5. EA方式による標準年
EAは拡張アメダス(Expanded AMeDAS)の略で、代表的な1年分の気象データ(標準年)を作る方法の呼び名です。この章では、複数年の中から月ごとに「その月らしい年」を選び、貼り合わせて標準年を作る手順を説明します。
5.1 標準年は「各時刻の平均」ではありません
ArcClimateの標準年は、複数年の同じ日時の値を平均して作るものではありません。1月から12月まで、それぞれの月について対象期間を代表する年を選び、12か月を接合して仮想的な1年間を作ります。
12か月をそれぞれ別の年から選び、接合して1年分にします(年の割り当ては一例)。
標準年は、特定の実在年ではありません。月ごとに異なる年のデータから構成されます。
5.2 代表月は何を基準に選ぶか
ArcClimateでは、次の5要素を用いて候補年を判定します:気温/水平面全天日射量/重量絶対湿度/降水量/風速。評価は、次の二つの観点で行います。
σ(シグマ)とは?
σは標準偏差、つまり「値のばらつきの大きさ」を表す統計の指標です。1.0σ以内とは、平均から見ておおむね“ふつうの範囲”に収まっている、という意味です。年ごとの差が出やすくばらつきの大きい降水量と風速は、少しゆるめの1.5σ以内で判定します。
① 月平均値が長期間の傾向に近いか
候補年月の月平均値が、その月の長期間平均から大きく外れていないかを確認します。
| 要素 | 判定範囲 |
|---|---|
| 気温 | 1.0σ以内 |
| 日射量 | 1.0σ以内 |
| 重量絶対湿度 | 1.0σ以内 |
| 降水量 | 1.5σ以内 |
| 風速 | 1.5σ以内 |
② 日々の分布が長期間の分布に近いか
月平均が同じでも、毎日ほぼ同じ月と、極端な日が混在する月では、建物の熱応答は異なります。そこで、日平均値の累積度数分布を比較し、Finkelstein–Schafer統計量(FS値)によって日々の分布の近さを評価します。
累積度数分布とは、値を小さい順に並べて「その値以下が全体の何割か」を積み上げたグラフです。FS値は、長期間の分布と候補年の分布の差の大きさを表し、小さいほど2つの分布が近いことを意味します。FS値の判定にも、月平均値と同じσの倍率(気温・日射量・重量絶対湿度は1.0σ、降水量・風速は1.5σ)を適用します。
2つの分布の差が小さいほど、代表的な月に近いと判断します。
5.3 候補年を順番に絞り込む
次の順序で判定し、候補が1年になるまで絞り込みます。
気温 → 日射量 → 絶対湿度 → 降水量 → 風速
気温 → 日射量 → 絶対湿度 → 降水量 → 風速
同じ5要素を、月平均 → FS値の順に適用し、候補が1年になるまで絞り込みます。
最後まで複数年が残る場合、または途中で条件を満たす候補がなくなる場合は、残った候補のうち気温の月平均偏差が最も小さい年を優先します。
| 候補年 | 気温平均 | 日射平均 | 湿度平均 | 気温FS | 結果 |
|---|---|---|---|---|---|
| 2018 | ○ | ○ | ○ | ○ | 採用 |
| 2019 | ○ | × | ○ | ○ | 除外 |
| 2020 | ○ | ○ | ○ | × | 除外 |
5.4 月と月の境界を滑らかにつなぐ
異なる年から選んだ月をそのまま接合すると、月末と翌月初めで気温などが不連続になることがあります。ArcClimateでは、代表年が切り替わる月境界について、前月末18時から翌月1日6時までの13時間を線形に混合します。
| 時刻 | 前月側の比率 | 翌月側の比率 |
|---|---|---|
| 18:00 | 1.00 | 0.00 |
| 19:00 | 0.92 | 0.08 |
| … | … | … |
| 05:00 | 0.08 | 0.92 |
| 06:00 | 0.00 | 1.00 |
風速・風向は、東西・南北成分を混合した後に再計算します。2月29日は除外し、365日・8760時間の標準年とします。出力上の年は、実在年ではないことを示す仮想年として1970年を使用します。
5.5 推計日射量とMSM日射量
標準年の代表月選定に使用する水平面全天日射量は、次の2種類から選べます。
推計日射量を使用
- MSM日射量が存在しない期間を含められる
- より長い候補期間から標準年を作成できる
- 雲量・気温・湿度・太陽位置などによる推計値
MSM日射量を使用
- MSMが提供する下向き短波放射を使用
- 完全な年として扱えるのは2018年以降
- 選定に使用できる候補年数が少なくなる場合がある
現在の建築設計用気象データサービスでは、推計日射量を用いた標準年を既定で提供しています。選択肢の提供状況はサービス上の表示に従ってください。