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カテゴリ: 気象予測

JAMSTEC横須賀本部の一般公開が、今年は5月13日(土)に開催されます。
(JAMSTECのリンク先⇒http://www.jamstec.go.jp/j/

当ブログでは、試作中の気象予測ツールを用いて、当日の天気の予測に挑戦しています。

当日の天気の予測を御覧になる前に、以下の点を御注意ください。
・これは、天気予報ではありません。
 気象予測ツールの公開実験のデータですので、御注意ください。
・公開実験データですので、このデータの利用は御遠慮下さい。
 データを利用して得た利益・不利益については、当方は一切関知しません。
・当日の天気については、気象庁あるいは管轄の気象台のデータを御利用ください。




さて、当日の天気ですが、前回の計算結果は以下のようになりました。

・最高気温 :27.3℃
・日平均気温:20.8℃
・日照時間 :4時間55分

気象予測ツールに雨量の計算機能がなく、降雨量の予測無に天気を考えていました。
ですが、これでは面白くないので、雨量についてもツールを試作してみました。
今回は、予測雨量から当日の天気を考えてみることにします。


前回も書きましたが、まだ試作段階ですので、データの信憑性はかなり低い状況です。
気温や日照に比べると、雨量は連続性のないデータなので、更に信頼度が下がります。
また、気象予測の目的が農業への利用ですので、通常の天気予報とは異なります。
つまり、旬(10日単位)、または半旬(5日単位)単位の気温・日照・雨量を、最大で
半年先まで予測する事を目的にしています。
特定の1日の天気を予測する事は、本来の目的から外れています。
そのため、特に雨量は、特定の一日の雨量を算出することは、基本的にはできません。
それを無理矢理 計算してみました。


・最高気温 :27.3℃
・日平均気温:20.8℃
・日照時間 :4時間55分

雨量   :5.0mm


残念ながら、当日は雨のようです。

この数値は、試作段階の気象予測ツールを用いている上、本来の機能から外れ、特定の1日の気象データを予測したものです。
従って、データは信憑性が低いことが分かっています。
それでも、このような気象予測を行ったのは、検証と今後の改良のためです。
通常の天気予報では10日間予報が最長ですから、気温も雨量も現時点(4月28日)では予報が発表されていません。
なので、私自身の先入観が入らず、純粋にデータを読むことができるのです。


当日は、私自身が身を持って確認してくるつもりです。
結果は、当ブログで公開する予定です。
そして、気象予測ツールの改良に反映したいと考えています。

JAMSTEC横須賀本部の一般公開が、今年は5月13日(土)に開催されます。
(JAMSTECのリンク先⇒http://www.jamstec.go.jp/j/

当ブログでは、気象予測の検討を行っています。
そこで、試作中の気象予測ツールで、当日の天気を予測してみました。


計算結果を御覧になる前に、以下の点を御注意ください。
・これは、天気予報ではありません。
 気象予測ツールの公開実験のデータですので、御注意ください。
・公開実験データですので、このデータの利用は御遠慮下さい。
 データを利用して得た利益・不利益については、当方は一切関知しません。
・当日の天気については、気象庁あるいは気象台のデータを御利用ください。



さて、当日の天気ですが、計算結果は以下のようになりました。

・最高気温 :27.3℃
・日平均気温:20.8℃
・日照時間 :4時間55分
(※雨量の計算は、まだ出来ません)

まだ、試作段階ですので、データの信憑性はかなり低い状況です。
ですので、数字をそのまま読む訳にはいかず、前後の変化で読み取らなければなりません。
計算結果から見ると、前々日(5月11日)から前日(5月12日)にかけて気温が低く、日照時間も短いので、5月11日は曇りか雨、12日は曇り時々晴れ一時雨といったところではないかと考えています。
当日(5月13日)は、気温は上昇傾向ですが、日照時間は更に短くなる傾向が見えます。
ですので、12日と同様、当日は曇り時々晴れ一時雨だろうと思っています。
(これが天気予報なら、かなり卑怯な予報ですね)

当日は、私自身が身を持って確認してくるつもりです。
結果は、当ブログで公開する予定です。

ちなみに、昨年のJAMSTEC横須賀本部一般公開日(5月21日)は、快晴!
最高気温24.1℃、日平均気温18.9℃、日照時間12時間56分でした。

サクラの開花予想をする上で、気温の予測精度も大切ですが、そもそも予測方法が正しいのか、検証する必要があります。
今回は、当ブログの開花予想で用いた法則について、検証を行います。


当ブログで用いた法則には、下記の4種類がありました。

    157℃の法則   -10℃を基準とした平均気温の積算値で算出
   4730Kの法則   絶対零度を基準とした平均気温の積算値で算出
    300℃の法則   -10℃を基準とした最高気温の積算値で算出
   5045Kの法則   絶対零度を基準とした最高気温の積算値で算出

これらは、いずれも東京と札幌の過去の開花日前の気温から算出しました。
具体的には、横軸には開花日前の積算気温、縦軸には開花日前の気温をとったグラフを、東京の実測値と札幌の実測値について作成し、両者のグラフの交点から、起点温度と積算気温の関係を読み取る手法です。
しかし、いずれの手法でも、予測日と実績との差の標準偏差は、3日余りありました。
つまり、今回のように2日程度の誤差で予測が的中する確率は、半分もなかったのです。
その意味では、検証するまでもなく、今回の結果はマグレと言われても仕方がなかったのです。

では、なぜ誤差が発生するのでしょうか。
その一つが、下記のグラフに現れています。

予測方法の誤差

これは、最高気温による起点温度と積算気温の関係を示したグラフです。
東京の実測値と札幌の実測値から、起点温度を求めようとしたのですが、実測値だけでは正確な交点を読み取ることが難しいため、3次関数で近似することにしました。
(上のグラフの滑らか線が近似値です)

しかし、グラフの左端の三角(水色)の部分から分かるように、札幌の気温は、近似値と実測値との間に無視しがたい違いがあります。
これが、誤差の要因の一つになったものと思われます。
この部分は、来年のサクラ開花予想の課題と考えています。



これ以外の要因としては、気温の積算方法が考えられます。

今回の開花予想では、-10℃、または絶対零度を基準として、積算気温を計算しました。
しかし、休眠打破の特性を考えると、もっと高い気温が基準となるはずです。
来年のサクラ開花予想までには、この問題も解決したいとおもっています。



最後に、総括します。

王手の気象会社と同等以上の精度で開花を予想できたのは、マグレだったと言われても仕方がないところがあります。
ですが、東京の開花予想のみならず、全く異なる手法ながら鹿児島の開花予想も気象会社より高い精度で予測できた事実もあります。
特に、鹿児島の開花予想は、相関係数が0.9を超える高い精度が確認できています。
また、サクラの開花時期は、標準偏差で6日以上のばらつきがありますが、今回の手法でも標準偏差で3日程度に収まっていることから、多少の予測はできていたと思います。
これらから、基本的な考え方は、大きな間違いがないと思っています。

同時に、多くの課題も見つかりました。
気温の予測精度、起点温度の確定精度、積算気温の基準温度、休眠打破との整合性等は、来年のサクラ開花予想に反映しなければならない課題だと考えています。

個人的には、昨年は己の数学力の不足を痛感しつつ断念せざるを得ず、悔しい思いをしましたが、今年はまずまずの結果を得られたことに満足しています。
もちろん、課題が明確になった状態で放置するつもりはなく、来年には更に高精度の開花予想を実現したいと意気込んでいます。
そして、この延長線上にある、本来の目標である気象予測が、具体的な形として見え始めています。

これからも、地道に努力を積み重ねていくので、御期待ください。

今日(4月5日)、やっと鹿児島でソメイヨシノが開花しました。

東京の開花から遅れる事、実に2週間余り。
私の予想(2月25日更新)よりも3日遅れの開花でした。


九州の県庁所在地の開花を見てみると、ほぼ北から南へと桜前線が進んでいきました。

 福 岡   3月25日  北緯33度34.9分
 佐 賀   3月30日  北緯33度15.9分
 大 分   4月 4日  北緯33度14.1分
 熊 本   4月 1日  北緯32度48.8分
 長 崎   3月30日  北緯32度44.0分
 宮 崎   4月 2日  北緯31度56.3分
 鹿児島   4月 5日  北緯31度33.3分
 (※大分市は暖冬の影響で開花が遅れたとみられています)

温暖化の影響で、「休眠打破」が遅れる傾向が現れていると思われます。



過去に遡り、鹿児島市の開花日について比較してみましょう。

2013年は3月15日に開花しており、これが鹿児島市の開花日の最早記録です。
反対に、今年の開花日は最遅記録です。
両者を比較すれば、見えてくる事実もあるでしょう。

今年との気温変化の違いが、以下のグラフです。

鹿児島市気温変化
(※1週間の気温を平均しています)

2013年に比べると、今年の方が1月上旬までの気温が高いことが分かります。
ですが、それ以降は、総じて今年の方が気温が低い日が続いています。
「休眠打破」の考え方が正しいのなら、1月上旬までの気温に原因がある事になります。

以下のグラフは、2013年と今年の気温差を表しています。

鹿児島市気温差2
(※1週間平均値を基に気温差を計算しています)

明らかに、1月上旬前は今年の方が気温が高いのですが、1月中旬以降は今年の方が気温が低いことが分かります。
これを見ると、「休眠打破」だけが開花の遅れを説明できるわけではなさそうです。
また、鹿児島市の開花日は、気温が最も下がる日付けと強い相関関係(相関係数≒0.9)があることが分かっています。
この事実と「休眠打破」の考えは、相容れないところもあります。

これらは、来年のサクラ開花予想をする際に、分析していこうと思っています。


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鹿児島市の開花予想は、オマケで行ったものです。
また、本編である「サクラ開花予想2017」とは全く異なる方法を用いています。
ですので、「サクラ開花予想2017 【反省会】」では検証を行う予定はありません。

あしからず!

気温の予測が、サクラの開花予想の肝ですが、今回も予測と実際との差を解析します。


前回の検証では、気温の変化パターンをある程度は予測できていたことが分かりました。
今回は、予測と実際との差を具体的に見てみようと思います。

予測気温と実測値の差

予測と実測の日々の差を見ると、全体的に平均気温の方が最高気温よりも差が小さい事が分かります。
差の標準偏差は、以下のようになっています。

 平均気温 : 2.06℃
 最高気温 : 2.63℃

平均気温の方が良い値ですが、小さくない値です。
ただ、サクラの開花に影響を与えるのは、気温の累積値です。

次のグラフは、予測と実測の差の累積値です。

予測気温と実測値の差(積算値)

+側は、予測より実際の気温が低かったことを示しています。
多少の変動はありますが、開花した3月21日は差が小さくなっています。
開花日と予測していた3月19日から実際の開花日の3月21日頃は、実測値にかなり近い気温となっています。
また、平均気温も最高気温も、予測よりやや低い気温となっていますが、予測より気温が低かったことから、開花日も予測より遅くなったとも考えられます。
ただ、最高気温については、実測値との差が15〜20℃程度であることを考えると、予測開花日は2日程度しかズレないはずですから、10日も違っていたことを説明できません。
やはり、最高気温を用いた「300℃の法則」と「5045Kの法則」は、予測方法に問題がありそうです。



まだまだ、反省会は続けますが、何分にもデータ処理に時間が掛かるので、週に一度か二度しかできそうにありません。
御容赦のほど




今日は、エイプリルフールです。
ですが、本記事の内容は、事実に基づいて書いております。

ジョークが通じない伊牟田より!

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