気象庁データ連動 暑さ指数モニター アプリの特徴と

気象データからのWBGT推算について

アプリ公開に向けて準備中

 

信頼性の高い気象庁が公開しているオンライン気象データ(アメダス)と独自アルゴリズムによって,全国で約840か所の屋外・日陰・屋内の暑さ指数(WBGT)を,リアルタイムで表示します。他の気象データサイトで要求されるような,面倒なAPIキーの登録等は必要なくなりました。本アプリがあなたを暑さから守ります。

 

1.はじめに

  熱中症対策を、もっと身近に、もっと正確に: 20256月の改正労働安全衛生規則の施行により、職場での熱中症対策が義務化されました。「気象庁データ連動 暑さ指数モニター JMA Weather WBGT Simple」は、高価な計測器を持たなくても、スマホ一つで,正確なアメダスのオンライン気象データと独自アルゴリズムによって,暑さ指数(WBGT)管理を可能にします。 

 

【本アプリのつの大きな特徴】

(1)専用機器不要: 嵩張る黒球付き計測器を持ち運ぶ必要はありません。

(2)国内約840か所に対応: 信頼性の高いアメダスのオンライン気象データから暑さ指数(WBGT)を推算します。

(3)簡単操作:面倒なAPIキーの登録等は必要なくなりました。

(4)独自の暑さ指数推算アルゴリズム:天日射量推算アルゴリズム(Watanabe-Geminiモデル2)の新規開発を行っています。

(5)日陰の暑さ指数推算:日射下と日陰の日射量の分離ロジックによって,新たに日陰WBGTの推算を可能にしました。

(6)暑さ指数計算機:温室等の局所的な空間において,温度・湿度の入力と日射量推算から暑さ指数を推算できる機能を追加しました。

 

2.システム要件

・OS: Android 8.0以上

 

3.暑さ指数の推算

 

 気象庁が提供されておりますアメダスの気象データは,我が国の気象データとしては,最も信頼できるものでありますが,その気象データから屋外暑さ指数を推算しようとした場合には,いくつかの課題にぶつかります。

 暑さ指数(WBGT, Wet Bulb Globe Temperature, 湿球黒球温度)の計算には,以下に示しますように,湿球温度Tw,乾球温度(気温)Td,および黒球温度Tgが必要となります。Twは,気温と湿度がわかればStullの式等から計算できます。Tdは気温となります。屋内WBGTの場合には,気温と湿度から推算できるのですが,屋外WBGTの場合には,直射日光等による熱の影響を含んだ黒球温度Tgを知る必要があります。OpenWeather等の海外気象データサービスの場合には,雲量(%)等のデータが提供されており,全天日射量の推算が可能なのですが,気象庁で公開しているデータの場合には,日照時間(前1h,前10分)という形でしか気象データの提供がなく,そのデータのままですと屋外暑さ指数の推算が難しいという課題がありました。

 

4.気象庁公開データ(アメダス)から得られる気象データは?

 

 気象庁が提供されております気象データ(アメダス)のフォーマットの例を,ある時刻のデータから一部抜粋した形で以下に示します。

 

"34392":{"pressure":[1008.1,0],

"normalPressure":[1013.1,0],

"temp":[24.8,0],

"humidity":[74,0],

"visibility":[20000.0,0],

"sun10m":[6,0],

"sun1h":[0.3,0],

"precipitation10m":[0.0,0],

"precipitation1h":[0.0,0],

"precipitation3h":[0.0,0],

"precipitation24h":[0.0,0],

"windDirection":[7,0],

"wind":[5.6,0]},

 

上記データから,気温24.8℃,総体湿度74%,風速5.6m/sと読み取れるのですが,

日射に関しては,

"sun10m":[6,0],

"sun1h":[0.3,0],

の表記となっています。アメダスのデータ項目名「sun10m」は、直近の10分間における日照時間(単位:分)を表しています。"sun10m":[6,0],から,直近の10分間に6分間日射があったことがわかります。このとき,気象庁の定義では、日照時間としてカウントする(=日射があるとみなす)直達日射量の閾値は0.12 kW/㎡(120 W/㎡)以上とされています。

 アメダスの気象データには,直達日射量(kW/㎡)の情報がありませんので,これでは屋外暑さ指数の推算に必要なTgを算出することができません。

 

 

7.なぜ日陰WBGTがわかるのか?

 

 私たちの全天日射量推算アルゴリズム(Watanabe-Geminiモデル2)では,日射下(直射日光が当たる場所)」と「日陰(建物などで直達光が遮られた場所)」の日射量の分離を行っています。

  全天日射量 I = 直達日射量 Id + 散乱日射量 Is

  ・日射下の全天日射量 = Id + Is (通常の全天日射量)

  ・完全な日陰の日射量 = Is (空全体から届く青空の光や雲からの散乱光のみ)

  散乱比(全天日射量に対する散乱日射量の割合 Kd = Is / I)

 これによって建物などで直達光が遮られた場所にも届いている散乱日射量 Isから,日陰の暑さ指数WBGTの推算という新たな機能を可能にしています。

 

8.なぜ暑さ指数計算機は必要なのか?

 

 気象庁が提供されております気象データ(アメダス)は広域な気象データであるため,それら気象データから推算される暑さ指数WBGTは,作業現場のローカルな暑さ指数とは異なる場合もあります。例えば,温室で作業する場合などは,気象データに近い日射は受けているものの,気温や湿度は植物の生育環境に合わせて調整されていると考えらます。このようなとき,温湿度計が設置されているならば,その温度及び湿度の値を読み取って,それらの値を手入力して暑さ指数WBGTを計算できる機能を有した『暑さ指数計算機』を用意しました。このような暑さ指数計算機は,室内の空調温度の制御においても有効と考えられます。

 

9.気象データの取得および暑さ指数の推算について

 

 本ソフトウェアで表示される暑さ指数や日射量は,気象庁が公開している気象データ(アメダス)を利用し,新たに開発した独自の推算アルゴリズム(Watanabe-Geminiモデル1, Watanabe-Geminiモデル2)によって推算しています。

 

 

10.情 報

 

 

【免責事項】

 本アプリのWBGT値は気象庁が公開している気象データを用いて半物理モデルにより計算した推定値です

実際の現場の状況を優先し、熱中症予防の参考値としてご利用ください。

医療・安全判断の最終決定は専門の機器で行ってください。

本アプリの使用による損害について開発者は責任を負いません。

 

【謝 辞】

本プロジェクトでは、GoogleのAIモデル「Gemini」を共同開発パートナーとして迎え,

暑さ指数WBGTの推算モデル(Watanabe-Geminiモデル1および2)やそれらに基づくアプリの開発を行いました。

オブジェクト指向設計のアドバイスや気象データを用いた暑さ指数の推算ロジックの構築において、

多大な技術協力を得たことをここに感謝いたします。