GribStreamブログ
ICON-ART-EUをGribStreamに追加：サハラ砂塵と太陽光発電予測
DWDのICON-ART-EUがGribStreamに登場。10 km格子で鉱物ダスト、エアロゾル光学的厚さ、日射を提供。130項目群、最大5日先の予報と過去の予報を利用できます。
DWDのICON-ART-EUが、データセット名iconarteuでGribStreamに加わりました。 欧州、北アフリカと周辺地域を対象に、鉱物ダスト、エアロゾル光学的厚さ、日射、気象の予報をまとめて利用できます。現行の10 km格子で、130項目群、項目・鉛直層・提供元の注記を合わせて422通りを収録しています。
太陽光発電の出力予測にとって、砂塵は見逃せない要素です。サハラから運ばれたダストは、発生源から数千km離れた発電所の日射量にも影響します。ICON-ART-EUでは、ダストの広がりと日射の予報を併せて調べ、発電予測への影響を検討できます。
10 km格子で、ダストと気象を最大5日先まで
| 特徴 | GribStreamでの提供内容 |
|---|---|
| 対象地域 | 欧州、北アフリカと周辺地域 |
| 水平格子 | 約10 kmのネイティブ三角格子。セル中心は1,013,404点 |
| 予報サイクル | 毎日00・06・12・18 UTC |
| 予報時間 | 最大120時間先。出力間隔は項目と予報時間に応じて1・3・6・12時間 |
| 収録範囲 | 130項目群、項目・鉛直層・注記の422通りの組み合わせ |
| 過去の予報 | 現行格子の2026年10月6日以降に利用可能なサイクル |
気象モデルに大気組成を組み込むICON-ART
ARTはAerosol and Reactive Trace gasesの略です。カールスルーエ工科大学（KIT）がDWDなどと共同で開発したこの拡張機能は、ICONに大気組成の計算を加えます。KITのモデル解説では、エアロゾルや微量気体の放出、輸送、除去と、雲・放射との相互作用が紹介されています。DWDは鉱物ダストの現業予報にICON-ARTを使用しています。
ダストの予報では、粒子が大気中へ放出され、空気とともに移動し、鉛直方向に混合され、沈降や沈着によって除去される過程を追います。粒子の大きさは、運ばれ方にも光との相互作用にも関わります。公開されているART-EUには、粒径別のモード、ダストの総濃度、大気柱全体の量、沈着に関する診断量と、その変化を左右する気象項目が含まれます。
Hoshyaripourらによる2026年のICON-ARTモデル解説論文は、エアロゾルの質量や光学特性を放射計算に取り込む仕組み、光学的厚さやライダー後方散乱の診断方法を説明しています。粒子と放射を結び付けて扱えることが、エネルギー分野でこのモデルを使う大きな理由です。
サハラ砂塵が太陽光発電の予測に関わる理由
ダストは太陽光を散乱・吸収し、地表に届く直達日射と散乱日射を変化させます。雲との相互作用も日射予報に影響し得ます。発電予測を評価する際には、雲量と併せてエアロゾルの状況を調べる意味があります。
具体例として、2014年4月4日にドイツへ到達したサハラ砂塵を対象とするDWD・KITの研究があります。Riegerらは鉱物ダストの影響を計算に含めた結果、この事例研究で調査した日射計観測地点の65%で太陽光発電出力の予測が改善したと報告しています。
GribStreamのART-EUを使うと、複数の発電所について、次の項目を組み合わせた時系列を取得できます。
TAOD_DUST：発電所上空のダストの光学的厚さ。ASWDIR_SとASWDIFD_S：地表の直達日射と下向き散乱日射。CLCT、T_2M、U_10M、V_10M：雲量、気温、風の情報。
砂塵の影響がある時間帯の抽出、発電所ごとの予測評価、ダスト関連の特徴量を加えた発電モデルの検証に利用できます。日射項目の単位はW/m²で、値は予報サイクルの開始時刻からの平均です。区間ごとの値を求める際は、この平均期間を考慮する必要があります。
光学的厚さ、空気中の濃度、地表への沈着を使い分ける
調べたい現象によって、適した項目が変わります。エアロゾル光学的厚さ（AOD）は、ある波長の光が大気柱を通る際の消散を表します。TAOD_DUSTは無次元で、波長は550 nmです。NASAのエアロゾル解説では、この大気柱全体の指標と、地表付近の状態に結び付ける際の鉛直分布の重要性が説明されています。
| 調べたいこと | 役立つART-EU項目 |
|---|---|
| ダストが発電所の上空を通過する時刻 | TAOD_DUST、直達・散乱日射、雲量 |
| ダストが分布する高度 | 公開されている44モデル層のDUST_TOTAL_MCと、層ごとの最大濃度 |
| 大気柱全体に含まれるダストの質量 | DUST_TOTAL_MC_VI |
| ダストが大気から取り除かれる過程 | 各ダストモードの乾性沈着、沈降、湿性沈着の診断量と降水 |
上空にダストの層が流れ込む一方、地表付近では異なる変化が起きる場合、鉛直方向の情報が役立ちます。沈着の項目は、ダストが地表に届く過程や、太陽電池モジュールへの汚れの付着を研究する入力にもなります。地点ごとの汚れによる発電損失を推定するには、モジュール、現地の条件、清掃を扱うモデルが必要です。ART-EUはそのための大気側のデータを提供します。
気象項目と過去の予報を評価に活用する
このデータセットには気温、風、湿度、雲、降水、土壌の状態、地表面のエネルギーフラックスも含まれます。DWDの元の項目名を使って、砂塵とその背景にある気象を同じデータセットで調べられます。ICON-ART-EUの収録項目一覧には、層、単位、注記、出力時刻を掲載しています。
過去の予報は、現行の10 km格子が始まる2026年10月6日から利用できます。過去の砂塵事例を調べ直す、連続するサイクルを比べる、予測対象時刻より前に発表された予報で発電モデルを評価する、といった使い方ができます。履歴の提供範囲はSource Cooperativeの公開アーカイブに従い、一部のサイクルには欠落があります。
ICON-ART-EUのモデルページで項目を選び、時系列APIから対象地点のデータを取得できます。南欧から北アフリカにまたがる発電所群でも、共通のダスト・日射・気象予報を使った分析が可能になります。
気象データ：Deutscher Wetterdienst。アーカイブ：Jacob Prince-Bieker / Source Cooperative。ライセンス：CC BY 4.0。