公募のように、申請希望者は、申請前にDIAS事業参画者と打合せを行い、DIAS事業参画者と連名で申請することを条件とする

外部利用課題

定義：外部利用者が実施する課題
利用料：原則有償
成 果：非公開も可#将来的には、代理店に一定枠を与え、きめ細かいサービスの実施を検討#直接契約ができるものは先行して開始も検討
オープンプラットフォーム

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11地球科学と情報科学を融合させた研究開発
気候予測データセット

気候モデル

力学
DS

CMIP

高性
能計
算

海洋
データ

d4PDF

データ変換ツール

気候影響の評価利用
農林水産業

水環境
水資源

自然生態系

ES

自然災害
沿岸域

健康データ分析ツール

水産資源管理
振興策

第４期

統計
DS

洪水評価

土砂災害

保健政策

産業
経済活動

国民生活
都市生活

DIAS
新規課題
政策利用

データ
利
用
研
究
開発

東大

新規課題
産業利用

適応策の検討：スクリーニングとアセスメント
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12階層的なデータの活用
気候情報の活用事例をみると環境情報と応用分野の情報の階層的な統融合が典型例としてあげられる
環境データ（気候・気象・海洋）• 離散的に得られた観測データ（現場観測・リモートセンシング）をデータ同化によって統合• 時空間的に整列した情報が得られるようになっている• 例えば日本周辺の2km・1時間格子情報が現業的に提供されている応用分野（例えば水産・生態系）• 水産分野・生態系分野などの情報は限定的である• 時空間情報を海洋環境の関数として表すことにより、限られた情報を拡張

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13気候変動に関する懇談会
第4回資料よりhttps://www.data.j
ma.go.jp/cpdinfo/kikohendo_kondankai/index.html
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14気候変動に関する懇談会
第4回資料よりhttps://www.data.j
ma.go.jp/cpdinfo/kikohendo_kondankai/index.html
Copyright All rights reserved15データセット2022のデータ容量

2021/07/02
気象研仲江川さんとりまとめ

領域
①
②
③

全球及び日本域気候予測データ
全球及び日本域気候予測データ
全球及び日本域150年シームレス
全球及び日本域確率的気候予測データ（d4PDFシリー④ズ）⑤ 本州域d4PDFダウンスケール⑥ 北海道域d4PDFダウンスケール⑦ 全球d4PDF/d2PDF台風トラック⑧ 日本域d4PDF爆弾低気圧データ
参考 マルチシナリオ・マルチ物理予測データ① 日本域海洋予測データ② 日本域台風ダウンスケーリングデータ
合計

全球 転送完了 転送未完了 合計
640 55
375.0
320.0
20.5
1.5
90 25
6.0
109.0

3000 400

3400.027020270.0

0.5
0.1
91 20290 120
214424620.6

0.0
0.0
20.0
0.5
0.1
20.0
410.0
21.0
902.1 5044.6

91.0

4142.5

関連データセット
再解析データセット(調整中): 大気再解析データ：JRA３Q(350TB)、海洋再解析データ(10TB)
作成予定のデータセット：大気領域再解析（COI-NEXT）、d4PDF全国5km版(統合プロ：800TB程度)
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16気候変動に関する研究開発とオープンプラットフォーム
気候変動に関連する分野は多岐にわたっており、さまざまな専門の研究者と連携して、最終的な適応策の担い手に必要な情報を届ける
気候変動予測情報から適応策（適応オプション）までを総合的にカバーしたソリューションの開発が求められている
DIASはこのようなEnd-to-Endアプリケーションの開発実績が豊富にある
気候変動適応の実践のためには、様々な分野の経験を活用しながら開発したアプ
リケーション・ノウハウの共有が有効⇨オープンプラットフォームとしてのDIASとバリューチェーンの形成

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17新しい課題のイメージ
気候変動研究• 研究分野：農林水産、自然生態系、防災、水資源、健康、金融・産業• 農林水産業：適地の移動・時期の変化、収量・品質への影響←よく研究されているものの場合• 農業・水産業では多くの場合詳しい情報が揃っておらず、気温・降水などの指標に対するニーズが高い→適切な指標を作成、可視化するアプリ？単なる指標から影響評価・適応へ繋げるプロジェクトが望ましい• 林業や果樹など時間スケールの長いものは、影響評価と適応策がセットで求められており、緊急性も高い• 他の分野との連携はあまり見られないが、関係しているものは多い• 自然生態系• 生態系サービスの評価・適応策を実践する課題：市民参加型のアプローチは有望• マクロな視点では防災との連携（EcoDRR）や緩和との連携（ブルーカーボン）がある• ブルーカーボンについては衛星データなどから定期的に評価するシステムが共同研究課題とし提案できる可能性あり

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18

新しい課題のイメージ• 防災：既存の課題の発展型と新規課題• 早期警戒や災害時の対応といった既存の課題の発展型：特に国際貢献• ハザードマップと避難誘導シミュレーションの連携やインタラクティブな評価ツール• 水資源：• 農業課題との連携など分野間の連携課題• 健康• 適切な指標の選択から詳細な影響評価につながる研究（農業とイメージは近い）• ２次的な健康被害の評価（例えば災害時）を通じた連携課題• 金融・産業• 単体での評価よりも、上記の影響の結果を金銭換算するなどの利用が期待• 個別の事業に関しては、防災に関連（インフラや流通）したものや農林水産業に関連（例えば食品加工）したものなど、それぞれの影響評価と連携しているが、複合的な評価が求められる場合が多い• 例えば台風の被害によって、農作物へのダメージと流通へのダメージを合わせて企業のリスク評価を行う必要があるなどのケースが想定され、BCPの策定ツールなどへの応用が期待• 個別の事例を積み重ねるとともに、新たなニーズに対しての影響評価プロジェクトを簡単に立ち上げられるようなツール群・サポートアプリなどが必要

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19おわりに今年度より始まった第４期DIASプロジェクトでは、これまでの成果を活用し、特に気候変動分野における研究開発に積極的に取り組んでいきます
気候変動に関するEnd-to-Endアプリケーションの開発を私たちと一緒に取り組んでくれる方の募集を予定しています
研究開発テーマ、社会実装・バリューチェーン
興味のある方はお近くのDIAS関係者までお知らせください

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