Vol.218 さまざまな計測単位の定義と計測方法

さまざまな計測単位の定義と計測方法

~ 「風速」と「風速計測」について ~

「風速」という言葉を辞書で調べてみると、
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□風の吹く速さ
□1秒間に空気が移動した距離
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と説明されています。
日本国内において単に「風速」という場合、地上10メートルの高さにおける10分間の「平均風速」を指し、「平均風速」の中の最大値が「最大風速」です。また、3秒間を0.25秒毎に測定したデータの平均値を「瞬間風速」といい、指定した期間内における「瞬間風速」の最大値を「最大瞬間風速」といいます。これは、気象予報などで、台風の強さを数値化して示す際によく使われる言葉ですね。台風は発生してから徐々に勢力を拡大し、やがて温帯低気圧へと変わって行きますが、気象予報では、台風の進路として予想されるエリアに台風が接近してから、通過するまでの期間において予想される「最大瞬間風速」を示し、警戒を呼び掛けています。「瞬間風速」や「瞬間最大風速」は、「平均風速」の1.5倍から、場合によっては3倍以上になることもあります。

「風速」の単位として日本国内で一般的に使われているのが「メートル毎秒(m/s)」、つまり1秒間で空気が移動した距離を指し、「風速○メートル」などといいます。国際的には1秒間で空気が移動した距離を「ノット(kt ※1ノットは0.51444メートル)」が広く使用されています。
参考までに、過去に日本国内で観測した「最大瞬間風速」のランキングをご紹介します。

さまざまな計測単位の定義と計測方法

■最大瞬間風速ランキング(※1)
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1位:静岡県 富士山 91.0m/s (1966年9月25日)
2位:沖縄県 宮古島 85.3m/s (1966年9月5日)
3位:高知県 室戸岬 84.5m/s (1961年9月16日)
4位:沖縄県 与那国島 81.1m/s (2015年9月28日)
5位:鹿児島県 名瀬 78.9m/s (1970年8月13日)
6位:沖縄県 那覇 73.6m/s (1956年9月8日)
7位:愛媛県 宇和島 72.3m/s (1964年9月25日)
8位:沖縄県 石垣島 71.0m/s (2015年8月23日)
9位:沖縄県 西表島 69.9m/s (2006年9月16日)
10位:徳島県 剣山 69.0m/s (1970年8月21日)
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上記の比較対象として、今年8月に西日本を中心に甚大な被害をもたらした「台風21号」を挙げてみますと、大阪府田尻町関空島(関西空港)で観測した「最大瞬間風速」で、58.1m/sです。ランキング10位以内の数値がどれほど凄まじい「風速」であったのかが解ります。ちなみに世界記録は、1997年12月16日に、米グアム島のアンダーソン基地で記録された105.5メートルです。ただし、この記録は観測機器が破損してしまったため「参考記録」でしかありません。

最新計測器をもってしても、正確には計測することができない「風速」が地球上で発生し得る、という事実には、ただただ驚愕するばかりですね。「風速」を計測する「風速計」にはいくつかの種類がありますが、大きく以下の4種類で、計測が可能な風速の最大値は、50m/s~100m/s程度です。

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□翼車(ベーン)式風速計(※1)
風車の原理を応用したシンプルな方式です。翼の回転数を測定することで、風速を測定します。※「微風」の測定には弱いというデメリットがありますが、気象庁や気象観測所などで使われているのはこの方式です。
□熱式風速計
通電状態にあるセンサーが、風で冷却されたときに生じる電気抵抗の変化を測定することで風速を測定します。
□超音波式風速計
超音波が一定距離を伝わるのに要する時間を測定し、風の影響による到達時間の遅れから風速を測定します。
□ピトー管式風速計
風の流れに対して正面と直角方向に小孔を持ち、それぞれの孔から別々に圧力を取り出す細管が内蔵されています。その圧力差をマイクロマノメーターで測定することにより、風速を測定します。
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いかがでしたでしょうか。今後もさまざまな分野における、「計測単位と計測方法」をご紹介して参りたいと思います。

■国土交通省 気象庁/風向風速計(※1)
https://www.jma.go.jp/jma/kishou/know/kouku/2_kannsoku/22_amos/index1.html

■国土交通省 気象庁/過去の気象データ 歴代全国ランキング
http://www.data.jma.go.jp/obd/stats/etrn/view/rankall.php

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