アメダス観測値によるメッシュ分布解析 ～フェーン発生日の場合～

　この前の日曜日に新潟市観光文化検定３級(ニイガタ検定)を受験してきました。そして今日はその合格者が発表されました。ちなみに私は・・・合格していました。私は山形県の出身で、新潟県に来て・・・ようやく２年が過ぎようとしています。地域の事をもっと良く知りたいと言う思いがあっただけに良い勉強の機会に恵まれました。考えてみれば、先月上旬には日本漢字能力検定２級を受験しましたので、最近は検定試験ラッシュでした・・・。結局、どちらとも合格できたので、めでたしめでたし・・・と言う事で当分の間、検定試験は受けません(多分)。

　さて、今日も画像を添付しました。前回、アメダス観測値を基にしてメッシュ気候値の分布を求める研究を紹介しましたが、これをさらに発展させようと日々奮闘しています。今回の画像は、日本海低気圧に伴って日中に顕著なフェーン現象が発生した日のアメダス観測値を基に解析したメッシュ毎の気温と風ベクトルの分布図です。時間の経過を表現するためにアニメーションGIF表示にしています。

　時間は表示されていませんが、午前中は東～南東よりの風が卓越する一方、夕方になると弱い北西よりの風に変化しています。これは午後に寒冷前線が通過した事に伴うものと考えられます。日中の気温の分布に関しても、日本海沿岸部で顕著な高温域が解析されています。アメダス観測点は不規則に点在していますが、そのデータを基にメッシュ推定解析を行う事で、より詳細な現象特性の把握に役立てることが出来るでしょう。

点在する観測データからメッシュ推定値を計算せよ

　ついこの前までは回転する円筒型容器内の熱流動のシミュレーションで断末魔の雄叫びを上げていたかと思ったら、今度は空間補間の問題に取り組んでおります。え？随分と飽きっぽいなあ？・・・イエイエ！最近、急速に研究対象の範囲が拡大しているのです。そういえば、今年の初めはニューラル・ネットワーク理論による気象予測ニューロ・モデルの研究に従事してました・・・(爆)。

　今回のテーマは、ある領域内に点在するアメダス観測値を基にして、その領域内におけるメッシュ気候値の分布を求めるというものです。地図に観測値をプロットして等値線を描くという作業は確かに天気図解析の基本ですが、人間の主観によるためアバウトになりがちです。そこで、機械に客観的な解析をやらせようというものです。実際にメッシュ値にした方が数的処理に使いやすいのです。

　対象となる領域を規則正しい間隔のメッシュで分割し、各メッシュ毎の値を計算していくわけですが、この根拠となるデータがアメダス観測値なのです。しかし、このアメダス観測点の配置は規則正しいものではなく、またポツポツ点在しているので、観測設備のないメッシュについては補間処理で推定値を求める事になります。例えば、アメダスは約17km四方に１地点の割合で配置されておりますが、このアメダスの気温観測値を基にして、１km×１kmメッシュ毎の気温推定値のマップを作成する事を考えれば良いでしょう(図はその一例)。

　このアメダスが東西・南北共に規則正しい配置であったならスプライン補間や線形補間を組み合わせて簡単に済ませる事ができる・・・かもしれません。しかし、現実は甘くありません。アメダス情報を見ての通り、結構偏っています。そこでこの補間の数学的手法として、変分法を応用したものや色々な関数を当てはめたり重ね合わせたりする手法や観測点までの距離に関する重み付けを行う方法など、多種多様な技法が開発されています。とは言え、どの文献も手取り足取りご丁寧な解説が書いてあるわけではないので、詳細については結局自分で手法を開発していかなければならないのです。私も独自の手法を考案している所です。

　最近、研究対象の範囲が拡大しているのも、これらのテクノロジーが今後の局地気象解析の際に必要となるからなんです。

　様々な解析環境が揃っていれば、より深く気象データを分析する事ができます。そのための準備を着々と進めているという事です。ニューロ・モデルにしても回転流体の問題にしても、もう終わり！というものではありません。環境を構築して取っ掛かりは掴んだのでこれからじっくり研究しようという状態なのです。

複利２４００％の債権・債務・・・

　「ハイ、これ義理チョコです。お返しは３倍返しで！お願いしま～す♪」・・・って簡単に言いますが、これがもし「借金」だったら・・・月利２００％、年利にしたら２４００％の高利息ですね(恐)。なるほど、ホワイトデーとは言ったものです。何てったって顔面蒼白デーなのですから！(笑)

　でも、チョコをあげる乙女の立場にしてみれば・・・だってぇ～、お返しを必ずもらえるとは限らないでしょ？・・・確かに。そんなわけで、先月ハッピーだった皆様はお返し頑張って下さいm(_ _)m。

　まあ、私には縁のない世界なので(弊社は全員♂なのよ)、あれこれと悩むことなく枕を高くして眠る事ができます。で・・・結局、夢の中で変分法のドツボに嵌まる。それが私の宿命なのです・・・。

回転する円筒型容器内の熱流動

　さて、ちょっとしたノリで始めた円筒座標系における熱流体解析ですが・・・ようやく一区切りつきました。今の私はナントカの抜け殻です(爆)。

　今回解析している問題は、中心が重なる二重円筒を用意し、内側の円筒に冷却剤を入れて、外側の円筒に試験流体を充填させた状態で密閉し、その外側から一様な熱源を与えて加熱するような装置を作り、この実験装置全体を一定の角速度で回転させ続けた場合、試験流体はどのような挙動(熱対流)をするのか？というものです。ちなみに、この実験がどのような意味を持っているのか・・・。気象関係者の方なら、もちろんわかりますよね（敢えて書かないよ）。

　このアニメーションでは中心の青い円が冷却剤で、赤い外周が熱源です。そしてこの間をグルグルと回っているのが試験流体です。この図の色はある高さ(深さ)における温度の分布を示しています。波状になったり偏ってみたり、試験流体が回転しながらもごにょごにょとうごめいている様子が窺えます。この図は水平面上の動きだけですが鉛直方向にも循環を形成しています。

　一見、とても簡単そう！に見えるのですが・・・結構難しいです。パラメータの組み合わせやら、初期条件や境界条件をどう設定するか・・・etc。ちなみに理論計算だけでもA4用紙で40ページ分の計算(座標変換から微積分、離散化までを含む)を要しました(爆)。これをプログラムに落とし込んで、条件設定・・・ここまで来ると、ある種「匠や職人」の領域です。折角なのでこれら一連の資料を報告書にまとめて製本業者に出しました。円筒座標系なんて滅多に使わないので・・・しんどかった～。

　というわけで、日頃はちゃんとやることやってますよ～、というお話でした。

「方言」は地域の文化

　さて、気になる３月２日の件ですが・・・漢字検定２級は無事合格しておりました。人並みの漢字能力はあると判定されました。

　ちなみに、最近では新卒で放送アナウンス職に内定した学生さんに対して「入社日までに漢字検定２級を合格する事」という課題が出される事もあるとか。英語能力も重要ですが、それ以前に日本語を正しく理解し、運用する能力が重視されるという事のようです。基本的に日本語でアナウンスするわけですから、漢字能力の如何が即、業務面に影響してくるのでしょう。

　さて、日本語つながりという事で、この週末は地域の大学のオープンカレッジを受講してきました。地域の方言と心理に関する講義でしたが、所々に方言を交えたとてもユーモラスなものでした。しかし、諸国行脚の身の私にとっては、登場する方言が全く理解できず、Catch upするのに精一杯でした。また、この講座を受講すれば理解できるかもしれません。

　方言は地域毎に異なりますが、いわゆる「標準語」では表現しきれない微妙なニュアンスを言い表す言葉があったり、どことなく温かみのある響きをもっていたりします。細やかな感情の変化を表現する言葉も多様であり、また体の不調を表す言葉にも様々なものがあります。その一方、明治後期に一時的に施行された方言禁止令や「金の卵」と呼ばれながら集団就職で地方から都会に移ってきた若者達が直面してきた方言にまつわる不幸な出来事（方言殺人・方言自殺）などの時代背景もあり、方言そのものがマイナーになりつつある現状にあるようです。

　方言を用いる事で相手との心理的な距離が近くなるというエピソードもあり、目からウロコの講義でした。また機会を見つけていろいろな分野の講義を受講したいと思っています。今回の講義は、また来年度もあると思いますので再履修しようと思います。