JPH03199992A - 霜、凍害発生時刻の推定方法及び気象情報システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、気象データの推移を検出し、これを基に自動
的に霜の発生及び凍害の発生を事前に推定して利用者に
通報することを可能とする霜及び凍害発生時刻の推定方
法と、この方法を利用した気象情報（自動通報）システ
ムに関する。

［発明の背景と課題］ 霜害や凍害は果実や野菜等の農作物、苗木や若木などの
細胞の生理機能低下や凍死の原因となり、時には莫大な
被害を一夜にして引き起こすことがある。

霜害や凍害の発生は、主に夜から朝にかけて風が弱く晴
天で冷え込むときゃ、低温の風が吹きつけるときに発生
し易いとされている。しかし、これらの害は、小規模な
地形や地上物の影響を非常に受は易いので、広い地域全
般を対象とした気象官署発表の霜注意報や異常低温注意
報では、個々の農地といった局地に対しては的確性に欠
け、利用者が霜害、凍害発生の有無や予防対策について
事前の判断がつきにくいのが実情である。

本発明は、以上のように、従来は予測が困難であった局
地的な霜及び凍害の発生を的確に予測できる霜、凍害の
発生時刻の推定方法と、この方法を利用して関係者に霜
、凍害の発生推定時刻情報を自動通報するシステムの提
供を課題とするものである。

［課題を解決するための手段］ 以上の課題を解決するため、本発明は、現地での気象測
定データと霜及び凍害の発生条件として予め設定した基
準値とを比較し、これを基に個々の農地に限られるよう
な局地的な霜あるいは凍害発生の時刻推定をコンピュー
タによって、例えば前日２０時頃から当日の６時までの
設定時間毎に自動的に行なう方法を案出したものであり
、また、上記方法により得た霜、凍害発生推定時刻情報
を各気象要素の測定データとともに記録表示し、かつ、
これらの情報を電話回線等の通信回線を経て利用者に供
給するような気象情報自動通報システムを提供するもの
である。

［発明の作用］ 気象要素の測定器により一定時間間隔で測定されたデー
タは箱、凍害発生時刻の推定に必要な時間分だけメモリ
に保持される。

霜、凍害発生時刻の判定時刻になると、上記メモリに保
持されたデータと、霜、凍害の発生気温、湿度及び風速
として予め設定した基準値との比較に基き、外挿法によ
って霜、凍害の発生推定時刻を判定して、データ・情報
格納部に記憶する。

以上の動作は上記判定時刻が到来する設定時間毎に行な
われ、データ・情報格納部への格納情報はその都度更新
され、他の気象要素測定データとともに電話回線のよう
な通信回線に送出する。

従って利用者は、上記通信回線にアクセスすることによ
り、何時でも即座に隔れた場所（上記気象要素の観測地
点）の霜、凍害発生時刻の推定情報を得ることができる
。

［実　施　例］ 第１図は本発明の実施例に係る気象情報自動通報システ
ムのブロック図、第２図は霜、凍害発生時刻推定につい
ての判定処理を示すフローチャートである。尚、第２図
に示す処理は、現時点での測定データに基いて未来の状
態を推定するものであり、所謂、外挿法に基づく、処理
である。

本発明に係るシステムの構成は、第１図に示すように、
各種気象要素（風向、風速、気温、湿度、雨量）の測定
器１０１〜１０４、この測定器１０１−１０４からの測
定信号をデジタル信号に変換するための変換器２０１〜
２ｏ４、上記気象要素の測定データに基づき霜、凍害発
生時刻の外挿推定ソフトによる判定処理を実行し、この
結果とデジタル変換された気象測定データとをデータ・
情報格納部に格納し、かつ情報送出部４、プリンター５
に送出する処理等、本システムの処理、制御を全般的に
行なうマイクロコンピュータユニット（以下、マイコン
と略称する）３、該マイコン３に内蔵され、測定器１０
１〜１０４からの測定データを格納するデータ格納エリ
アと、霜、凍害発生推定時刻情報と気象現況報などを格
納する情報格納エリアを有するデータ・情報格納部３０
１、通信回線６との接続を制御し、上記マイコン３の処
理によって得た霜、凍害発生時刻の外挿推定値や気象測
定データを上記通信回線６に送出制御する情報送出部４
、及び上記箱、凍害発生時刻外挿推定値や気象測定デー
タを印字記録するプリンター５等で成っている。

本システムに結合する通信回線６は、情報の利用者が不
特定多数の場合には加入電話回線を利用するが、利用者
が特定される場合には専用線回線や無線通信回線等の使
用も可能である。

また、情報送出部４に音声応答装置を内蔵させて、通信
回線６による自動音声応答を行なうことも可能である。

各測定器１０１〜１０４による測定データは各変換器２
０１〜２０４でマイコン３での処理に適した信号形態（
ＢＣＤ等のデジタル信号）に変換されてマイコン３に人
力される。

マイコン３では一定時間間隔（例えば１０分毎）で上記
各変換器２０１〜２０４からの測定データを収集すると
ともにデータ・情報格納部３０１のデータ格納エリアに
格納する。格納されたデータは新しい測定データが入力
されることにより更新されるが、第２図に示す霜及び凍
害発生時刻判定処理で使用する気温と湿度のデータは、
設定時間、例えば１時間例るデータを必要とするので、
少なくとも温度計１０２からの気温データ及び湿度計１
０３からの湿度データは格納されてから１時間の間保持
される。

以上のようにして過去の測定データは順次消滅していく
が、消滅前にプリンタ５によりあらかじめ設定した印字
間隔で印字記録することにより当該測定データ及び後で
説明する霜、凍害発生推定時刻情報の保存が可能であり
、これら保存されたデータは、各種気象調査等のために
役立てることができる。

次にマイコン３による霜及び凍害発生時刻の外挿法によ
る推定処理を第２図により説明する。

当該推定処理には、風速データ、気温データ及び湿度デ
ータが必要であり、風速データは風向風速計１０１から
、気温データは温度計１０２から、湿度データは湿度計
１０３からそれぞれ出力され、一定時間間隔でマイコン
３のデータ・情報格納部３０１のデータ格納エリアに格
納される。マイコン３では、これら格納されたデータを
基に次の処理によって霜、凍害発生推定時刻の判定処理
を行なう。

判定処理の実行に先立ち、まず、判定地域に特有の次の
（１）〜（５）の条件を、図には示さない適宜の入力手
段によってマイコン３に設定する。

（１）霜、凍害発生の推定を行う時間帯Ｔ　、、Ｔ。

この時間帯の設定は、判定開始時刻Ｔｓ（例えば２１時
から毎正時毎）と判定終了時刻Ｔｔ　　（例えば６時）
を設定することにより行なう。

判定処理は、上記判定開始時刻Ｔｓの到来毎に行なわれ
、判定終了時刻ＴＥにおける判定処理の終了によって終
了する。

（２）湿度の変化傾向に対する係数α この係数αは、判定地域における湿度データから統計的
に定められるものであり、例えばα＝、　０　、９９に
設定される。

（３）霜、凍害の発生推定の基準気温レベルＡＴγこの
基準気温レベルＡＴγは、判定処理の段階によって３つ
のレベルＡＴγ、、Ａ　Ｔγ２ＡＴγ、が設定され、例
えば、実施例では次の値とする。

ＡＴγ１；３℃ ＡＴγ２＝−０，５℃ ０ ＡＴγ３＝−２℃±β（βは温度補正係数で、例えば０
．２℃に設定される。） （４）霜、凍害の発生推定の基準湿度レベルＲＨγこの
基準湿度レベルＲＨγは、判定処理の段階によって２つ
のレベルＲＨγ１、ＲＨγ２が設定され、例えば実施例
では双方とも同じ次の値とする。

ＲＨγ、＝ＲＨγ２＝７８％ （５）風の有無による霜、凍害の発生推定の基準風速レ
ベルＡＷγ 例えば実施例では次の値とする。

Ａ　Ｗ　ｙ　＝　３　ｍ／ｓｅｃ 以上の条件の設定ののち、判定処理がスタートする。

当初、マイコン３は自己の持つ計時機能によって判定開
始時刻Ｔ５になるまで待機の状態を保つ。

判定開始時刻Ｔｓになると、マイコン３はまず時間差係
数Ｎ＝Ｏを設定する。時間差係数Ｎは判定している現時
刻と、推定する時刻との時開蓋を表わす係数であり、例
えば１時間ステップで設定される。今、Ｎ＝０に設定し
たことは、現時刻と推定する時刻との間に時間差がない
ことであり、最初の判定は、現時刻ての霜、凍害発生の
推定処理となる。

次に、温度計１０２から読み込んだ現在の気温ＡＴと、
データ・情報格納部３０１から読み出した現時点を遡る
設定時間前（例えば１時間前）の気温ＡＴ’から次の（
１）式によって判定気温Ａ　Ｔ　Ｘ　ｌを求める。

ＡＴｘ、＝ＡＴ＋Ｎ　（ＡＴ−ＡＴ’）・・−・−・（
１）この（１）式は気温が設定時間前と現在Ｆの温度差
に比例して変化するものとしてＮ時間後の気温を推定す
る式であり、当初はＮ＝Ｏに設定され、このときのＡ　
Ｔ　ｘ＋は現時点の気温である。

次に（１）式で推定した気温ＡＴＸ、と、霜発生気温と
して設定した第１の基準気温ＡＴγ１（例えば、３℃）
との比較処理、すなわち、Ａ　Ｔ　ｘ　＋　＜　Ａ　Ｔ
γＩ　（＝３℃）・・・・・・（２）の判定を行なう。

（２）式の条件を満足する場合には、後で述べる湿度の
推定処理へと進むが、（２）式の条件を満足しない場合
には、前記時間差係数Ｎに１を加算して新たな時間差係
数Ｎとする処理、すなわち、 Ｎ＝Ｎ＋　１　　　・・・・・・（３）の処理を行ない
、新たな時間差係数Ｎについて前記（１）式の判定気温
ＡＴう、を求める処理、及び新たな判定気温ＡＴ、、に
ついて前記（２）式の判定処理を行ない、この処理を時
間差係数Ｎに１を加算しながら前記（２）式を満足する
まで繰り返す。但し、（３）式の処理から（１）式の処
理に移行する間に、判定すべき時刻が霜、凍害発生予測
時間帯内の時刻であるか否かの判定処理、すなわち、 ＴＢ＋Ｎ≦Ｔ、　・・・・・・（４） の処理を行ない、この（４）式が満足されないとき、判
定結果を「霜及び凍害の発生はない見込み」とする。

上記（４）式が満足され、かつ前記（２）式が満足され
たときにはマイコン３は上記判定気温Ａ　Ｔ　ｘ　＋と
凍害発生気温として設定した第２の基準気温ＡＴＴ２　
（例えば−０，５℃）との比較処理、すなわち、 Ａ　Ｔ　−ｒ　＞　Ａ　Ｔγ２　（＝−０，５℃）・・
・・・・（５）の判定を行なう。

上記（５）式が満足されたときには、マイコン３は、湿
度計１０３から読み込んだ現在の湿度ＲＨと、データ・
情報格納部３０１から読み出した現時点を遡る設定時間
前（例えば１時間前）の湿度ＲＨ’から次の（６）式に
よって、Ｉ前記（２）式及び（５）式を満足する推定時
刻（判定開始時刻Ｔ、からＮ時間後の時刻）における判
定湿度ＲＨＸ、を求める。

ＲＨｘ　ｌ＝　ＲＨ＋　Ｎ・α・（ＲＨ−ＲＨ’）・・
・（６）この（６）式は、湿度が設定時間前と現在との
湿度差を判定地域特有の湿度変化傾向（係数α）で補正
した値に比例して変化するものとしてＮ時間後（すなわ
ち、前記（２）式及び（５）式を満足するに至る時間後
）の湿度を推定する式である。

次に（６）式で推定した湿度ＲＨＸｌと、霜発生湿度と
して設定した第１の基準湿度ＲＨγ（例えば７８％）と
の比較処理、すなわち、ＲＨつＩ＞ＲＨγ、（＝７８％
）・・・・・・（７）の判定を行なう。

この（７）式が満足されたとき、判定結果を「判定開始
時刻Ｔｓからこのときの時間差係数Ｎ時間後に霜が発生
する見込み」とする。

すなわち、判定気ｆｍＡＴＸ＋が第１の基準気温ＡＴγ
、として設定した３℃と第２の基準気温ＡＴγ２として
設定した−０．５℃の間の気温となり、かつ判定湿度Ｒ
ＨＸ＋が第１の基準湿度として設定した７８％以上とな
るものと予測される時刻（気温が下がるものの氷点下ま
でには達せず、かつ空気が比較的湿った状態になるもの
と予測される時刻）を霜の発生推定時刻と判定する。

上記（７）式を満足しない場合は、前記（３）式に戻っ
て時間差係数Ｎに１を加算する処理を行なって当該時間
差係数Ｎを変更し、前記（４））式の条件判定以降の処
理ルーチンを実行する。

また、前記（５）式を満足しない場合には、次に風向風
速計１０１から読み込んだ判定開始時刻ＴＳでの風速デ
ータを基に次の判定を行なう。

ＡＷ＜ＡＷγ（＝３ｍ７ｓｅｃ）＝−・−・（Ｂ）この
（８）式は、前記判定気温ＡＴｘ□と気温の基準値との
比較において凍害の発生要件を満すものの、風の強いと
きには凍害発生に至らないことを考慮して行なう判定で
あり、この（８）式が満足された場合は、判定結果を「
Ｎ８！向後に凍害発生の見込み」とする。すなわち、判
定開始時刻Ｔ、における風速が凍害発生の基準風速ＡＷ
γとして設定した３　ｍ／ｓｅｃ以下である場合におい
て、判定気温Ａ　Ｔ　ｘ　＋が第２の基準気温ＡＴγ２
として設定した−０，５℃以下になるものと予測される
時刻（Ｊ！Ｉの少ない日であって、気温が氷点下まで下
がると予測される時刻）を凍害の発生推定時刻と判定す
る。

上記（８）式が満足されないときには、マイコン３は、
そのときの時間差係数Ｎに１を加算して新たな時間差係
数Ｎ°とする処理、すなわち、 Ｎ’　＝Ｎ＋１・・・・・・・・・（９）の処理を行な
い、この時間差係数Ｎ°について前記（１）式と同様の
次式 ＡＴつ２　＝　Ａ　Ｔ　＋　Ｎ　’　（Ａ　Ｔ　−Ａ　
Ｔ　’）川・・・（ｌＯ）により判定開始時刻Ｔ８から
Ｎ゛時間後の判定気温ＡＴ。２を推定し、この判定気温
ＡＴＸ２と第３の基準気温ＡＴγ３との次の比較を行な
う。

ＡＴ、２くＡＴγ３　　（＝−２℃±β）・・・・・・
（１１）この（１１）式は、前記（８）式の判定で風速
ＡＷが基準風速ＡＷγ（３ｍ／５ｅｃ）以上の場合であ
っても、気温が前記（５）式における第２の基準気’４
ＡＴγ２　　（−０，５℃）より更に低くなる場合には
凍害が発生することを考慮して行なう判定であり、この
（１１）式を満足した場合には、判定結果をｒＮ’時間
後に凍害発生の見込み」とする。

７ 上記（１１）式を満足しない場合は、このときの時間差
係数Ｎ゛について、前記（６）式と同様の次式 ％式％（１２） により判定開始時刻ＴｓからＮ゛時間後の判定湿度ＲＨ
Ｘ２を推定し、この判定湿度ＲＨｘ□と第２の基準湿度
ＲＨγ２との次の比較を行なう。

ＲＨ，２＞ＲＨγ２　（＝７８％）・・・・・・（１３
）この（１３）式を満足した場合は判定結果を「霜及び
凍害発生はＮ°時間後の見込み」とする。

すなわち、判定気温ＡＴ、２が第３の基準気温ＡＴγ３
として設定した一２℃（但し、βｔ。

とする。）より高い場合であっても判定湿度ＲＨつ、が
第２の基準湿度ＲＨγ２として設定した７８％以上とな
る（気温が氷点下に下がり、空気が湿っているとき）も
のと予測される時刻を霜及び凍害の発生推定時刻と判定
する。

上記（１３）式を満足しない場合には時間差係数Ｎ°に
１を加算する次の処理 Ｎ′冨Ｎ′＋１・・・・・・（１４） によって当該時間差係数Ｎ′の変更を行ない、この新た
な時間差係数Ｎ°について、次の判定を行なう。

ＴＳ十Ｎ’　、（Ｔ、・・・・・・（１５）すなわち、
（１５）式によフて新たな時間差係数であるＮ″待時間
後時刻が推定を行なう時間帯（Ｔｓ−ＴＬ）内であるか
否かの判定を行ない（１５）式が満足されないとき、す
なわち、Ｎ゛時間後の時刻が判定処理終了時刻Ｔ２とし
て設定した例えば６時を過ぎているときには、判定結果
を［霜及び凍害の発生はない見込み」とする。

（１５）式を満足する場合、すなわち、新たな時間差係
数であるＮ°時間後の時刻が判定処理終了時刻Ｔ。前で
ある場合には、前記（ｌＯ）式に戻り、判定気温ＡＴ、
２を求める処理以降の処理ルーチンを繰り返す。

以上のようにして最終的に判定された霜及び凍害発生時
刻情報（外挿法による推定時刻情報）はデータ・情報格
納部３０１の情報格納エリアに格納される。また、当該
霜及び凍害発生時刻情報と、データ・情報格納部３０１
のデータ格納エリアに別途格納された気象要素測定デー
タ（例えば１０分間平均風向、風向、気温、湿度、雨量
など）を基にしてマイコン３は気象現況報を組立て、上
記情報格納エリアに格納する。

マイコン３は設定時間間隔でプリンタ４へ各気象要素測
定データを印字し改行して、引き続き霜・凍害発生外挿
推定時刻を印字する。霜及び凍害に関する印字例を次に
示す。

（１）現在の観測では霜・凍害の発生はない見込み。

（２）現在の観測では霜・凍害の発生はｘ×時頃の見込
み。

（３）現在の観測では霜の発生は××時頃の見込み。

（４）現在の観測では凍害発生は××時頃の見込み。

また、情報送出部４に音声合成ソフトを使用した音声発
生機能を内蔵させて、前述した情報０ を送出することにより、遠隔地の利用者でも加入電話回
線によって本システムにアクセスすることにより、現地
に行くことなく容易に音声による情報を得ることができ
るようになる。

音声による情報の組立て例を次に示す。

「××（観測地点名）では、Ｄ口０１１、気温１度、湿
度１ロ］％、雨量は１時間当り困ミリです。　現在の観
測では、霜発生は４時頃の見込みです。　」 ここで、ロ＝＝コ内部分は、設定時間毎に自動的に更新
される気象データ、情報である。

［発明の効果］ 本発明は、以上に説明したように、気象要素を測定して
コンピュータ処理（外挿法による推定処理）によって露
及び凍害発生時刻を推定する方法と、この方法を使用し
、上記霜及び凍害発生推定時刻情報を含めた気象現況報
をプリンターによる記録や音声で知ることができるシス
テムを提供するものであり、これによって夜間から早朝
に発生しやすい霜や凍害の可能性の有無を、例えば前夜
の９時頃から、いつでも知ることができる。

また、例えば−町村内の複数地点にそれぞれ各測定器１
０１〜１０４及び変換器２０１〜２０４で構成される部
分を設置し、マイコン３、音声発生機能を内蔵した情報
送出部４及びプリンタ５で構成される部分を当該町又は
村役場などに設置すれば、利用者はその役場に電話をす
ることによって個々の農地に対する霜及び凍害の発生の
有無と時刻を知ることができ、霜害や凍害を防止する手
段を効率よく講することが可能となり、莫大な損害の防
止が極めて効果的に行なえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る霜、凍害発生時刻外挿推
定システムのブロック図、第２図は判定処理を示すフロ
ーチャートである。 （記号の説明） １０１〜１０４・・・気象要素測定器 ２０１〜２０４・・・測定データ変換器３・・・マイク
ロコンピュータ（マイコン）３０１・・・データ・情報
格納部 ４・・・情報送出部 ５・・・プリンタ ６・・・通信回線 手続補正書 平成λ年タ月１７日 １゜ 事件の表示 平成／ 年 特 許 願 第３３７３９ダ号 事件との関係 出 願 人 明細書の発明の詳細な説明の− １！１面第２凹 ８゜ 補正の内容 別紙のとおり ５　。 第１４頁１６行目に 補　　　　　正　　　　　書 本願明細書および図面中下記事項を補正いたします。 記 １、第８頁１５行目、１８行目に 「１時間」とあるをそれぞれ 「２時間」と訂正する。 ２、第１２頁８行目に 「１時間前」とあるな 「２時間前」と訂正する。 ３、第１２頁１１行目に ’　Ａ　Ｔ　＊　１＝　Ａ　Ｔ　＋　Ｎ　（Ａ　Ｔ　　
Ａ　Ｔ　’　）・・・・・・（１）とあるを と訂正する。 ４、第１４頁１１行目に 「１時間前」とあるを 「２時間前」と訂正する。 とあるを ・・・（６）」と訂正する。 ６、第１７頁８行目に ’ＡＴＸ２＝ＡＴ＋Ｎ’（ＡＴ−ＡＴ’）・・・・・・
（１０）Ｊとあるを ・・・（１０）Ｊと訂正する。 ７、第１８頁４行目に ’　ＲＨＸ　２　＝　ＲＨ十Ｎ　’・α・（ＲＨ−ＲＨ
・・・（１２）Ｊ　とあるを ） ・・・（１２）Ｊ　と訂正する。 ８、添付図面中「第２図」 を本日提出の図面に訂 正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　現時点を遡る設定時間の間の気温変化及び湿度変化
   から設定時間後毎の気温及び湿度を推定し、霜の発生推
   定気温、霜の発生推定湿度及び凍害の発生推定気温とし
   て予め設定した基準気温及び基準湿度と、上記推定した
   気温及び／又は湿度とを比較判定し、かつ凍害の発生推
   定風速として予め設定した基準風速と、判定時刻におけ
   る風速とを比較判定し、これらの比較判定結果を外挿法
   によって総合判断し、霜及び凍害の発生時刻を推定する
   ようにした霜、凍害発生時刻の推定方法。 ２　各種気象要素測定器と、該気象要素測定器による測
   定データを記憶保持するデータ格納部と、該データ格納
   部に格納されたデータに基き、請求項１に記載の方法を
   実行して霜及び凍害発生時刻の推定処理を行なうマイク
   ロコンピュータと、該マイクロコンピュータの処理によ
   って作成した情報を格納する情報格納部と、上記データ
   格納部と情報格納部に格納された各種気象データ及び／
   又は霜、凍害発生推定時刻情報を印字出力するプリンタ
   でなる気象情報システム。 ３　請求項２に記載の気象情報システムにおいて、凍害
   システムは更に、通信回線に結合され、データ格納部及
   び情報格納部に格納された各種気象データ及び／又は霜
   、凍害発生推定時刻情報を上記通信回線に送出する情報
   送出部を有し、利用者からの呼びに自動応答して利用者
   に上記各種気象データ及び／又は 霜、凍害発生推定時刻情報を送出するようにした気象情
   報自動通報システム。 ４　請求項３に記載の気象情報自動通報システムにおい
   て、情報送出部には更に音声発生機能部が設けられ、利
   用者への各種気象データ及び／又は霜、凍害発生推定時
   刻情報の送出を音声によって行なうようにした気象情報
   自動通報システム。