JP2023099939A - 光量子束密度予測システム及び光量子束密度予測プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】太陽光線から光量子束密度を予測する光量子束密度予測システムを提供することである。【解決手段】日時情報と、場所情報と、太陽光線強度情報と、を対応付けて記憶する記憶部と、通信を行う通信部と、通信部を介して入力された予測情報問合せ情報に含まれる太陽光線問合せ情報に対応付けられた太陽光線強度情報を算出する第一算出部と、第一算出部の算出結果を用いて方向特定太陽光線強度情報を算出する第二算出部と、第二算出部の算出結果を用いて、通信部を介して入力された予測情報問合せ情報に対する光量子束密度を予測する光量子束密度予測情報を算出する第三算出部と、を備え、通信部は、予測情報問合せ情報の送信元に対し、第三算出部が算出した光量子束密度予測情報を送信する。【選択図】図１

Description

本発明は、光量子束密度予測システム及び光量子束密度予測プログラムに関する。

最近では、人体や生活環境に対する太陽光（例えば紫外線、可視光線及び赤外線）の影響が知られ、太陽光照射量（例えば紫外線照射量や日射量）について注目され始めている。例えば、特許第５５２４７４１号公報に記載の曝露量推定システムでは、位置を示す位置情報と当該位置に存在する紫外線のような曝露対象の量を示す環境情報とを対応付けて環境情報格納部に格納しておき、環境情報格納部から取得した環境情報とユーザの行動などに応じて定めた曝露率とに基づいて、曝露量の推定を行い、推定した曝露量の数値をユーザに提供する。

特許第５５２４７４１号公報

ところで、特許第５５２４７４１号公報に記載の曝露量推定システムでは、環境情報格納部に格納してある、位置情報で特定される環境情報（花粉飛散量、紫外線量、エアロゾル量）を用いて曝露量の推定を行うが、この位置情報で特定される環境情報では、情報提供を受けるユーザは、より詳細な情報を容易に得ることができないという問題があった。

例えば、現実世界において、紫外線照射量や日射量等のエネルギー強度を知りたい部位や場所は、必ずしも水平面や太陽光線に対して垂直な面とは限らず様々である。このような様々な部位や場所のエネルギー強度を知るためには、水平面や太陽光線に垂直なエネルギー強度から、三角関数等を利用して、実際の照射面上のエネルギー強度を算出することが考えられる。ところが、大気成分により散乱・反射した現実の天空からのエネルギー強度は、方向毎に違うので、三角関数等を利用した算出では、十分な精度が得られないという問題があった。

従来、太陽光線は光量子束密度に影響を与えることが知られている。また、光量子束密度は、植物の光合成に影響を与えるため、光量子束密度を予測することについて需要があると考えられるが、従来、太陽光線から光量子束密度を予測するシステムは提供されていなかった。

本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、太陽光線から光量子束密度を予測する光量子束密度予測システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、光量子束密度予測システムであって、日時に関する情報である日時情報と、場所に関する情報である場所情報と、前記日時情報で示される日時及び前記場所情報で示される場所における太陽光線強度に関する情報である太陽光線強度情報と、を対応付けて記憶する記憶部と、通信を行う通信部と、前記通信部を介して入力された予測情報問合せ情報が含む太陽光線問合せ情報に対応付けられた前記太陽光線強度情報を算出する第一算出部と、前記第一算出部の算出結果を用いて方向特定太陽光線強度情報を算出する第二算出部と、前記第二算出部の算出結果を用いて、前記通信部を介して入力された前記予測情報問合せ情報に対する光量子束密度を予測する光量子束密度予測情報を算出する第三算出部と、を備え、前記太陽光線問合せ情報は、前記日時情報と、前記場所情報と、太陽光線の照射を受ける照射面が向く方向を示す方向情報と、を含み、前記方向特定太陽光線強度情報は、前記日時情報で示される日時及び前記場所情報で示される場所における、前記方向情報で示される照射面が受ける太陽光線の強度を含む情報であり、前記通信部は、前記予測情報問合せ情報の送信元に対し、前記第三算出部の算出結果を送信する、ことを特徴とする。

本発明によれば、太陽光線から光量子束密度を予測する光量子束密度予測システムを提供することができる。

本発明の実施例１に係る光量子束密度予測システムの構成を示すブロック図である。 太陽光線の照射方向について説明する図である。 地面と平行な面である照射面Ａに照射される太陽光線について説明する図である。 地面と３０°の角度を成す面である照射面Ｂに照射される太陽光線について説明する図である。 地面と９０°の角度を成す面である照射面Ｃに照射される太陽光線について説明する図である。 照射面Ｅで反射されて照射面Ｄに照射される太陽光線について説明する図である。 他照射面の分光反射率の求め方の一例について説明する図であって、図７（ａ）は照射面Ｅが直接受ける太陽光線を測定する様子を示す図であり、図７（ｂ）は照射面Ｅによる反射光を測定する様子を示す図である。 他照射面からの反射光のうち照射面に入光する光について説明する図である。 図１に示した記憶部１３に記憶する情報の一例を示す図である。 図１に示した光量子束密度予測システム１０の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施例２に係る光量子束密度予測システムの構成を示すブロック図である。 図１１に示した光量子束密度予測システム１００の動作を示すフローチャートである。 分光放射照度を示すグラフである。 照射される材質の温度上昇に関する試算条件を示す図である。 材質に応じた１時間後の温度上昇の試算例を示す図である。 図１６（ａ）は歩道での各方向からの分光照射強度の例を示すグラフである。図１６（ｂ）は歩道での分光反射率の例を示すグラフである。 図１７（ａ）は草地での各方向からの分光照射強度の例を示すグラフである。図１７（ｂ）は草地での分光反射率の例を示すグラフである。 図１８（ａ）はアスファルトでの各方向からの分光照射強度の例を示すグラフである。図１８（ｂ）はアスファルトでの分光反射率の例を示すグラフである。 ＣＯ_２呼吸速度と光強度の関係を示す図である。 植物ごとの光合成速度と光強度の関係を示す図である。 光合成に必要な光エネルギーを示す図である。 光合成速度の光の強さ及び温度への依存を示す図である。 光合成速度の光の強さ及び温度への依存を示す図である。 本発明の光量子束密度予測システムによる予測の例における条件を示す図である。 図２４の条件のもと、本発明の光量子束密度予測システムによって算出した日射エネルギーを示すグラフである。 図２４の条件のもと、本発明の光量子束密度予測システムによって算出（数３による算出）した光量子束密度を示すグラフである。 図２４の条件のもと、本発明の光量子束密度予測システムによって算出（数５による算出）した光合成光量子束密度を示すグラフである。 図２４の条件のもと、光合成光量子束密度の実測値を示すグラフである。 図２４の条件のもと、本発明の光量子束密度予測システムによって算出した日射エネルギー（晴天及び雲量考慮）、光量子束密度（晴天及び雲量考慮）及び光合成光量子束密度（晴天及び雲量考慮）、並びに光合成光量子束密度の実測値を合成して示すグラフである。 図２４の条件のもと、本発明の光量子束密度予測システムによる晴天時におけるカーボン固定量の予測を示す図である。

以下、本発明に係る光量子束密度予測システムについて、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態は本発明に係るシステムの好適な具体例であり、一般的なハードウェア、ソフトウェア構成に即した種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。また、以下に示す実施形態における構成要素は、適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、かつ、他の既存の構成要素との組み合わせを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、以下に示す実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。

なお、以下の実施例では、本発明を光量子束密度予測システムに適用し、太陽光線に関する情報、例えば日射量をユーザに提供するシステムについて説明するが、本発明は、太陽光線に含まれる、紫外線、赤外線、可視光線、又は、その他の電磁波等の個別の情報を、ユーザに提供するものであってもよい。また、以下の実施例では、太陽光線強度を日射強度ともいう。

図１は、本発明の実施例１に係る光量子束密度予測システムの構成を示すブロック図である。本実施例の光量子束密度予測システム１０は、例えば、コンピュータから成るサーバーマシンである。

光量子束密度予測システム１０は、図１に示すように、詳しくは後述する太陽光線強度情報１６やそのほかの各種情報を記憶する記憶部１３と、通信を行う通信部１７と、通信部１７を介して受信した予測情報問合せ情報が含む太陽光線問合せ情報に対応付けられた太陽光線強度情報１６を算出する第一算出部１１と、第一算出部１１の算出結果を用いて方向特定太陽光線強度情報を算出する第二算出部１２と、第二算出部１２の算出結果を用いて、通信部１７を介して入力された予測情報問合せ情報に対する光量子束密度を予測する光量子束密度予測情報を算出する第三算出部２１と、を備える。通信部１７は、例えば外部と通信を行う。予測情報問合せ情報は、太陽光線問合せ情報を含む。太陽光線問合せ情報は、日時情報１４と、場所情報１５と、太陽光線の照射すなわち日射を受ける照射面が向く方向を示す方向情報１６ａと、を含む。方向特定太陽光線強度情報は、日時情報１４で示される日時及び場所情報１５で示される場所における、方向情報１６ａで示される照射面が受ける太陽光線の強度であって、通信部１７は、予測情報問合せ情報の送信元に対し、第三算出部２１の算出結果を送信する。図１に示す各構成は、ハードウェアで構成してもよい。また、図１に示す各構成は、光量子束密度予測システム１０がプログラムを実行することで実現することもでき、記憶部１３は、光量子束密度予測システム１０で実行するプログラムを記憶してもよい。記憶部１３は、データの用途に応じて、揮発性の記憶装置や不揮発性の記憶装置を有する。

なお、通信部１７は、予測情報問合せ情報の送信元に対し、第二算出部１２が算出した方向特定太陽光線強度を示す方向特定太陽光線強度情報を送信する構成としてもよい。

なお、光量子束密度予測システム１０において、通信部１７は、予測情報問合せ情報の送信元に対し、第一算出部１１が算出した太陽光線強度情報を送信する構成としてもよい。この場合、第二算出部１２の機能に相当する構成を、クライアントマシン２又は３が有することとしてもよい。すなわち、本発明は、サーバーマシンとクライアントマシンとをネットワークで接続してなる光量子束密度予測システムであって、サーバーマシンは、日時に関する情報である日時情報１４と、場所に関する情報である場所情報１５と、前記日時情報で示される日時及び前記場所情報で示される場所における太陽光線強度に関する情報である太陽光線強度情報１６と、を対応付けて記憶する記憶部１３と、クライアントマシンと通信を行う第一通信部と、第一通信部を介して入力された予測情報問合せ情報が含む太陽光線問合せ情報に対応付けられた太陽光線強度情報１６を算出する第一算出部１１と、を備え、第一通信部は、クライアントマシンに対し、第一算出部１１が算出した太陽光線強度情報１６を送信し、クライアントマシンは、サーバーマシン１と通信を行う第二通信部と、第二通信部を介して入力された太陽光線強度情報１６を用いて方向特定太陽光線強度情報を算出する第二算出部（第二算出部１２の機能に相当する構成）と、を備え、第二通信部（第二算出部１２の機能に相当する構成）は、太陽光線問合せ情報をサーバーマシンに送信し、太陽光線問合せ情報は、日時情報１４と、前記場所情報と、太陽光線の照射を受ける照射面が向く方向を示す方向情報１６ａと、を含む、構成としてもよい。なお、クライアントマシンとサーバーマシンとは、ネットワークを介さず、同一端末装置内にあってもよい。この場合、クライアントマシンとサーバーマシンとが同一装置であってもよいし、クライアントマシンとサーバーマシンとが例えばバス接続される構成であってもよい。クライアントマシンとサーバーマシンとが同一装置の場合、クライアントマシンとサーバーマシンとを接続するとは、クライアントマシンとしての機能を実現するプログラムとサーバーマシンとしての機能を実現するプログラムとがメモリ等を介してデータの受け渡しを行うことを指してもよい。

記憶部１３は、日時に関する情報である日時情報１４と、場所に関する情報である場所情報１５と、日時情報１４で示される日時及び場所情報１５で示される場所における太陽光線強度に関する情報である太陽光線強度情報１６と、を対応付けて記憶する。

光量子束密度予測システム１０の通信部１７は、インターネットなどのネットワーク４に接続されている。ネットワーク４には、ユーザが用いるクライアントマシン２、３が接続されており、クライアントマシン２、３は、ネットワーク４を介して、光量子束密度予測システム１０と通信を行う。

クライアントマシン２又はクライアントマシン３から、光量子束密度予測システム１０へは、ネットワーク４を介して、予測情報問合せ情報が送信される。予測情報問合せ情報は、太陽光線問合せ情報を含む。太陽光線問合せ情報は、日時情報１４と、場所情報１５と、太陽光線の照射を受ける照射面が向く方向を示す方向情報１６ａと、を含む。方向情報１６ａが示す方向は、太陽光線の照射を受ける照射面が拡がる面と直交する方向である。方向情報１６ａについては、図２から図５を参照して後述する。光量子束密度予測システム１０から、予測情報問合せ情報の送信元であるクライアントマシン２又はクライアントマシン３へは、ネットワーク４を介して、第一算出部１１による算出結果が送信される。

第一算出部１１は、太陽光線問合せ情報に含まれる日時情報と場所情報とを用いて詳しくは後述する太陽光線強度情報１６を算出する。第二算出部１２は、第一算出部１１による算出結果を用いて、方向情報１６ａで示される照射面が受ける太陽光線の強度を含む情報である方向特定太陽光線強度情報を算出する。通信部１７は、第二算出部１２が算出した方向特定太陽光線強度を示す方向特定太陽光線強度情報を、ネットワーク４を介して、予測情報問合せ情報の送信元であるクライアントマシン２又はクライアントマシン３に送信する。

以下、方向情報１６ａについて説明する。図２は、太陽光線の照射方向について説明する図である。図３は、地面と平行な面である照射面Ａに照射される太陽光線について説明する図である。図４は、地面と３０°の角度を成す面である照射面Ｂに照射される太陽光線について説明する図である。図５は、地面と９０°の角度を成す面である照射面Ｃに照射される太陽光線について説明する図である。図３、図４及び図５では、太陽光線の照射を受ける照射面が向く方向、すなわち方向情報１６ａで示される方向を「照射面の方向」と記載している。

図２に示すように、地球上に照射される太陽光線は、太陽の向きから照射される直達日射のほか、太陽の向き以外の向きから照射される散乱日射が存在する。散乱日射は、天空全体から照射面に対して照射される。地面と平行な面である照射面Ａに対しては、図３に示すように、天空全体から散乱日射及び直達日射が照射される。

また、地面と３０°の角度を成す照射面Ｂに対しては、図４に示すように、天空全体のうち照射面Ｂが向く方向から散乱日射及び直達日射が照射される。また、地面と９０°の角度を成す照射面Ｃに対しては、図５に示すように、太陽の向きが照射面Ｃの裏側であるため直達日射は照射されず、天空全体のうち照射面Ｃが向く方向から散乱日射が照射される。また、照射面に照射される太陽光線は、照射面に直接照射される散乱日射及び直達日射のほか、地面などで反射されて照射面に照射される太陽光線も存在する。

図３、図４及び図５を参照してわかるように、照射面が向く方向によって、照射される太陽光線の強度が大きく異なる。そこで、本実施例では、照射面が向く方向ごとに異なる方向特定太陽光線強度情報を算出し、これを、予測情報問合せ情報の送信元であるクライアントマシン２又はクライアントマシン３に提供する。

なお、本実施例では、散乱日射及び直達日射のほか、地面や壁面などの他照射面で反射されて照射面に照射される太陽光線も考慮することができる。この点について図６を参照して説明する。図６は、照射面Ｅで反射されて照射面Ｄに照射される太陽光線について説明する図である。

実際の環境においては、照射面Ｄで受ける太陽光線の照射量は、照射面Ｄが直接受ける太陽光線（直達日射及び散乱日射）だけではなく、太陽光線（直達日射及び散乱日射）が地面や壁面などの他照射面（照射面Ｅ）で反射した太陽光線（反射光）も含まれている。本実施例では、照射面が受ける太陽光線の強度に、この他照射面で反射された反射光の強度も含めることにより、照射面が受ける太陽光線の強度を求める精度をさらに高めることができる。

通常、他照射面による反射光の計算には、他照射面の反射率を用いる。物質表面の反射率は、代表的な特定波長による反射率を用いるのが一般的であるが、エネルギー強度を精度よく計算するためには、分光反射率を用いて計算するのが望ましい。ここで、他照射面の分光反射率の求め方について、図７を参照して説明する。

図７は、他照射面の分光反射率の求め方の一例について説明する図であって、図７（ａ）は照射面Ｅが直接受ける太陽光線を測定する様子を示す図であり、図７（ｂ）は照射面Ｅによる反射光を測定する様子を示す図である。図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、ここでは測定器５０を用いる。測定器５０は、分光照度計として機能する測定器である。まず、図７（ａ）に示すように、測定器５０を用いて他照射面である照射面Ｅの上方からの分光照度（照射面Ｅに照射する太陽光線の分光照度）を測定する。また、測定器５０を用いて照射面Ｅで反射した分光照度（太陽光線が照射面Ｅで反射した反射光の分光照度）を測定する。求めた照射面Ｅの上方からの分光照度及び照射面Ｅで反射した分光照度を用いて、数１により、照射面Ｅの分光反射率を求める。

次に、数１で求めた分光反射率を用いた、照射面が受ける照射エネルギーの算出について説明する。図８は、他照射面からの反射光のうち照射面に入光する光について説明する図である。図８では、他照射面である照射面Ｇが地面である場合を示しており、照射面Ｇからの反射光のうち照射面Ｆに入光する割合を勘案している。照射面Ｇ（地面）から照射面Ｆに入光するエネルギーは、数２で算出することができる。

数２における照射面Ｇが受ける照射エネルギーは、例えば、図７（ａ）に示した方法で得ることができる。数２における反射率としては、例えば数１で求めた分光反射率を用いることができる。数２における面積比率Ｈは、以下に図８を参照して説明するようにして求めることができる。図８において照射面Ｆの向きに応じた角度θにより、照射面Ｆにおける地面（照射面Ｇ）の視野面積が定まる。地面である照射面Ｇの視野面積を定める角度θは、照射面Ｇが理想地面（水平）であれば、幾何的に、照射面Ｆと水平方向とが成す角度である。しかし実際には、地形変化を考慮したり、照射面Ｇのうち照射面Ｆから遠い位置であるほど照射面Ｆに入射する反射光が少なくなり寄与度が減衰することを考慮したりするのがよく、必要な精度に応じて角度θを定めるのがよい。

照射面Ｆの半球面積に対する、照射面Ｆにおける地面の視野面積の比率が面積比率Ｈである。本実施例では、照射面Ｆが受ける照射エネルギーを求める際には、照射面Ｆに直接照射される散乱日射及び直達日射による照射エネルギーに、数２で求めた照射面Ｆに入光するエネルギーを加えることで、より高精度に求めることができる。また、数２では他照射面として地面を考慮しているが、地面による反射光のみならず、照射面Ｆに反射光が入射し得るすべての他照射面について考慮することで、照射面Ｆが受ける照射エネルギーをより高精度に求めることができる。

図９は、図１に示した記憶部１３に記憶する情報の一例を示す図である。記憶部１３は、例えばデータベース形式で、図９に示す情報を記憶する。記憶部１３は、第１の主キーとして、日時情報１４を記憶する。日時情報１４は、年、月、日及び時を含んでもよい。記憶部１３は、第２の主キーとして、場所情報１５を記憶する。場所情報１５は、例えば東経及び北緯を用いて、地球上の位置を特定する情報である。

記憶部１３は、格納値である太陽光線強度情報１６として、第１の主キー及び第２の主キーでの太陽立体角を記憶する。記憶部１３は、格納値である太陽光線強度情報１６として、第１の主キー及び第２の主キーでの直達日射強度を記憶する。記憶部１３は、格納値である太陽光線強度情報１６として、第１の主キー及び第２の主キーでの散乱日射強度を記憶する。記憶部１３は、格納値である太陽光線強度情報１６として、第１の主キー及び第２の主キーでのアルベド値を記憶する。なお、アルベド値は、照射された太陽光線強度に対する、反射した太陽光線強度の比である。例えば、場所情報１５が或る地域においては、日時情報１４が夏である日時には、地面は土であってアルベド値が低く、日時情報１４が冬である日時には、地面は雪面であってアルベド値が高い。図９に示した各値は、例えば実測値を収集して、記憶部１３に記憶する。太陽光線強度情報１６に含まれる方向情報１６ａは、図９に示した格納値に含まれる。太陽光線強度情報１６に含まれる情報は、例えば放射伝達方程式を解いて算出する値や、放射伝達方程式を解く過程で算出する値を含む。

図１０は、図１に示した光量子束密度予測システム１０の動作を示すフローチャートである。ステップＳ７１では、ネットワーク４を介して、クライアントマシン２又はクライアントマシン３からの予測情報問合せ情報を受信したか否かを判断する。予測情報問合せ情報を受信した場合には（ステップＳ７１：Ｙｅｓ）、ステップＳ７２に進み、予測情報問合せ情報を受信しない場合には（ステップＳ７１：Ｎｏ）、ステップＳ７１に戻る。

ステップＳ７２では、ステップＳ７１で受信した予測情報問合せ情報が含む太陽光線問合せ情報に基づいて、太陽光線問合せ情報に含まれる日時情報１４で示される日時に、太陽光線問合せ情報に含まれる場所情報１５で示される場所で受ける太陽光線の強度を含む情報である太陽光線強度情報１６を算出し、記憶部１３に記憶する。太陽光線強度情報１６は、例えば、放射伝達方程式を用いて算出する。

ステップＳ７３では、ステップＳ７２で算出した太陽光線強度情報１６に対し、方向情報１６を入力値とした数学的計算を行うことで、日時情報１４で示される日時に、太陽光線問合せ情報に含まれる場所情報１５で示される場所で、方向情報１６ａで示される照射面が受ける太陽光線強度情報である、方向特定太陽光線強度情報を算出する。

ステップＳ７４では、ステップＳ７３で算出した方向特定太陽光線強度情報を用いて、ステップＳ７１で受信した予測情報問合せ情報に対する光量子束密度を予測する光量子束密度予測情報を算出する。光量子束密度予測情報は、例えば、予測情報問合せ情報に対する光量子束密度及び光合成光量子束密度のうちの少なくとも一つについての情報を含む。

ステップＳ７５では、ステップＳ７４で算出した光量子束密度予測情報を、今回の予測情報問合せ情報の送信元であるクライアントマシン２又はクライアントマシン３に、ネットワーク４を介して送信する。クライアントマシン２又はクライアントマシン３は、日時情報１４、場所情報１５及び方向情報１６ａを含む太陽光線問合せ情報を含む予測情報問合せ情報を光量子束密度予測システム１０に送信するだけで、光量子束密度予測情報を得ることができ、より詳細な光量子束密度を容易に得ることができる。クライアントマシン２又はクライアントマシン３は、光量子束密度予測システム１０から得た光量子束密度予測情報を用いて、エンドユーザに対して様々なアプリケーションを提供することができる。

図１１は、本発明の実施例２に係る光量子束密度予測システムの構成を示すブロック図である。本実施例の光量子束密度予測システム１００は、例えば、コンピュータから成るサーバーマシンである。

光量子束密度予測システム１００は、図１１に示すように、日時情報と場所情報とを用いて詳しくは後述する太陽光線強度情報１１６を予め算出する第一算出部１１０と、第一算出部１１０が算出した太陽光線強度情報１１６やそのほかの各種情報を記憶する記憶部１１３と、通信を行う通信部１１７と、通信部１１７を介して入力された予測情報問合せ情報が含む太陽光線問合せ情報に対応付けられた太陽光線強度情報１１６を記憶部１１３から抽出する抽出部１１１と、抽出部１１１が抽出した太陽光線強度情報１１６を用いて方向特定太陽光線強度情報を算出する第二算出部１１２と、第二算出部１１２の算出結果を用いて、通信部１１７を介して入力された予測情報問合せ情報に対する光量子束密度を予測する光量子束密度予測情報を算出する第三算出部１２１と、を備える。通信部１１７は、例えば外部と通信を行う。予測情報問合せ情報は、太陽光線問合せ情報を含む。太陽光線問合せ情報は、日時情報１１４と、場所情報１１５と、方向情報１１６ａと、を含む。方向特定太陽光線強度情報は、日時情報１１４で示される日時及び場所情報１１５で示される場所における、方向情報１１６ａで示される照射面が受ける太陽光線の強度を含む情報である。通信部１１７は、予測情報問合せ情報の送信元に対し、第三算出部１２１の算出結果を送信する。図１１に示す各構成は、ハードウェアで構成してもよい。また、図１１に示す各構成は、光量子束密度予測システム１００がプログラムを実行することで実現することもでき、記憶部１１３は、光量子束密度予測システム１００で実行するプログラムを記憶してもよい。記憶部１１３は、データの用途に応じて、揮発性の記憶装置や不揮発性の記憶装置を有する。

なお、通信部１１７は、予測情報問合せ情報の送信元に対し、第二算出部１１２が算出した方向特定太陽光線強度を示す方向特定太陽光線強度情報を送信する構成としてもよい。

なお、光量子束密度予測システム１００において、通信部１１７は、予測情報問合せ情報の送信元に対し、抽出部１１１が抽出した太陽光線強度情報を送信する構成としてもよい。この場合、第二算出部１１２の機能に相当する構成を、クライアントマシン２又は３が有することとしてもよい。すなわち、本発明は、サーバーマシンとクライアントマシンとをネットワークで接続してなる光量子束密度予測システムであって、サーバーマシンは、日時に関する情報である日時情報１１４で示される日時及び場所に関する情報である場所情報１１５で示される場所における太陽光線強度に関する情報である太陽光線強度情報１１６を算出する第一算出部１１０と、日時情報１１４と、場所情報１１５と、第一算出部１１０が算出した太陽光線強度情報１１６と、を対応付けて記憶する記憶部１１３と、クライアントマシンと通信を行う第一通信部と、第一通信部を介して入力された予測情報問合せ情報が含む太陽光線問合せ情報に対応付けられた太陽光線強度情報１１６を記憶部１１３から抽出する抽出部１１１と、を備え、第一通信部は、クライアントマシンに対し、抽出部１１１が抽出した太陽光線強度情報１１６を送信し、クライアントマシンは、サーバーマシンと通信を行う第二通信部と、第二通信部を介して入力された太陽光線強度情報１１６を用いて方向特定太陽光線強度情報を算出する第二算出部（第二算出部１１２の機能に相当する構成）と、を備え、第二通信部は、太陽光線問合せ情報をサーバーマシンに送信し、太陽光線問合せ情報は、日時情報１１４と、場所情報１１５と、太陽光線の照射を受ける照射面が向く方向を示す方向情報１１６ａと、を含む、構成としてもよい。

記憶部１１３は、日時に関する情報である日時情報１１４と、場所に関する情報である場所情報１１５と、日時情報１１４で示される日時及び場所情報１１５で示される場所における太陽光線強度に関する情報である太陽光線強度情報１１６（第一算出部１１０が算出した太陽光線強度情報１１６）と、を対応付けて記憶する。

光量子束密度予測システム１００の通信部１１７は、インターネットなどのネットワーク４に接続されている。ネットワーク４には、ユーザが用いるクライアントマシン２、３が接続されており、クライアントマシン２、３は、ネットワーク４を介して、光量子束密度予測システム１００と通信を行う。

クライアントマシン２又はクライアントマシン３から、光量子束密度予測システム１００へは、ネットワーク４を介して、予測情報問合せ情報が送信される。太陽光線問合せ情報は、日時情報１１４と、場所情報１１５と、方向情報１１６ａと、を含む。光量子束密度予測システム１００から、予測情報問合せ情報の送信元であるクライアントマシン２又はクライアントマシン３へは、ネットワーク４を介して、抽出部１１２による抽出結果である方向特定太陽光線強度情報が送信される。

なお、本実施例において、記憶部１１３に記憶する情報の一例は、図９に示した情報である。

図１２は、図１１に示した光量子束密度予測システム１００の動作を示すフローチャートである。ステップＳ９１では、日時情報と場所情報を用いて、すべての日時におけるすべての場所の太陽光線強度情報１１６が含む情報を算出する。この太陽光線強度情報１１６が含む情報の算出には、例えば、放射伝達方程式を用いる。すなわち、太陽光線強度情報１１６が含む情報は、例えば放射伝達方程式を解いて算出する値や、放射伝達方程式を解く過程で算出する値を含む。ステップＳ９２では、ステップＳ９１で算出した太陽光線強度情報１１６が含む情報を記憶部１１３に記憶する。

続いて、ネットワーク４を介して、クライアントマシン２又はクライアントマシン３からの予測情報問合せ情報を受信した場合には（ステップＳ９３：Ｙｅｓ）、ステップＳ９４に進み、予測情報問合せ情報を受信しない場合には（ステップＳ９３：Ｎｏ）、ステップＳ９３に戻る。予測情報問合せ情報は太陽光線問合せ情報を含む。なお、太陽光線強度情報１１６が含む情報の算出、算出した情報の記憶部１３への記憶は、クライアントマシン２又は３からの太陽光線問合せ情報を受信する処理を実施する前に、すべて済ませてしまっておいてもよいし、例えば今まで入手不可能だった地域のデータが新たに入手できた場合などにはその都度更新してもよい。

ステップＳ９４では、クライアントマシン２又はクライアントマシン３からの受信データに含まれる太陽光線問合せ情報に基づき、記憶部１１３から太陽光線強度情報１１６の抽出を行う。すなわち、太陽光線問合せ情報に含まれる日時情報１１４、場所情報１１５に該当する太陽光線強度情報１１６を、記憶部１１３から抽出する。ステップＳ９４ではさらに、抽出した太陽光線強度情報１１６の値に対し、方向情報１１６ａを入力値とした数学的計算を行うことで、日時情報１４で示される日時に、太陽光線問合せ情報に含まれる場所情報１５で示される場所で、方向情報１１６ａで示される照射面が受ける太陽光線の強度を含む情報である方向特定太陽光線強度情報を算出する。

ステップＳ９５では、ステップＳ９４で算出した方向特定太陽光線強度情報を用いて、ステップＳ９３で受信した予測情報問合せ情報に対する光量子束密度を予測する光量子束密度予測情報を算出する。光量子束密度予測情報は、例えば、予測情報問合せ情報に対する光量子束密度及び光合成光量子束密度のうちの少なくとも一つについての情報を含む。光量子束密度予測情報の算出についての詳細は、後述する。

ステップＳ９６では、ステップＳ９５で算出した光量子束密度予測情報を、今回の予測情報問合せ情報の送信元であるクライアントマシン２又はクライアントマシン３に、ネットワーク４を介して送信する。クライアントマシン２又はクライアントマシン３は、日時情報１４、場所情報１５及び方向情報１６ａを含む太陽光線問合せ情報を含む予測情報問合せ情報を光量子束密度予測システム１００に送信するだけで、光量子束密度予測情報を得ることができ、より詳細な光量子束密度予測情報を容易に得ることができる。クライアントマシン２又はクライアントマシン３は、光量子束密度予測システム１００から得た光量子束密度予測情報を用いて、エンドユーザに対して様々なアプリケーションを提供することができる。

また、本実施例では、太陽光線強度情報１１６を予め算出しておくので、クライアントマシン２又はクライアントマシン３から太陽光線問合せ情報を受信してから算出する場合と比べて、応答が早く、より高い即時性をもって方向特定太陽光線強度情報を提供することができる。

＜照射熱量の算定＞
本実施例では、図１に示した構成において、光量子束密度予測システム１０は、照射熱量を算出することができる。図１３は、分光放射照度を示すグラフである。図１３において、横軸は光の波長であり、縦軸は分光放射照度である。図１３では、上述の実施例１に基づき、照射面に対する天空のエネルギー強度をシミュレーションで算出した後、照射面に照射される熱量を算出した結果を示す。また、図１３は、２０１６年６月２０日の１２：００～１３００に宮古島に配置した照射面が受ける熱量の算出例である。本実施例によれば、照射面に照射されるエネルギーの積算値は１，０２９．８［Ｗ／ｍ２］であることが求まり、照射面が受ける熱量は３，７０７，３５８［Ｊ／ｍ２］であることが求まる。
本実施例により、計測の困難であった高層構造物などや、森林が受ける照射熱量の予測が可能となり、構造物の防御設計や、森林植林計画に活用することが可能である。

＜構造物に照射される照射量の算定＞
本実施例では、図１に示した構成において、光量子束密度予測システム１０は、実施例３で求めた結果である照射面が受ける熱量から、照射される材質（照射面を有する照射材の材質）に応じた温度上昇を予測することができる。本実施例では、この照射面の温度上昇予測について説明する。図１４は、照射される材質の温度上昇に関する試算条件を示す図である。図１４に示すように、本実施例では、照射材Ｊ１の照射面Ｊ２の太陽光線が入射した場合であって、照射面Ｊ２の反射率は３０％であるとする。また、照射材Ｊ１からの熱放射はゼロであるとする。また、照射材Ｊ１からの熱伝達、熱伝導はゼロであるとする。

図１５は、材質に応じた１時間後の温度上昇の試算例を示す図である。照射面Ｊ２の反射率が３０％である照射材Ｊ１に３，７０７，３５８［Ｊ／ｍ２］の熱量の太陽光線が入射されると、照射面Ｊ２での反射熱量は１，１１２，２０７［Ｊ／ｍ２］であり、照射材Ｊ１の吸収熱量は２，５９５，１５１［Ｊ／ｍ２］である。図１５に示す材質ごとの熱特性を考慮すると、図１５に示すように、材質ごとの１時間後の温度上昇を試算することができる。例えば、照射材Ｊ１の材質が鋼材の場合は、熱容量が１８８６４［Ｊ／Ｋ］であることから、１時間に受ける熱量は、２５９５．１５１［Ｊ／ｍ２］×１［ｍ２］／１８８６４［Ｊ／Ｋ］＝１３７．６［Ｋ］となる。したがって、当初２０［℃］の鋼材の温度は、１時間後に２０［℃］＋１３７．６［Ｋ］＝１５７．６［℃］に上昇する。同様に、当初２０［℃］のガラスウール保温板の温度は、２０［℃］＋２５７４５．５［Ｋ］＝２５７６５．５［℃］に上昇する。なお、ここで、照射材Ｊ１の材質モデルの形状は１ｍｘ１ｍｘ厚さ５ｍｍであるとする。また、この試算は、照射材Ｊ１からの放熱（熱放射、熱伝導、熱伝達など）がないと仮定した場合の試算である。現実には、照射材Ｊ１からの放熱があるので、これほど温度上昇することはない。試算においては必要に応じて放熱を考慮すればよい。この試算により、高所や人が近づけずに計測が困難であった構造物や、土地などの照射面における、温度上昇の予測が可能となり、本実施例によれば、構造物の劣化予測や、森林植林計画に活用することが可能である。

＜他照射面での反射の参入（歩道の例）＞
本実施例では、図１に示した構成において、光量子束密度予測システム１０は、歩道の反射率に基づき反射エネルギーを算出し、照射面に照射される照射量を算出することができる。歩道の反射率は、例えば、図７（ａ）及び図７（ｂ）を参照して説明した方法で求めることができる。図１６（ａ）は歩道での各方向からの分光照射強度の例を示すグラフである。図１６（ａ）において、横軸は光の波長であり、縦軸は照射強度である。図１６（ｂ）は歩道での分光反射率の例を示すグラフである。図１６（ｂ）において、横軸は光の波長であり、縦軸は分光反射率である。図１６（ｂ）を参照すると、歩道の分光反射率が１０～２０％であることがわかる。

＜他照射面での反射の参入（草地、例えば芝生の例）＞
本実施例では、図１に示した構成において、光量子束密度予測システム１０は、草地の反射率に基づき反射エネルギーを算出し、照射面に照射される照射量を算出することができる。草地の反射率は、例えば、図７（ａ）及び図７（ｂ）を参照して説明した方法で求めることができる。図１７（ａ）は草地での各方向からの分光照射強度の例を示すグラフである。図１７（ａ）において、横軸は光の波長であり、縦軸は照射強度である。図１７（ｂ）は草地での分光反射率の例を示すグラフである。図１７（ｂ）において、横軸は光の波長であり、縦軸は分光反射率である。図１７（ｂ）を参照すると、草地の分光反射率が５～１０％であることがわかる。また、図１７（ｂ）を参照すると、草地では近赤外で反射率が急増していることがわかる。

＜他照射面での反射の参入（アスファルトの例）＞
本実施例では、図１に示した構成において、光量子束密度予測システム１０は、アスファルトの反射率に基づき反射エネルギーを算出し、照射面に照射される照射量を算出することができる。アスファルトの反射率は、例えば、図７（ａ）及び図７（ｂ）を参照して説明した方法で求めることができる。図１８（ａ）はアスファルトでの各方向からの分光照射強度の例を示すグラフである。図１８（ａ）において、横軸は光の波長であり、縦軸は照射強度である。図１８（ｂ）はアスファルトでの分光反射率の例を示すグラフである。図１８（ｂ）において、横軸は光の波長であり、縦軸は分光反射率である。図１８（ｂ）を参照すると、アスファルトの分光反射率が５％であることがわかる。

＜光量子束密度予測情報の説明＞
以下に、光量子束密度予測情報について、さらに説明する。
上述の第三算出部２１及び１２１は、光量子束密度予測情報を算出する。光量子束密度予測情報は、例えば、予測情報問合せ情報に対する光量子束密度及び光合成光量子束密度のうちの少なくとも一つについての情報を含む。

（光量子束密度の予測について）
第三算出部２１及び１２１は、第二算出部１２及び１１２が算出した方向特定太陽光線強度情報に基づいて光量子束密度（ＰＦＤ）を算出する。本実施例では、第三算出部２１及び１２１は、分光日射量（分光放射輝度）のエネルギー強度から、数３により、光量子束密度を得る。

なお、放射照度は、光量子束密度と相関があり、数４で求めることが出来る。第三算出部２１及び１２１は、数４により、分光放射照度を求めることが出来る。

（光合成光量子束密度の予測について）
第三算出部２１及び１２１は、第二算出部１２及び１１２が算出した方向特定太陽光線強度情報に基づいて光合成光量子束密度（ＰＰＦＤ）を算出する。本実施例では、第三算出部２１及び１２１は、分光日射量（分光放射輝度）の波長範囲４００～７００ｎｍのエネルギー強度から、数５により、光合成光量子束密度を得る。

（光合成速度の予測について）
図１９は、ＣＯ_２呼吸速度と光強度の関係を示す図である。また、図２０は、植物ごとの光合成速度と光強度の関係を示す図である。

第三算出部２１及び１２１は、図２０の植物種に応じた光合成速度と光強度の関係から、数５で得た光合成光量子束密度を用いて、数６により光合成速度_Ａ１を求める。

図２１は、光合成に必要な光エネルギーを示す図である。図２１では、クロロフィルａとクロロフィルｂの２種類の光受容体について示している。第三算出部２１及び１２１は、図２１のような植物種の光受容体（クロロフィル等）に応じた光合成に必要な光エネルギーの関係と、分光放射照度を用いて、数７により、より精緻な光合成速度_Ｂ１を求める。

図２２及び図２３は、光合成速度の光の強さ及び温度への依存を示す図である。図２２及び図２３に示すように、光の強さがＡ（弱光）のときは、光合成速度は、光の強さが限定要因となり、光の強さがＢ（強光）のときは、光合成速度は、温度が限定要因となる。

そこで、図２２及び図２３を反映し、数６を数８とし、数７を数９とする。第三算出部２１及び１２１は、数８により光合成速度_Ａ２を得ることが出来る。また第三算出部２１及び１２１は、数９により光合成速度_Ｂ２を得ることが出来る。なお、例えば葉面温度は、出願人が先に出願した特願２０２１－０４１４９５に記載の発明によって、第三算出部２１及び１２１が得ることが出来る。

なお、地上植物における、数１０に示す光合成反応での１光量子当たりのＣＯ_２吸収量を量子収率と呼ぶ。

この量子収率の理論的最大値は数１１で示される。

例えばコロンビアにおける２０２０年２月１日のＰＰＦＤ（１日積算値）は４７．８［mol/m^-2］であるので、葉面積１．０［m²］あたり、数１２のＣＯ_２を固定したことになる。

コロンビアにおいて、１日にＣＯ_２を１［ton］固定するには、およそ、３８００［m^-2］＝１，０００，０００／２６２．９の葉面積を要する計算になる。このように、本実施例によれば、第三算出部２１及び１２１が、着目地点におけるＰＰＦＤの積算値予測からＣＯ_２の固定量を推定することで、カーボンクレジットを定量的に計算することが出来る。

＜光量子束密度予測システムによる予測結果の例＞
以下、上述した本発明の光量子束密度予測システムによる予測結果の例を説明する。
図２４は、本発明の光量子束密度予測システムによる予測の例における条件を示す図である。本例では、場所として、コロンビアを対象にした。日時は、２０２０年２月１日の０：００～２０２０年２月３日の２４：００である。上述のように、本実施例によれば、第三算出部２１及び１２１は、日射エネルギー、光量子束密度及び光合成光量子束密度を算出する。

図２５は、図２４の条件のもと、本発明の光量子束密度予測システムによって算出した日射エネルギーを示すグラフである。図２５において、横軸は時刻、縦軸はエネルギーである。

図２６は、図２４の条件のもと、本発明の光量子束密度予測システムによって算出（数３による算出）した光量子束密度を示すグラフである。図２６において、横軸は時刻、縦軸は光量子束密度である。

図２７は、図２４の条件のもと、本発明の光量子束密度予測システムによって算出（数５による算出）した光合成光量子束密度を示すグラフである。図２７において、横軸は時刻、縦軸は光量子束密度である。

図２８は、図２４の条件のもと、光合成光量子束密度の実測値を示すグラフである。図２８において、横軸は時刻、縦軸は光量子束密度である。

図２９は、図２４の条件のもと、本発明の光量子束密度予測システムによって算出した日射エネルギー（晴天及び雲量考慮）、光量子束密度（晴天及び雲量考慮）及び光合成光量子束密度（晴天及び雲量考慮）、並びに光合成光量子束密度の実測値を合成して示すグラフである。図２９のグラフからわかるように、光量子束密度予測システムによって算出した光合成光量子束密度（雲量考慮）は、光合成光量子束密度の実測値とよく一致し、精緻に予測できることがわかる。

図３０は、図２４の条件のもと、本発明の光量子束密度予測システムによる晴天時におけるカーボン固定量の予測を示す図である。本発明の光量子束密度予測システムによれば、光合成光量子束密度の予測結果に数１１を適用し、カーボン固定量を予測することが出来る。

以上説明したように、本発明によれば、指定地域の指定時刻における光量子束密度、光合成光量子束密度を予測することが出来る。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではない。本発明の目的は、上述の実施例の機能を実現するプログラムコード（コンピュータプログラム）を格納した記憶媒体をシステムあるいは装置に供給し、供給されたシステムあるいは装置のコンピュータが記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても達成される。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が上述した実施例の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。また、上述した実施形態では、コンピュータがプログラムを実行することにより、各処理部として機能するものとしたが、処理の一部または全部を専用の電子回路（ハードウェア）で構成するようにしても構わない。本発明は、説明された特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

２、３ クライアントマシン
４ ネットワーク
１０ 光量子束密度予測システム
１１ 第一算出部
１２ 第二算出部
２１ 第三算出部
１３ 記憶部
１７ 通信部

Claims (7)

1. 日時に関する情報である日時情報と、場所に関する情報である場所情報と、前記日時情報で示される日時及び前記場所情報で示される場所における太陽光線強度に関する情報である太陽光線強度情報と、を対応付けて記憶する記憶部と、
   通信を行う通信部と、
   前記通信部を介して入力された予測情報問合せ情報が含む太陽光線問合せ情報に対応付けられた前記太陽光線強度情報を算出する第一算出部と、
   前記第一算出部の算出結果を用いて方向特定太陽光線強度情報を算出する第二算出部と、
   前記第二算出部の算出結果を用いて、前記通信部を介して入力された前記予測情報問合せ情報に対する光量子束密度を予測する光量子束密度予測情報を算出する第三算出部と、
   を備え、
   前記太陽光線問合せ情報は、前記日時情報と、前記場所情報と、太陽光線の照射を受ける照射面が向く方向を示す方向情報と、を含み、
   前記方向特定太陽光線強度情報は、前記日時情報で示される日時及び前記場所情報で示される場所における、前記方向情報で示される照射面が受ける太陽光線の強度を含む情報であり、
   前記通信部は、前記予測情報問合せ情報の送信元に対し、前記第三算出部の算出結果を送信する、
   ことを特徴とする光量子束密度予測システム。
2. 日時に関する情報である日時情報で示される日時及び場所に関する情報である場所情報で示される場所における太陽光線強度に関する情報である太陽光線強度情報を算出する第一算出部と、
   前記日時情報と、前記場所情報と、前記第一算出部が算出した前記太陽光線強度情報と、を対応付けて記憶する記憶部と、
   通信を行う通信部と、
   前記通信部を介して入力された予測情報問合せ情報が含む太陽光線問合せ情報に対応付けられた前記太陽光線強度情報を前記記憶部から抽出する抽出部と、
   前記抽出部が抽出した前記太陽光線強度情報を用いて方向特定太陽光線強度情報を算出する第二算出部と、
   前記第二算出部の算出結果を用いて、前記通信部を介して入力された前記予測情報問合せ情報に対する光量子束密度を予測する光量子束密度予測情報を算出する第三算出部と、
   を備え、
   前記太陽光線問合せ情報は、前記日時情報と、前記場所情報と、太陽光線の照射を受ける照射面が向く方向を示す方向情報と、を含み、
   前記方向特定太陽光線強度情報は、前記日時情報で示される日時及び前記場所情報で示される場所における、前記方向情報で示される照射面が受ける太陽光線の強度を含む情報であり、
   前記通信部は、前記予測情報問合せ情報の送信元に対し、前記第三算出部の算出結果を送信する、
   ことを特徴とする光量子束密度予測システム。
3. 請求項１又は２に記載の光量子束密度予測システムであって、
   前記第三算出部は、
   前記通信部を介して入力された前記予測情報問合せ情報に対する光量子束密度を算出する第四算出部と、
   前記第四算出部の算出結果を用いて、前記通信部を介して入力された前記予測情報問合せ情報に対する光合成光量子束密度を算出する第五算出部と、
   前記第四算出部の算出結果を用いて、前記通信部を介して入力された前記予測情報問合せ情報に対するカーボン固定量を算出する第六算出部と、
   を含み、
   前記通信部は、前記予測情報問合せ情報の送信元に対し、前記第四算出部、前記第五算出部及び前記第六算出部の少なくとも一つの算出結果を送信する、
   ことを特徴とする光量子束密度予測システム。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の光量子束密度予測システムであって、
   前記方向情報が示す方向は、太陽光線の照射を受ける照射面が拡がる面と直交する方向である
   ことを特徴とする光量子束密度予測システム。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の光量子束密度予測システムであって、
   前記太陽光線強度情報は、前記方向情報によって示される方向を向く照射面以外の面で反射された太陽光線の強度を含む、
   ことを特徴とする光量子束密度予測システム。
6. コンピュータを
   日時に関する情報である日時情報と、場所に関する情報である場所情報と、前記日時情報で示される日時及び前記場所情報で示される場所における太陽光線強度に関する情報である太陽光線強度情報と、を対応付けて記憶する記憶部と、
   通信を行う通信部と、
   前記通信部を介して入力された予測情報問合せ情報が含む太陽光線問合せ情報に対応付けられた前記太陽光線強度情報を算出する第一算出部と、
   前記第一算出部の算出結果を用いて方向特定太陽光線強度情報を算出する第二算出部と、
   前記第二算出部の算出結果を用いて、前記通信部を介して入力された前記予測情報問合せ情報に対する光量子束密度を予測する光量子束密度予測情報を算出する第三算出部と、
   として機能させ、
   前記太陽光線問合せ情報は、前記日時情報と、前記場所情報と、太陽光線の照射を受ける照射面が向く方向を示す方向情報と、を含み、
   前記方向特定太陽光線強度情報は、前記日時情報で示される日時及び前記場所情報で示される場所における、前記方向情報で示される照射面が受ける太陽光線の強度を含む情報であり、
   前記通信部は、前記予測情報問合せ情報の送信元に対し、前記第三算出部の算出結果を送信する、
   ことを特徴とする光量子束密度予測プログラム。
7. コンピュータを
   日時に関する情報である日時情報で示される日時及び場所に関する情報である場所情報で示される場所における太陽光線強度に関する情報である太陽光線強度情報を算出する第一算出部と、
   前記日時情報と、前記場所情報と、前記第一算出部が算出した前記太陽光線強度情報と、を対応付けて記憶する記憶部と、
   通信を行う通信部と、
   前記通信部を介して入力された予測情報問合せ情報が含む太陽光線問合せ情報に対応付けられた前記太陽光線強度情報を前記記憶部から抽出する抽出部と、
   前記抽出部が抽出した前記太陽光線強度情報を用いて方向特定太陽光線強度情報を算出する第二算出部と、
   前記第二算出部の算出結果を用いて、前記通信部を介して入力された前記予測情報問合せ情報に対する光量子束密度を予測する光量子束密度予測情報を算出する第三算出部と、
   として機能させ、
   前記太陽光線問合せ情報は、前記日時情報と、前記場所情報と、太陽光線の照射を受ける照射面が向く方向を示す方向情報と、を含み、
   前記方向特定太陽光線強度情報は、前記日時情報で示される日時及び前記場所情報で示される場所における、前記方向情報で示される照射面が受ける太陽光線の強度を含む情報であり、
   前記通信部は、前記予測情報問合せ情報の送信元に対し、前記第三算出部の算出結果を送信する、
   ことを特徴とする光量子束密度予測プログラム。

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