Kochi University of Technology Academic Resource Repository

古谷, 玲

Japanese

脳活動の時空間パターンに基づく深層学習デコーディングによって明らかにされた視覚情報処理: fMRI と EEG の同時計測による研究

織田, 佳乃子

国語の学力と数学的文章題における意味理解の関係性に関する一考察

上野, 友大

還元熱処理による ZnO ナノロッドの光学特性影響

亀阪, 亮紀

FPGA を用いたリアルタイム AI カメラシステムの設計と評価

特集　里山基盤科学技術の社会実装モデルプロジェクト2020departmental bulletin pape

山崎, 将滉

山本, 大誠

赤塚, 慎

山本, 真行

里山におけるインフラサウンドと気象の観測
山崎　将滉 1 山本　大誠 2
赤塚　慎 3∗ 山本　真行 3
(受領日：2021年 5月 31日)
1高知工科大学大学院工学研究科社会システム工学コース
〒 782–8502高知県香美市土佐山田町宮ノ口 185
2高知工科大学院工学研究科エネルギー工学コース
〒 782–8502高知県香美市土佐山田町宮ノ口 185
3高知工科大学大学システム工学群
〒 782–8502高知県香美市土佐山田町宮ノ口 185
∗ E-mail: akatsuka.shin@kochi-tech.ac.jp
要約：本研究では高知県香美市にある里山において林地内外のインフラサウンド（可聴下の超低周
波音）と気象環境の実測調査を行った。今年度の調査では、林内温湿度計を新たに追加し、周辺環
境の異なる林地内の気象環境を測定した。また、インフラサウンドセンサを設置し、インフラサウ
ンドの測定も行った。林地内外の気象観測データを比較し、インフラサウンドとの比較をすること
で異なる周辺環境での気象環境の傾向やインフラサウンドとの関連性について分析した。
林地内外の気象観測データを比較したところ、伐採前後で林地内の気象環境が変化していること
がわかった。また、数 10ｍの標高の違いであれば標高よりも日当たり等の周辺環境の影響が大きく
なることが示唆された。
気象観測データとインフラサウンドとの比較では、風速とインフラサウンドの間で 0.4程度の弱い
正の相関がみられた。雨量との比較では有意な相関は見ることが出来なかった。また Low Frequency
（LF）帯インフラサウンド（0.1 Hz以下）から寒冷前線の通過の影響とみられる特徴的な増大波形を
検出することが出来た。
1.はじめに
高知工科大学では、心豊かな社会の実現のために
里山基盤科学技術の社会実装モデルプロジェクトに
取り組んでいる。このプロジェクトでは、科学的な
手法を用いて、里山における安全で安心な暮らしを
提案することを目標としている 1)。対象地域である
里山で生活をする上で、熱中症のリスク、建築部材
の劣化、農作物の病害、自然災害など様々な問題が
起こりえる。これらの問題の対策として、気象観測
やインフラサウンド観測により里山の気象環境と
インフラサウンドとの関連性を把握する必要があ
ると考えられる。
そこで本研究では、里山の林地内外の気象環境と
インフラサウンドとの関連性を把握するために実
測調査を行った。今回の調査では、以前から行われ
ている調査 2) で使用している気象観測装置に加え
て、林内温湿度計を複数箇所追加し周辺環境の異な
る場所での気象環境を測定した。また、新たにイン
フラサウンドセンサを用いてインフラサウンドを
測定し、気象データとインフラサウンドの関連性に
ついて分析した。
33
図 1.気象観測装置設置場所
2.気象観測について
2.1 目的
林地内の気象環境を把握するためには、様々な条
件下での測定が望ましいと考えた。しかし、以前か
ら使用している気象観測装置の設置場所では標高
しか考慮できていないことがわかっている。そのた
め、複数箇所追加することで周辺環境を考慮した
測定を試みた。追加した温湿度計には T&D社製の
RTR-507Sを用いた。
2.2 環境設定
(1)調査概要
里山の林地内外を対象として、2020年 8月 24日
から気象観測を行った。観測データを過去 2年間の
データと比較し、林地内の伐採前後の気象環境の変
化を把握した。また、周辺環境を変えることで気象
環境がどのように変化するかを把握した。
(2)調査地点
気象ステーションと林内温湿度計の設置場所との
位置関係をそれぞれ図 1、図 2に示す。林地外の気
象データとしては、以前から使用されている気象
ステーション（仮社殿、東屋）を使用した。林内温
湿度計は以前から使用されている 3箇所（02、04、
06）に加えて新たに 6箇所設置した（01、03、05、
08、09、10）。新たに設置する場所としては、同じ
レベルで日当りの違う条件にした。この 9箇所で得
られたデータを林内の気象データとした。
(3)調査項目
林地外のデータとして使用する 2箇所に設置され
た気象ステーションでは、気温・相対湿度・風速・風
向・降水量を取得した。林地内のデータとして使用
図 2.気象観測装置設置レベル
図 3.林地内での気温変化
（2020/12/23～2021/01/23）
する 3箇所に設置された林内温湿度計と新たに追加
した 6箇所の林内温湿度計では、気温と相対湿度を
取得した。設置した林内温湿度計の内、saoka07は
設置の時に故障し、saoka05については台風の影響
で故障したため本研究では使用しなかった。また、
林地外の気象ステーションも記録ができていない期
間があったため、記録できている期間のみを比較に
用いた。
2.3 気象観測データ
(1)気温と標高の関係
林地内 5箇所の気温の時系列変化を図 3に示す。
以前行われた研究結果では、標高が高いほど、日中
の気温は低く、夜間の気温は高い傾向があった。し
かし、今回の結果では saoka01は saoka03、saoka09
よりも標高が低いにも関わらず気温が最も高いこ
とがわかる。このことから、数 10mの標高差であ
れば、標高よりも日当たり等の周辺環境の影響が大
きくなることが示唆された。
(2)伐採前後での林地内外の気象環境の比較
林地内外のそれぞれ 1 箇所における気温と相対
湿度の時系列変化を図 4、図 5、図 6、図 7に示す。
34
図 4.伐採前の林地内外での気温変化
（2018/11/27～2018/12/03）
図 5.伐採後の林地内外での気温変化
（2020/11/27～2020/12/03）
図 6.伐採前の林地内外での湿度変化
（2018/11/27～2018/12/03）
2018年から 2020年の間に 2回の伐採が行われてい
る。その結果、気温については大きな変化が見られ
なかったが、相対湿度については変化が見られた。
伐採前、林地内は林地外よりも湿度が高いが伐採
後、林地内は林地外よりも湿度が低くなっている。
これは伐採により通気性が上がったことによるもの
だと考えられる。
(3)気温と風速の関係
林地内外の気温と、そのときに林地外で観測され
た瞬間風速との関係を図 8に示す。瞬間風速が大き
いほど、それに伴って林地内外どちらも気温が急激
に変化することがわかった。
図 7.伐採後の林地内外での湿度変化
（2020/11/27～2020/12/03）
図 8.林地内外での風速の影響
（2021/01/01～01/07）
図 9.林地内外での降雨の影響
（2021/01/18～2021/01/24）
(4)気温と降雨の関係
林地内外の気温と、そのときに林地外で観測され
た雨量との関係を図 9に示す。降雨が観測されてい
る時間帯には、日照が少なくなるため林地内外どち
らも気温の変化が小さくなる傾向があることがわ
かった。
3.インフラサウンド観測について
3.1 目的
里山におけるインフラサウンド観測を行い、気象
状態の変化がインフラサウンドセンサに与える影
響を明らかにすることを目的とした。
35
図 10.平均風速-HF差分平均
図 11.瞬間風速-HF最大最小
図 12.平均風速-LF差分平均
3.2 環境設定
(1)調査概要
里山におけるインフラサウンドの観測として、
2020年７月 22日より観測を行った。観測機器とし
て SAYA製インフラサウンドセンサ ADX-INF04LE
（これ以降 INF04とする）を使用した。INF04はLow
Frequency（0.1 Hz以下，これ以降LFとする）とHigh
Frequency（0.1～50 Hz，これ以降HFとする）の 2種
類の周波数帯の観測を行っている。インフラサウン
ドセンサは風によるノイズの影響を受けるため、風
の影響の少ない建物内にセンサを 1台設置した。気
象データは東屋に設置されたものを使用した。
3.3 インフラサウンドデータ
(1)風速とインフラサウンドの関係
図 10、11、12、13に、2020年 12月 17日から 2021
図 13.平均風速-LF差分平均
図 14.雨量-HF差分平均
図 15.雨量-LF差分平均
年 1月 15日の風速とインフラサウンド計測データ
の関係を示す。平均風速-HF差分平均は 0.403、瞬間
風速-HF最大最小は 0.411、平均風速-LF差分平均は
0.412の弱い相関が見られた。平均風速-LF差分平
均は 0.339と他の風速と比べ相関は低くなった。
(2)雨量とインフラサウンドの関係
図 14、15に 10分間雨量と HF、LFの差分平均の
関係を示す。相関係数はHFが 0.076、LFが 0.015と
なり、ほぼ相関は見られなかった。ただし、比較で
きた期間の 10分間の最大雨量は 1.25 mmであった。
(3)天気図との比較
図 16に 12月からの 1ヶ月半の LFの差分平均と
LFの最大値を示す。LFの差分、LFの最大値共に特
定期間（矢印範囲）のみの波形が大きく変化してい
36
図 16. LF最大値-LF差分平均
図 17. LF最大値-LF差分平均（拡大）
ることがわかる。図 17は図 16の特定期間（2020年
12月 29日 00時～ 2021年 1月 1日 00時）を拡大し
たものであり、図中の数値は図 18の天気図の時刻
を示している。図 18の天気図より、該当期間に寒
冷前線の通過があったことがわかる。東屋に設置の
風速計データと比べると、図 19に示すように寒冷
前線の通過後に風が強くなり、LF差分平均が大き
くなっていることがわかる。
4.まとめ
4.1 達成事項
(1)林地内部における気象観測
林地内部の気象観測を行い、林地内外の比較、伐
採前後の気象環境の変化、気温と標高、降雨、風速
との関連性を考察することができた。林地内外の気
象観測により、次のような傾向があることが確認で
きた。
• 林地内では、標高よりも周辺環境に大きく影響
を受ける
• 伐採前、林地内は林地外よりも湿度が高いが伐
採後、林地内は林地外よりも湿度が低い
• 瞬間風速が大きいほど、それに伴って林地内外
どちらも気温が急激に変化する
• 降雨が観測されている時間帯には、林地内外ど
ちらも気温の変化が小さくなる
図 18.天気図 3)
（2020年 12月 29日 – 2020年 12月 30日）
図 19. LF差分平均-風速
(2)インフラサウンド観測
里山におけるインフラサウンド観測を行い、気象
状態がインフラサウンドセンサに与える影響を調
べた。インフラサウンドと風速との関係性では、LF
（0.1 Hz以下）帯、HF（0.1～50 Hz）帯共に 0.4程度
の弱い正の相関が得られた。1.5 mm/10 min未満の
小雨程度の雨量との関係性には、有意な相関は得ら
れなかった。
また LF（0.1 Hz以下）帯のインフラサウンド計
測データから、寒冷前線の通過と思われる特徴的な
波形を観測することができた。
4.2 今後の課題
(1)林地内の植生
周辺環境を考慮するために本研究では日当たり
や設置レベルを考慮しながら気象環境の考察をし
た。そこで、その地点の気象環境によって周辺の植
生も変化していると考えられるため、今後の調査で
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は植生と気象環境の関連性も調査する必要がある。
(2)林地内の気象環境
本研究では林地内の気象データは気温、相対湿度
のみ測定している。しかし、林地外の気象データと
比較するためには風速、風向、降雨の測定も可能に
したほうが良いため林地内にも気象ステーションを
設置する必要がある。
(3)気象とインフラサウンドの関係性
気象状態とインフラサウンドの比較を行ったが、
風速等を測ることのできる気象ステーションの観測
期間が 1か月程度と短く、10分間雨量も最大で 1.25
mmと少なかった。今後、集中豪雨などインフラサ
ウンドセンサに影響を及ぼす程度の気象状態との
比較が必要である。
文献
1) 岡田諒, 狭間弘菜, 細川壮司, 高木方隆, “佐岡中
後入地区における水文環境”,高知工科大学紀要,
Vol.15, No.1, pp. 41–46, 2018.
2) 中野慎吾, 前田康佑, 赤塚慎, “里山における森
林内外の気象観測”, 高知工科大学紀要, Vol.16,
No.1, pp.111–117, 2019.
3) 気 象 庁.「 日々の 天 気 図.https://www.data.
jma.go.jp/fcd/yoho/hibiten/index.html」
（2021年 5月 28日閲覧）
38
Infrasound and Meteorological Observation in
“Satoyama” Area
Nobuhiro Yamasaki1 Taisei Yamamoto2
Shin Akatsuka3∗ Masa-yuki Yamamoto3
(Received: May 31st, 2021)
1Department of Infrastructure Systems Engineering, Graduate School of Kochi University of
Technology
185 Miyanokuchi, Tosayamada, Kami City, Kochi 782–8502, JAPAN
2Energy Engineering Course, Graduate School of Kochi University of Technology
185 Miyanokuchi, Tosayamada, Kami City, Kochi 782–8502, JAPAN
3School of Systems Engineering, Kochi University of Technology
185 Miyanokuchi, Tosayamada, Kami City, Kochi 782–8502, JAPAN
∗ E-mail: akatsuka.shin@kochi-tech.ac.jp
Abstract: In this study, we conducted a survey of the infrasound (ultra-low frequency inaudible sound) and meteorologi-
cal environment inside and outside the forest in the “Satoyama” area of Kami City, Kochi Prefecture. In this year’s survey,
we added new meteorological observation points inside the forest, and measured the meteorological environment in forest
areas with different surrounding environments. In addition, an infrasound sensor was installed and measurements were
taken. Then, by comparing the meteorological observation data inside and outside the forest area and further comparing
it with the infrasound, the tendency of the meteorological environment in different surrounding environments and the
relationship with the infrasound were analyzed.
In comparing the meteorological observation data inside and outside the forest area, it was found that the meteorological
environment inside the forest area changed before and after logging. It was also suggested that if the altitude difference
of observation points is within several tens of meters, the influence of the surrounding environment on temperature and
relative humidity is greater than that of the altitude.
A comparison between meteorological observation data and infrasound showed a weak positive correlation of about 0.4
between wind speed and infrasound. No significant correlation could be seen in comparison with rainfall although there
was no severe precipitation during the observation period. Also, from the LF-band infrasound (lower than 0.1 Hz), we
could see a characteristic increasing of waveform, which seems to be affected by the passage of a cold front.
39


里山におけるインフラサウンドと気象の観測

窪田, 伊織

丸山, 和暉

中嶋, 響

山崎, 皓平

村井, 亮介

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佐藤, 奨

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