財団法人 電力中央研究所

電力中央研究所 研究報告書(電力中央研究所報告)
[CRIEPI Research Report]

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研究報告書 詳細情報
[Detailed Information]

報告書番号 [Report Number]
N18011
タイトル
気象官署における送電用鉄塔風向別基本風速の再評価
[Title]
Reevaluation of Directional Basic Wind Speed at Meteorological Stations for Wind Resistant Design of Transmission Towers
概要 (図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております)
<背景>
送電用鉄塔設計標準JEC-TR-00007-2015に示された耐風設計法の特徴の一つとして,線状構造物である送電用鉄塔の荷重効果を合理的に評価するため, 8風向別の基本風速を導入した点が挙げられる.このうち,高温季の風向別基本風速は,気象官署における1951年から2000年までの観測データの統計処理結果と,台風モデルによるモンテカルロシミュレーション(以下,台風シミュレーション)の結果を組み合わせることで定められた.ただし,台風シミュレーションの精度は十分に明らかにされていない.また,今後も継続的に最新の観測データを追加し,風向別基本風速の統計的な信頼性を高める必要がある.

<目的>
近年のデータの追加により,気象官署における高温季風向別基本風速を再評価する.

<主な成果>
1. 観測データの収集と確率モデルの再構築
1951年から2015年の期間における気象官署の風速,風向,海面気圧の観測データや,台風の発生数,位置,中心気圧,進行速度などのデータを収集した.また,全国の気象官署を適用範囲に含めるために台風シミュレーションの計算領域を拡大するとともに,最新のデータに基づき台風シミュレーションの確率モデルを更新した.さらに,今後も継続的に最新データの追加や確率モデルの更新を行うための環境を整備した.
2. 台風シミュレーション結果と実績の比較
更新した確率モデルを用いて台風シミュレーションを行い,実績値と比較した.この結果,風速への影響が大きい中心気圧の再現性が高いことを明らかにした.また,確率モデルにより推定された気圧分布および進行速度に基づき傾度風速(上空風速)を算出した結果,実績と概ね整合することを確認した.一方,傾度風速から推定される地上風速の計算結果については実績との差異がみられた.
3. 高温季風向別基本風速の評価
上記の台風シミュレーション結果を観測データの統計処理結果により補正し,気象官署における高温季8風向別基本風速を算定した.得られた基本風速は,台風接近時における強風と風向の関係性を反映した値となることを明らかにした.

<今後の展開>
今後も継続的にデータの追加と基本風速の更新を行うとともに,地上風速推定法など,本報告で挙げた課題に対する検討を進め,基本風速評価法の精緻化を図る.
[Abstract]
In Design standards on structures for transmissions, JEC-TR-00007-2015, design wind speeds are calculated from directional basic wind speeds, which are 10 minutes mean wind speeds of 150 years return period at the 10m height in a roughness category II. Directional basic wind speeds are evaluated by a combination of observed data from 1951 to 2000 at meteorological stations and results of a typhoon simulation. It is necessary for improvement of statistical reliability to add the latest observed data continuously. The purpose of this study is reevaluation of directional basic wind speeds by means of collection of observed data from 1951 to 2015 and reconstruction of a probabilistic typhoon model in the typhoon simulation.
Results of the typhoon simulation based on the reconstructed model showed that reproducibility of central pressures was high. Moreover, extreme values of gradient wind speeds at meteorological stations showed good agreement with estimated values based on pressure fields of past typhoons. On the other hand, a different between surface wind speeds estimated stochastically from gradient wind speeds and observed data was confirmed.
Next, directional basic wind speeds at meteorological stations were recalculated by using results of the typhoon simulation corrected by observed data from 1951 to 2015. The results showed that the correction caused avoidance of sampling errors and a reflection of a relationship between strong winds and wind directions at the time of a typhoon approach.
報告書年度 [Report's Fiscal Year]
2018
発行年月 [Issued Year / Month]
2019/05
報告者 [Author]

担当

氏名

所属

早田 直広

地球工学研究所 構造工学領域

石川 智已

地球工学研究所 構造工学領域

北野 慈和

地球工学研究所 流体科学領域

服部 康男

地球工学研究所 流体科学領域

キーワード [Keywords]
和文 英文
設計風速 Design wind speed
台風シミュレーション Typhoon simulation
観測データ Observed data
極値統計 Extreme value statistics
確率台風モデル Probabilistic typhoon model
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