地球環境プラットフォーム構築推進プログラム 基幹アプリケーション フィジビリティスタディ

静止気象衛星群より導出された太陽放射・太陽光発電量推定の世界展開
代表：千葉大学 樋口篤志
分担： JAXA / EORC 中島映至，東海大学 中島孝
NICT 村田健史，WNI 安部大介

本提案は何か？
①技術的先進性・開発可能性• 最新の大気物理（大気放射）の研究成果（第一原理）に基づいた静止気象衛星プロダクトの提供– 太陽放射・太陽光発電推定量のみならず，同じく第一原理に基づいた大気の状態（雲・エアロゾル）量が分かる．

• ユーザインターフェイス/データインターフェイス，高速通信技術の提供②ユーザーニーズ，社会的課題解決への貢献• 世界有数のグローバル気象情報サービス企業であるウェザーニューズ社との連携：世界展開が可能– 太陽放射・太陽光発電出力の現況把握，予測技術の世界展開による国際貢献DIAS 中心に展開する世界への出口戦略– 太陽放射データは応用範囲が極めて広いスピンアウトの可能性

STAR放射伝達コード群による第一原理に基づいた地表面放射フラックス計算．
人工衛星データから雲・水蒸気・エアロゾ
ル等の特性を推定，日射量計算に使う．

雲粒子による散乱・吸収

水蒸気による吸収放射フラックス（W/m2 µm）

第一原理に基づいた太陽放射推定「フォトン（光子）の旅を正しく追う」

日射量

大気汚染物質や黄砂などの散乱・吸収放射フラックス（W/m2 µm）

曇天

晴天大気

大気圏外日射量

地表面直達日射量

直達＞散乱
地表面散乱日射量

波長（ミクロン）

曇天大気

直達＜散乱

3波長（ミクロン）

太陽放射最大不確定要素は雲雲総合解析システム CAPCOM

雲の光学的厚さ

雲頂高度

雲水量

雲粒の有効半径放射伝達式を高速で解くシステム (EXAM; 2007/07/07 より運用)
地表面での下向き太陽放射量

地表面散乱日射SW

地表面直達日射

地上観測データでの検証例

雲の光学的厚さ

大気上端での上向き太陽放射

地表面での光合成
有効放射（PAR)

地表面での紫外線-A量

地表面での紫外線-B量地表面での太陽放射(2.5分日本域)
1x1km

太陽光発電推定量(2.5分)

EXAM 全球プロダクト試作例

Downward Shortwave flux at the surface✓全球合成しても各静止気象衛星データの繋ぎ目が分からない
各静止気象衛星のセンサ再校正（代替校正）の成功
本推定アプローチの優位性 (EXAM計算後にチューニングしていない）

2020年（東京オリンピック開催時）には主要静止気象衛星が全て第3世代衛星へ✓ひまわり 8/9号を先行利用した日本が世界競争（研究/ビジネス利用）で有利!!
MTG (2019)

Himawari-8/9 (2015/16)

2016太陽放射・太陽光発電データの社会還元
社会への還元：NPO法人「太陽放射コンソーシアム」

 関連データを可能な限りオープンとし，受益者負担の考えで会員会費により運営（NPO法人化）

 ツールも提供．利用は大幅拡大 (1500万ファイル利用）

要素技術を束ねソルーションに繋げる
UK,WNI は世界最大の気象情報サービス会社であり，既に世界にサービス拠点を持つ
 エネルギー部門でもサービス提供実績を持つ[国内] 需要予測や風力発電予測
迄は既に構築済，太陽光を本提案
スキームを組み込むことで送配事業社，電力会社，発電保守会社，メガソーラ事業社，運用会社等への展開が見込める．

-10

SDB

東大・千葉大・東海大・JAXA共同研究／サーバ
加工データ：
日射エネルギーSS

 世界展開が見込める[世界]・国内と同様のサービスを自然エネルギー最先端
エリアの欧州市場で展開開始済
・GOES-Rがうち上がれば同様の技術，サービス展開で南北米市場で提供可能
8◆ユーザーインターフェイスの開発（支えるデータIF, 高速通信技術）
ひまわり8号リアルタイムWeb構築
ひまわり8号衛星データ• サイズ：417GB/日• ファイル数：2万/日
7号の50倍以上• 8号全てのデータ（16バンド） RT Web公開• 解像度55002～220002• モバイルOS対応→誰もいつでも閲覧可

データ収集技術

・多言語化
対応
・ブラウザへ
独自開発
プロトコールHpFP組込高遅延・
パケロス
環境でも画像転送高速化

データ保存技術

データ可視化技術

データ処理技術

http://sc-web.nict.go.jp/himawari/multi-language/

RTT100ms/ロス数%の高速なデータ伝送が必要

世界と日本の通信環境（RTT/ロス）

毎日新聞（連載）学校，科学館，報道（防災），イベント等で多角的な利活用

HpFPのシーケンス（送信がACK到着に依存しない）

◆ユーザーインターフェイスの開発（支えるデータIF, 高速通信技術）
ひまわり8号リアルタイムWeb構築

データ収集技術

ひまわり8号衛星データ• サイズ：417GB/日• ファイル数：2万/日

データ可視化技術

データ保存技術

データ処理技術

ひまわり8号RT”Amaterass” Web構築
http://amaterass.nict.go.jp/

7号の50倍以上• 8号全てのデータ（16バンド） RT Web公開• 解像度55002～220002• モバイルOS対応→誰もいつでも閲覧可

毎日新聞（連載）
File / stepSize / step

3,756

446
[MB]

20,16674[GB]7,360,590

26[TB]

Amaterass
10,462
Web
タイル画像
学校，科学館，報道（防災），イベント等で多角的な利活用376[MB]4,268,496

153
[GB]

1,558,001,040

55
[TB]

Himawari
Web
タイル画像

File / Day

Size / Day

File / Year

Size / Y本提案のまとめ①技術的先進性・開発可能性（先進技術による要素開発）
 第一原理に基づいた，静止気象衛星データ群による太陽放射・太陽光発電推定量の全球展開
 2020年に主要静止気象衛星は第3世代世界展開に好時期
 要素開発のみならず，ユーザーインターフェイス/データインターフェ
イス，高速通信技術の開発②ユーザーニーズ，社会的課題解決への貢献
 「先進要素を繋げるソリューション」：世界最大の気象情報会社ウェザーニューズとのコラボレーション
 ニーズの把握，シーズの発掘に高い実績．既にエネルギー分野の様々な顧客を持つ①の要素技術を束ね，社会的課題解決に向けたソリューションを創出する．我が国のエネルギー問題に資する．世界展開で国際貢献に繋がる．日射は基礎情報であるため， DIASを使う他分野との連携の可能性も高い．

FSとしての実施事項報告① 技術的先進性・開発可能性

 EXAM の技術的先進性・開発可能性（済） CAPCOMの他の第三世代静止気象衛星への適用可能性調査（済） ユーザ/データインタフェイスの検討．Amaterass Web の試験構築（済）② 社会的課題解決に向けたソルーション創出調査
 世界展開の観点での調査，国内展開（BtoB 観点で済）③ プロジェクトの総合推進
 GOES-R, Meteosat MSG等の冗長的データ入手可能性の調査（済だが，共同研究としての更なる展開のため訪米予定 [3月; 本経費外経費利用])
 (擬似的な)DIASへのデータ転送時の帯域，データ流通の冗長性確保の確認，追加等 （済）．