JP4209354B2 - 拡散物質の拡散状況予測方法及び拡散状況予測システム - Google Patents
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Description
拡散物質を大気中に排出する拡散源が存在する対象地点における、風向と大気安定度が異なる複数の気流場データからなる気流場データベースが記憶されている記憶部と、
対象日時の気象データを入力する気象データ入力部と、
前記気象データ入力部から入力された対象日時の気象データを基に風向と大気安定度を求め、対象日時の気象データの風向と大気安定度になるべく近い風向と大気安定度となっている複数の気流場データを前記記憶部から取り出して複数の気流場データを内挿補完演算することにより、対象日時の気象データの風向と大気安定度と同じ風向と大気安定度となっている気流場データを求めて送出する気流場データ演算部と、
気流場データ演算部から送出された気流場データを、拡散物質の拡散状態を演算する拡散方程式に代入することにより拡散物質の拡散場データを求める拡散場データ演算部とを有することを特徴とする。
拡散物質を大気中に排出する拡散源が存在する対象地点における、風向と大気安定度が異なる複数の気流場データからなる気流場データベースを予め求め、この気流場データベースの各気流場データを、拡散物質の拡散状態を演算する拡散方程式に代入することにより、拡散物質を大気中に排出する拡散源が存在する対象地点における、風向と大気安定度が異なる複数の拡散場データを予め求め、この予め求めた拡散場データからなる拡散場データベースが記憶されている記憶部と、
対象日時の気象データを入力する気象データ入力部と、
前記気象データ入力部から入力された対象日時の気象データを基に風向と大気安定度を求め、対象日時の気象データの風向と大気安定度になるべく近い風向と大気安定度となっている複数の拡散場データを前記記憶部から取り出して複数の拡散場データを内挿補完演算することにより、対象日時の気象データの風向と大気安定度と同じ風向と大気安定度となっている拡散場データを求めて送出する拡散場データ演算部とを有することを特徴とする。
拡散物質を大気中に排出する拡散源が存在する対象地点における、風向と大気安定度が異なる複数の気流場データからなる気流場データベースを予め求めておき、
対象日時における複数の時点の気象データを基に各気象データの風向と大気安定度を求め、対象日時の複数の時点の気象データの風向と大気安定度になるべく近い風向と大気安定度となっている複数の気流場データを前記気流場データベースから取り出して複数の気流場データを内挿補完演算することにより、対象日時の複数の時点の気象データの風向と大気安定度と同じ風向と大気安定度となっている複数の気流場データを求めて送出し、
送出された複数の気流場データを、拡散物質の拡散状態を演算する拡散方程式にそれぞれ代入することにより拡散物質の複数の拡散場データを時系列的に求めることを特徴とする。
拡散物質を大気中に排出する拡散源が存在する対象地点における、風向と大気安定度が異なる複数の気流場データからなる気流場データベースが記憶されている記憶部と、
対象日時における複数の時点の気象データを入力する気象データ入力部と、
前記気象データ入力部から入力された対象日時の複数の時点の気象データを基に風向と大気安定度を求め、対象日時の複数の時点の気象データの風向と大気安定度になるべく近い風向と大気安定度となっている複数の気流場データを前記記憶部から取り出して複数の気流場データを内挿補完演算することにより、対象日時の複数の時点の気象データの風向と大気安定度と同じ風向と大気安定度となっている複数の気流場データを求めて送出する気流場データ演算部と、
気流場データ演算部から送出された複数の気流場データを、拡散物質の拡散状態を演算する拡散方程式にそれぞれ代入することにより拡散物質の拡散場データを時系列的に求める拡散場データ演算部とを有することを特徴とする。
また本発明では、拡散場データベースを予め用意しておくことにより、気流場データの演算ならびに拡散場データの演算が不要になり、短時間で排出物質の拡散状況を予測することができる。
更に本発明では、予め用意していた気流場データベースから非定常の気流場データを求め、この非定常の気流場データを基に非定常の拡散場データを求めることができ、短時間で経時的な拡散状況の予測ができる。
広域気象データから、対象地点における風速・温度・気圧・湿度等の鉛直分布を、風向(16方位)別・大気安定度別に抽出する(図1(a)参照)。
即ち、広域気象データの領域(1格子の間隔(スケール)が数10km〜数100km)から、内挿補間演算等を用いたネスティング手法により、狭域数値モデルの領域(数kmのスケール:メソスケール(methoscale))を取り出し、対象地点(例えば原子力発電所の位置)における、風速・温度・気圧・湿度等の鉛直分布(図1(b)参照)を、風向(16方位)別・大気安定度別に抽出する。
なお、図1(b)において、Uは風速、Tは温度、Pは気圧、RHは相対湿度、Zは鉛直方向距離である。
また、安定度としては、パスキルの大気安定度分類に基づいて決定する。パスキルの大気安定度分類では、安定度を、昼間は風速と日射量から決め、夜間は風速と雲量とから決めており、不安定(A)から安定(G)までの7段階に分類している。
気流場データベースの第2の構築方法では、拡散源が位置する対象地点の現地気象観測データを基に、図1(b)に示すのと同様な、対象地点(例えば原子力発電所の位置)における、風速・温度・気圧・湿度等の鉛直分布(図1(b)参照)を、風向(16方位)別・大気安定度別に求める。
本発明の実施例3を、演算手順を示す図3、及び、演算ブロック図である図4を参照して説明する。
(1)まず、入力された気象データαの各データ要素から、この気象データαの大気安定度を演算する。
(2−2)なお、気象データαの「風向と大気安定度」に極めて近い「風向と大気安定度」となっている気流場データがない場合には、気象データαの「風向と大気安定度」になるべく近い「風向と大気安定度」となっている複数の気流場データを抽出する。そして、抽出した複数の気流場データを、内挿補間演算をして、気象データαの「風向と大気安定度」と同じ「風向と大気安定度」となっている新たな気流場データを演算して求め、この新たな気流場データを気流場データdtとして、拡散場データ演算部13に送る。
上述した実施例3では、記憶部10に記憶した気流場データベースとして、実施例1の手法により求めた気流場データベースDB1を用いたが、実施例2の手法により求めた気流場データベースDB2を用いるようにしてもよい。
本発明の実施例4を、拡散場データベースDBKを示す図5、演算手順を示す図6、及び、演算ブロック図である図7を参照して説明する。この実施例4では、排出源の位置が固定で、この排出源から排出される排出物質の強度が固定であることを前提としている。例えば、原子力発電所から拡散物質(放射性物質)が大漏洩したときを想定して構築した予測システムである。
(1)まず、入力された気象データαの各データ要素から、この気象データαの大気安定度を演算する。
(2−2)なお、気象データαの「風向と大気安定度」に極めて近い「風向と大気安定度」となっている拡散場データがない場合には、気象データαの「風向と大気安定度」になるべく近い「風向と大気安定度」となっている複数の拡散場データを抽出する。そして、抽出した複数の拡散場データを、内挿補間演算をして、気象データαの「風向と大気安定度」と同じ「風向と大気安定度」となっている新たな拡散場データを演算して求め、この新たな拡散場データを拡散場データdKtとして出力する。
本発明の実施例5を、演算手順を示す図8、時間軸とデータとの関係を示す図9及び、演算ブロック図である図10を参照して説明する。
また、対象日とは、拡散源(例えば原子力発電所)から拡散物質(例えば放射性物質)が大気に排出された日をいう。また、気象データはα1,α2,α3,α4,α5,α6・・・は、16方位の風向、風速、温度、気圧、湿度をデータ要素として有している。
(1)まず、入力された気象データα1の各データ要素から、この気象データα1の大気安定度を演算する。
(2−2)なお、気象データα1の「風向と大気安定度」に極めて近い「風向と大気安定度」となっている気流場データがない場合には、気象データα1の「風向と大気安定度」になるべく近い「風向と大気安定度」となっている複数の気流場データを抽出する。そして、抽出した複数の気流場データを、内挿補間演算をして、気象データα1の「風向と大気安定度」と同じ「風向と大気安定度」となっている新たな気流場データを演算して求め、この新たな気流場データを気流場データdt1として、拡散場データ演算部33に送る。
例えば、図9(b)に示すように、時点T1と時点T2との間の分割時点T11,T12,T13,T14,T15,T16,T17,T18,T19の気流場データdt11,dt12,dt13,dt14,dt15,dt16,dt17,dt18,dt19は、時点T1の気流場データdt1と時点T2の気流場データdt2とを内挿補間演算して求める。
拡散場データ演算部33は、複数の気流場データdtを時系列的にならべ、この複数の気流場データdtのうち時間的に早いものから順に、即ち、各時点(T1,T11,T12,T13,T14,T15,T16,T17,T18,T19,T2・・・)の気流場データdt1,dt11,dt12,dt13,dt14,dt15,dt16,dt17,dt18,dt19,dt2・・・を順に、拡散物質(粒子)の拡散状態を演算する拡散方程式に代入することにより、各時点(T1,T11,T12,T13,T14,T15,T16,T17,T18,T19,T2・・・)の拡散場データを求める。
上述した実施例5では、記憶部30に記憶した気流場データベースとして、実施例1の手法により求めた気流場データベースDB1を用いたが、実施例2の手法により求めた気流場データベースDB2を用いるようにしてもよい。
11,31 気流場データ演算部
12,22,32 気象データ入力部
13,21,33 拡散場データ演算部
Claims (4)
- 拡散物質を大気中に排出する拡散源が存在する対象地点における、風向と大気安定度が異なる複数の気流場データからなる気流場データベースが記憶されている記憶部と、
対象日時の気象データを入力する気象データ入力部と、
前記気象データ入力部から入力された対象日時の気象データを基に風向と大気安定度を求め、対象日時の気象データの風向と大気安定度になるべく近い風向と大気安定度となっている複数の気流場データを前記記憶部から取り出して複数の気流場データを内挿補完演算することにより、対象日時の気象データの風向と大気安定度と同じ風向と大気安定度となっている気流場データを求めて送出する気流場データ演算部と、
気流場データ演算部から送出された気流場データを、拡散物質の拡散状態を演算する拡散方程式に代入することにより拡散物質の拡散場データを求める拡散場データ演算部とを有することを特徴とする拡散物質の拡散状況予測システム。 - 拡散物質を大気中に排出する拡散源が存在する対象地点における、風向と大気安定度が異なる複数の気流場データからなる気流場データベースを予め求め、この気流場データベースの各気流場データを、拡散物質の拡散状態を演算する拡散方程式に代入することにより、拡散物質を大気中に排出する拡散源が存在する対象地点における、風向と大気安定度が異なる複数の拡散場データを予め求め、この予め求めた拡散場データからなる拡散場データベースが記憶されている記憶部と、
対象日時の気象データを入力する気象データ入力部と、
前記気象データ入力部から入力された対象日時の気象データを基に風向と大気安定度を求め、対象日時の気象データの風向と大気安定度になるべく近い風向と大気安定度となっている複数の拡散場データを前記記憶部から取り出して複数の拡散場データを内挿補完演算することにより、対象日時の気象データの風向と大気安定度と同じ風向と大気安定度となっている拡散場データを求めて送出する拡散場データ演算部とを有することを特徴とする拡散物質の拡散状況予測システム。 - 拡散物質を大気中に排出する拡散源が存在する対象地点における、風向と大気安定度が異なる複数の気流場データからなる気流場データベースを予め求めておき、
対象日時における複数の時点の気象データを基に各気象データの風向と大気安定度を求め、対象日時の複数の時点の気象データの風向と大気安定度になるべく近い風向と大気安定度となっている複数の気流場データを前記気流場データベースから取り出して複数の気流場データを内挿補完演算することにより、対象日時の複数の時点の気象データの風向と大気安定度と同じ風向と大気安定度となっている複数の気流場データを求めて送出し、
送出された複数の気流場データを、拡散物質の拡散状態を演算する拡散方程式にそれぞれ代入することにより拡散物質の複数の拡散場データを時系列的に求めることを特徴とする拡散物質の拡散状況予測方法。 - 拡散物質を大気中に排出する拡散源が存在する対象地点における、風向と大気安定度が異なる複数の気流場データからなる気流場データベースが記憶されている記憶部と、
対象日時における複数の時点の気象データを入力する気象データ入力部と、
前記気象データ入力部から入力された対象日時の複数の時点の気象データを基に風向と大気安定度を求め、対象日時の複数の時点の気象データの風向と大気安定度になるべく近い風向と大気安定度となっている複数の気流場データを前記記憶部から取り出して複数の気流場データを内挿補完演算することにより、対象日時の複数の時点の気象データの風向と大気安定度と同じ風向と大気安定度となっている複数の気流場データを求めて送出する気流場データ演算部と、
気流場データ演算部から送出された複数の気流場データを、拡散物質の拡散状態を演算する拡散方程式にそれぞれ代入することにより拡散物質の拡散場データを時系列的に求める拡散場データ演算部とを有することを特徴とする拡散物質の拡散状況予測システム。
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