福島浮体式洋上ウィンドファーム実証研究事業

福島沖浮体式洋上風況観測タワーデータの公開

2017年11月1日公開
2019年2月15日改訂

サブステーション模式図

浮体式洋上風況観測タワー概要

項目 福島沖浮体式洋上風況観測タワー
気象・海象 風速・風向, 波高・波周期, 流速・流向
水深 120m
離岸距離 20km
観測タワー高さ 60m
浮体の喫水 50m
設置年月 2013.11
観測開始年月 2014.9

観測項目

区分 項目 観測機器 観測要素 評価時間 観測位置・層
気象 風況 三杯式風速計(9台) 風速 10分 40,50,60m
矢羽根式風向計(10台) 風向 10分
トップラーライダー(1台) 風速・風向 10分 60m~310m(12層)
海象 波浪 波浪ブイ(1台)(注1) 有義波高・有義波周期(注2) 60分 海面
海象計(1台) 有義波高・有義波周期(注2) 60分 海面
流況 海象計(1台) 流速・流向 60分 水深6.5m,8.5m,11.0m
ADCP(流速プロファイラー)(1台) 流速・流向 60分 水深5.5m,7.6m,11.8m

注1)観測機器の設置箇所は、波浪ブイは海岸線から約20km離れたふくしま未来近傍の海域に、他の観測機器はサブステーション上に設置している。</span><br />
					注2)本年度は3年間のデータ取得率が波浪ブイより高い海象計を優先的に使用し本公開データを作成した。また、2017年の公開時には波浪ブイで計測された波のスペクトルから求めた有義波周期(Ts)は、海象計の有義波周期(T1/3)と等しいとしたが、観測データを精査した結果、両者にバイアスがあることが分かったため、海象計で計測した有義波周期(T1/3)を真値とし、波浪ブイの有義波周期(Ts)を補正した。なお海象計の有義波高(H1/3)と波浪ブイの有義波高(Hs)は2017年度公開時と同様に等しいとしている。

風況データ(2015年~2017年)

1:風速階級別出現頻度

項目 観測年度 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 年間
ワイブル分布の
形状係数(k)
2015年 1.85 1.67 1.9 2.05 2.1 2.46 1.47 2.02 1.93 1.55 2.29 2.07 1.88
2016年 2.06 2.08 1.96 2.08 2.02 1.88 2.42 1.67 1.79 2.05 2.34 2.06 1.96
2017年 2.56 2.23 1.87 1.96 2.16 1.63 2.12 1.94 1.47 1.98 1.98 1.71 1.91
ワイブル分布の
尺度係数(c)
2015年 9.07 8.71 8.55 9.15 8.54 7.95 6.24 7.25 6.92 8.08 8.29 8.38 8.12
2016年 8.62 8.67 8.24 9.68 9.19 7.36 6.69 8.13 6.7 7.72 8.13 9.46 8.25
2017年 10.53 10.60 8.04 9.14 8.59 7.01 8.30 6.91 7.00 7.89 8.01 8.53 8.42

風速階級別出現頻度(観測高度:60m)

解説

風速階級別出現頻度は、年度によらず同様の分布を示している。

2:風向の出現頻度

観測年度 風向の出現頻度[%](観測高度:60m)
N NNE NE ENE E ESE SE SSE S SSW SW WSW W WNW NW NNW
2015年 11.2 7.7 4.0 3.0 2.9 2.5 2.8 4.5 9.6 12.9 3.8 2.5 4.9 6.8 8.6 12.6
2016年 11.8 8.2 4.7 3.1 2.4 2.0 2.5 3.7 10.3 12.1 4.0 2.6 4.9 6.7 8.9 11.9
2017年 9.6 7.2 4.7 3.6 2.8 2.3 3.0 3.5 8.2 13.0 3.6 2.7 5.8 9.7 10.2 10.2

風向の出現頻度(観測高度:60m)

解説

風向の出現頻度は、年度によらず南北方向が卓越している。2017年は他年度と異なり、WNWの頻度が高い傾向である。

3:年平均風速の鉛直分布

平均風速[m/s] α
機器 三杯 三杯 三杯,Lidar Lidar Lidar Lidar
観測高度 40m 50m 60m 70m 80m 100m
2015年 6.64 6.83 6.90 7.01 7.11 7.27 0.096
2016年 7.02 7.18 7.18 7.30 7.40 7.56 0.084
2017年 7.43 7.61 7.60 7.72 7.80 7.96 0.075

年平均風速の鉛直分布

解説

100m高さの平均風速で規格化した平均風速の鉛直分布のべき指数は0.1未満であり、既往の観測データとよく一致している。

4:風速階級別乱流強度

風速階級別乱流強度(観測高度:60m)

解説

風速階級別乱流強度は、30m/s以上の風速帯を除き、どの年度もIEC61400-CategoryCを下回っている。

5:月別平均風速

項目 観測高度[m] 観測年度 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 年平均
平均風速[m/s] 60m 2015年 8.1 8.0 7.5 8.1 7.4 6.8 5.9 6.3 6.2 7.5 7.2 7.4 7.2
2016年 7.7 7.7 7.3 8.7 8.0 6.6 5.8 7.1 6.0 6.8 7.0 8.4 7.2
2017年 9.4 9.4 7.3 8.2 7.5 6.3 7.3 6.1 6.6 6.8 7.1 7.8 7.5
データ取得率[%] 2015年 85.7 84.4 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 97.5
2016年 100.0 88.2 100.0 93.5 100.0 100.0 98.7 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 98.4
2017年 100.0 90.2 97.5 100.0 100.0 100.0 99.6 99.7 100.0 100.0 90.1 100.0 98.1

月別平均風速(観測高度:60m)

解説

年平均風速は、7.2m/s~7.5m/sの範囲である。1月における月平均値は2016年が7.7m/s、2017年が9.4m/sと1.7m/sの差異があり、他の月と比較すると差異が大きい。

6:月別平均乱流強度

項目 観測高度[m] 観測年度 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 年平均
乱流強度
平均値[%]
60m
(全風向)
2015年 10.9 9.9 9.6 5.7 7.3 7.1 8.7 8.2 8.4 9.4 9.4 11.4 8.8
2016年 12.1 11.0 11.1 7.7 7.7 8.2 8.0 8.4 10.0 10.7 12.4 12.7 10.0
2017年 12.1 11.8 9.3 8.1 7.9 10.0 7.5 9.1 9.4 10.9 10.9 13.7 10.1

月別乱流強度(観測高度:60m)

解説

年平均乱流強度は、8.8%~10.1%の範囲にあり、2016年・2017年の年平均乱流強度が約10%に対し、2015年は8.8%と他年度と比べて小さい。

波浪データ(2015年~2017年)

1:波高階級別出現頻度

波高階級別出現頻度

解説

波高階級別出現頻度は1.00~1.25mが最も高く、年度による違いは見られない。

2:波向別出現頻度

項目 観測年度 N NNE NE ENE E ESE SE SSE S SSW SW WSW W WNW NW NNW
出現率[%] 2015年 3.1 5.0 9.9 13.1 14.4 15.0 15.9 15.1 6.9 0.4 0.0 0.1 0.1 0.1 0.2 0.7
2016年 2.9 7.3 12.8 11.9 11.7 16.6 16.4 12.3 6.2 0.4 0.2 0.1 0.0 0.0 0.1 0.9
2017年 5.8 7.5 9.0 12.6 14.1 14.1 11.2 12.8 8.1 1.0 0.3 0.1 0.2 0.4 0.8 2.0

波向別出現頻度

解説

東(E)~南南東(SSE)の出現頻度が高く、西側には陸地があるため、波は太平洋側から来ることに対応している。

3:周期階級別出現頻度

周期階級別出現頻度

解説

2015年の出現頻度は7~8秒が最も高く、2016、2017年は6~7秒が最も高い。出現頻度の分布は年度により大きく異なることが分かる。

4:波高と周期の結合確率分布

表1 波高と周期の結合確率分布(2015年)

0.0~ 1.0~ 2.0~ 3.0~ 4.0~ 5.0~ 6.0~ 7.0~ 8.0~ 9.0~ 10.0~ 11.0~ 12.0~ 13.0~ 14.0~ 15.0~ 16.0~ 出現度数 出現率[%]
10.00~                                   0 0.0
9.50~10.00                                   0 0.0
9.00~9.50                                   0 0.0
8.50~9.00                                   0 0.0
8.00~8.50                                   0 0.0
7.50~8.00                                   0 0.0
7.00~7.50                                   0 0.0
6.50~7.00                                   0.0 0.0
6.00~6.50                       1 3 2 2     8 0.1
5.50~6.00                     1 7     1     9 0.1
5.00~5.50                   2 6 1 1 5       15 0.2
4.50~5.00                   5 3 1 1 6 4 1   21 0.2
4.00~4.50               1 8 35 8 6 4 6 7     75 0.9
3.50~4.00               6 46 67 31 17 8 2 6     183 2.1
3.00~3.50             1 19 71 113 31 14 1 13 8     271 3.1
2.50~3.00           1 33 94 172 127 35 4 4 12       482 5.5
2.00~2.50           16 144 283 260 77 61 21 13 12       887 10.1
1.75~2.00           31 122 336 281 80 36 5 7 2       900 10.3
1.50~1.75           96 229 362 266 141 63 8 9         1174 13.4
1.25~1.50         12 125 319 483 321 205 82 32 5         1584 18.1
1.00~1.25         24 193 372 534 300 132 20 6           1581 18.0
0.75~1.00         26 125 314 386 302 104 6             1263 14.4
0.50~0.75         3 45 88 125 44   1             306 3.5
0.25~0.50               1                   1 0.0
~0.25                                   0 0.0
出現度数 0 0 0 0 65 632 1622 2630 2071 1088 384 123 56 60 28 1 0 8760 100.0
出現率[%] 0.0 0.0 0.0 0.0 0.7 7.2 18.5 30.0 23.6 12.4 4.4 1.4 0.6 0.7 0.3 0.0 0.0 100.0  

表2 波高と周期の結合確率分布(2016年)

0.0~ 1.0~ 2.0~ 3.0~ 4.0~ 5.0~ 6.0~ 7.0~ 8.0~ 9.0~ 10.0~ 11.0~ 12.0~ 13.0~ 14.0~ 15.0~ 16.0~ 出現度数 出現率[%]
10.00~                                   0 0.0
9.50~10.00                                   0 0.0
9.00~9.50                                   0 0.0
8.50~9.00                                   0 0.0
8.00~8.50                         1         1 0.0
7.50~8.00                         1         1 0.0
7.00~7.50                     1 1 1         3 0.0
6.50~7.00                     1 1           2 0.0
6.00~6.50                     6             6 0.1
5.50~6.00                   2   2 3         7 0.1
5.00~5.50                 1 1 7 6 2         17 0.2
4.50~5.00                 1 2 7 8 1         19 0.2
4.00~4.50               1 4 2 12 9 3         31 0.4
3.50~4.00             1 23 26 21 5 11 4         91 1.0
3.00~3.50             14 46 35 34 15 2 3 3       152 1.7
2.50~3.00           8 76 84 99 48 19 7 5 4 1     351 4.0
2.00~2.50         1 79 252 238 181 101 44 35 12 6 6 3   958 10.9
1.75~2.00           145 210 191 138 78 28 14 1   1 4   810 9.2
1.50~1.75         14 233 284 255 177 94 29 10 4         1100 12.5
1.25~1.50         24 346 450 399 198 94 32 11 1   1     1556 17.7
1.00~1.25         46 310 624 610 186 21 16 2           1815 20.7
0.75~1.00         38 231 620 501 132 31 5             1558 17.8
0.50~0.75         6 43 103 103 26 1               282 3.2
0.25~0.50         3 7                       10 0.1
~0.25                                   0 0.0
出現度数 0 0 0 0 132 1402 2634 2451 1204 530 227 119 42 13 9 7 0 8770 100.0
出現率[%] 0.0 0.0 0.0 0.0 1.5 16.0 30.0 27.9 13.7 6.0 2.6 1.4 0.5 0.1 0.1 0.1 0.0 100.0  

表3 波高と周期の結合確率分布(2017年)

0.0~ 1.0~ 2.0~ 3.0~ 4.0~ 5.0~ 6.0~ 7.0~ 8.0~ 9.0~ 10.0~ 11.0~ 12.0~ 13.0~ 14.0~ 15.0~ 16.0~ 出現度数 出現率[%]
10.00~                                   0 0.0
9.50~10.00                                   0 0.0
9.00~9.50                                   0 0.0
8.50~9.00                                   0 0.0
8.00~8.50                                   0 0.0
7.50~8.00                                   0 0.0
7.00~7.50                                   0 0.0
6.50~7.00                       1           1 0.0
6.00~6.50                       2 2         4 0.0
5.50~6.00                   4 1 4 4         13 0.1
5.00~5.50                 1 13 5 3           22 0.3
4.50~5.00               2 4 9 13 3 2         33 0.4
4.00~4.50               7 5 19 16 8 2         57 0.7
3.50~4.00               22 50 25 23 12 1         133 1.5
3.00~3.50             6 53 78 69 32 13 6         257 2.9
2.50~3.00           1 48 86 80 65 40 24 2         346 4.0
2.00~2.50           50 214 172 106 89 67 51 2 1 2 1   755 8.6
1.75~2.00           87 204 141 154 102 43 19 4 2 2     758 8.7
1.50~1.75         12 145 275 257 183 128 75 12 8 5       1100 12.6
1.25~1.50         21 228 354 477 337 179 61 25 3         1685 19.2
1.00~1.25         54 342 510 490 274 138 38 6 3         1855 21.2
0.75~1.00         28 180 493 358 157 67 5             1288 14.7
0.50~0.75         3 32 183 138 54 33 8             451 5.1
0.25~0.50                                   0 0.0
~0.25                                   0 0.0
出現度数 0 0 0 0 118 1065 2287 2203 1483 940 427 183 39 8 4 1 0 8758 100.0
出現率[%] 0.0 0.0 0.0 0.0 1.3 12.2 26.1 25.2 16.9 10.7 4.9 2.1 0.4 0.1 0.0 0.0 0.0 100.0  

解説

波高と波周期の関係を見ると、2015年は有義波高0.75~1.50m、有義波周期8~9秒の出現頻度が高く、
2016、2017年は有義波高0.75~1.25m,有義波周期6~7秒の出現頻度が高い。

5:月別の平均有義波高およびデータ取得率

項目 観測年 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 年平均
平均有義波高[m] 2015年 1.60 1.96 1.53 1.48 1.39 1.43 1.41 1.91 1.83 1.76 1.84 1.48 1.63
2016年 1.38 1.43 1.55 1.72 1.43 1.49 1.24 2.22 1.53 1.31 1.50 1.49 1.53
2017年 1.78 1.72 1.80 1.67 1.33 1.38 1.14 1.54 1.78 1.90 1.37 1.20 1.55
データ取得率 2015年 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0
2016年 100.0 100.0 100.0 100.0 98.8 99.9 100.0 99.7 100.0 99.7 100.0 100.0 99.8
2017年 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 99.7 100.0 100.0 100.0 100.0
機器内訳[%]
ALL 2015年 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0
海象計 0.0 0.0 0.0 8.8 99.9 95.6 100.0 100.0 100.0 81.5 99.3 99.7 65.8
波浪ブイ 100.0 99.9 90.9 91.9 0.1 4.4 0.0 0.0 0.0 18.5 0.0 0.0 33.3
NOWPHAS 0.0 0.1 9.1 0.1 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.7 0.3 0.9
ALL 2016年 100.0 100.0 100.0 100.0 98.8 99.9 100.0 99.7 100.0 99.7 100.0 100.0 99.8
海象計 90.3 45.4 5.1 11.3 0.0 0.0 0.0 62.8 0.0 0.0 1.0 98.8 26.4
波浪ブイ 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
NOWPHAS 9.7 54.6 94.9 88.8 98.8 99.9 100.0 37.0 100.0 99.7 99.0 1.2 73.5
ALL 2017年 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 99.7 100.0 100.0 100.0 100.0
海象計 100.0 90.2 100.0 99.2 99.5 68.1 59.1 96.6 81.7 97.7 90.0 100.0 90.2
波浪ブイ 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
NOWPHAS 0.0 9.8 0.0 0.8 0.5 31.9 40.9 3.4 18.1 2.3 10.0 0.0 9.7

月別平均有義波高およびデータ取得率

解説

月別平均有義波高は1.20m~2.22mの範囲にある。

6:月別の平均有義波周期およびデータ取得率

項目 観測年 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 年平均
平均有義波高[m] 2015年 7.70 8.50 7.85 7.13 7.56 7.46 8.66 8.53 8.53 8.09 7.76 7.41 7.93
2016年 7.22 7.13 7.66 7.35 6.58 6.95 6.92 8.73 7.23 6.99 7.35 7.18 7.28
2017年 8.05 7.84 8.27 7.34 6.70 7.28 7.40 7.35 8.38 8.22 7.33 6.97 7.59
データ取得率 2015年 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0
2016年 100.0 100.0 100.0 100.0 98.8 99.9 100.0 99.7 100.0 99.7 100.0 100.0 99.8
2017年 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 99.7 100.0 100.0 100.0 100.0
機器内訳[%]
ALL 2015年 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0
海象計 0.0 0.0 0.0 8.8 99.9 95.6 100.0 100.0 100.0 81.5 99.3 99.7 65.8
波浪ブイ 100.0 99.9 90.9 91.9 0.1 4.4 0.0 0.0 0.0 18.5 0.0 0.0 33.3
NOWPHAS 0.0 0.1 9.1 0.1 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.7 0.3 0.9
ALL 2016年 100.0 100.0 100.0 100.0 98.8 99.9 100.0 99.7 100.0 99.7 100.0 100.0 99.8
海象計 90.3 45.4 5.1 11.3 0.0 0.0 0.0 62.8 0.0 0.0 1.0 98.8 26.4
波浪ブイ 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
NOWPHAS 9.7 54.6 94.9 88.8 98.8 99.9 100.0 37.0 100.0 99.7 99.0 1.2 73.5
ALL 2017年 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 99.7 100.0 100.0 100.0 100.0
海象計 100.0 90.2 100.0 99.2 99.5 68.1 59.1 96.6 81.7 97.7 90.0 100.0 90.2
波浪ブイ 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
NOWPHAS 0.0 9.8 0.0 0.8 0.5 31.9 40.9 3.4 18.1 2.3 10.0 0.0 9.7

月別平均有義波周期およびデータ取得率

解説

月別平均有義波周期は6.58~8.73秒である。当該サイトは、太平洋の強いうねりの影響を受けるため、年間を通して波周期が長い。

流況データ(2015年~2017年)

1:流速の階級別頻度分布

流速の階級別出現頻度分布(観測水深:-11.0m)

解説

流速の階級別出現頻度は、2016年・2017年は低流速域の頻度が高くなっているが、2015年は若干広がりを持つ分布であり傾向が異なる。

2:流向の出現頻度

項目 観測年度 N NNE NE ENE E ESE SE SSE S SSW SW WSW W WNW NW NNW
出現率[%] 2015年 5.7 5.3 4.0 3.5 3.0 3.3 4.7 9.4 21.4 14.4 7.5 4.7 2.9 2.7 3.1 4.4
2016年 4.4 5.8 6.8 6.0 4.9 4.9 5.9 7.1 9.7 11.0 10.2 7.5 5.3 3.9 3.4 3.1
2017年 4.8 7.2 6.3 5.8 4.2 4.3 4.8 5.9 9.1 10.8 11.1 8.3 5.3 4.1 3.6 4.3

流向の出現頻度(観測水深:-11.0m)

解説

流向の出現頻度は、2015年は南方向に卓越するのに対し、2016年・2017年は若干広がりを持つ分布である。

3:年平均流速の鉛直分布

年平均流速の鉛直分布

解説

海面下6.5m~11mにおける平均流速の鉛直分布は、鉛直方向の差はあまり見られない。2015年の海面下6.5m~11mにおける平均流速は0.17~0.18m/sの範囲にあり、2016年2017年は0.14~0.16m/sの範囲にあり、2015年は他年度より流速が高い傾向である。

4:月別平均流速及びデータ取得率

項目 観測水深 観測年 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 年平均
平均流速(m/s) 11.0m 2015年 0.11 0.09   0.14 0.17 0.20 0.15 0.31 0.31 0.26 0.14 0.09 0.18
2016年 0.13 0.12           0.19 0.16 0.15 0.16 0.21 0.16
2017年 0.18 0.16 0.15 0.13 0.13 0.14 0.14 0.15 0.19 0.18 0.17 0.14 0.15
データ取得率(%) 2015年 83.1 70.2 0.0 48.6 100.0 95.6 100.0 100.0 100.0 100.0 99.3 100.0 83.1
2016年 100.0 61.2 5.0 11.4 0.0 0.0 0.0 92.2 100.0 100.0 100.0 98.8 55.7
2017年 100.0 90.3 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 90.0 100.0 98.4

月別平均流速(観測水深:-11.0m)

解説

2015年8-10月は2016年に比べて流速が約2倍高く、2016年12月は2015年に比べて流速が約2倍高い。2015年8月は黒潮の北上が抑えられ、南向の流れが卓越し、2016年12月は黒潮が北上したため、福島沖で北東向の強い流れが卓越した。

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