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公開番号2024031194
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-07
出願番号2022134600
出願日2022-08-26
発明の名称温室効果ガス濃度の測定方法、温室効果ガス濃度の測定システムのプログラム
出願人株式会社アイエスイーエム
代理人個人
主分類G01W 1/00 20060101AFI20240229BHJP(測定;試験)
要約【課題】屋外の測定において標準ガスを用いた較正を行わなくても実用的な精度をもった値を算出することができる温室効果ガス濃度の測定方法を提供する。
【解決手段】温室効果ガス濃度の測定方法は、基準局における所定期間の公表されたデータに基づいて基準局の傾向パラメータを抽出する基準局傾向パラメータ抽出ステップS2と、計測地点における所定期間のデータに基づいて計測地点の傾向パラメータを算出する計測地点傾向パラメータ算出ステップS3と、計測地点の傾向パラメータが基準局の傾向パラメータに一致するように、計測地点の計測値を変換する計測値変換ステップS4とを備える。
【選択図】図2

特許請求の範囲【請求項１】
基準局と異なる地点である計測地点におけるセンサーを用いた温室効果ガス濃度の測定方法であって、
前記基準局における所定期間の公表されたデータに基づいて基準局の傾向パラメータを抽出する基準局傾向パラメータ抽出ステップと、
前記計測地点における所定期間のデータに基づいて計測地点の傾向パラメータを算出する計測地点傾向パラメータ算出ステップと、
前記計測地点の傾向パラメータが基準局の傾向パラメータに一致するように、計測地点の計測値を変換する計測値変換ステップとを備えることを特徴とする温室効果ガス濃度の測定方法。
続きを表示（約 4,200 文字）【請求項２】
前記所定期間におけるi番目の日、１日のうちのj番目の時間として基準局の公表値S、計測地点の計測値Cとし、i日のj時の基準局の公表値Sij、i日のj時の単位間隔内の計測回数目kの計測地点の計測値Cijkとし、
前記基準局傾向パラメータ抽出ステップにおいて、所定期間における第１変域である日にちi毎に第２変域である時刻jについての基準局の公表値Sijの最小値MinSi＝Min(Sij)|jを求めてから、求めた基準局の公表値Sijの最小値MinSi＝Min(Sij)|jのうちのさらに第１変域である日にちiについての最小値MinS＝Min(MinSi)|iを求め、
前記計測地点傾向パラメータ算出ステップにおいて、所定期間における第１変域である日にちi毎、第２変域である時刻j毎、および、第３変域である第２変域の単位間隔内の計測回数kについて計測地点の計測値Cijkを第３変域の計測回数kで平均化した平均値AvCij＝Average(Cijk)|kを求めてから、求めた平均値AvCij＝Average(Cijk)|kのうちの第２変域である時刻jについての最小値MinAvCi＝Min(AvCij)|jを求めて、求めた最小値MinAvCi＝Min(AvCij)|jのうちのさらに第１変域である日にちiについての最小値MinC＝MinMinAvC＝Min(MinAvCi)|iを求め、
前記計測値変換ステップにおいて、擬似的較正値C
0
Cijk＝Cijk＋(MinS－MinC)とすることを特徴とする請求項１に記載の温室効果ガス濃度の測定方法。
【請求項３】
前記所定期間におけるi番目の日、１日のうちのj番目の時間として基準局の公表値S、計測地点の計測値Cとし、i日のj時の基準局の公表値Sij、i日のj時の単位間隔内の計測回数目kの計測地点の計測値Cijkとし、
前記基準局傾向パラメータ抽出ステップにおいて、所定期間における第１変域である日にちi毎に第２変域である時刻jについての基準局の公表値Sijの最小値MinSi＝Min(Sij)|jを求めてから、求めた基準局の公表値Sijの最小値MinSi＝Min(Sij)|jのうちのさらに第１変域である日にちiについての最小値MinS＝Min(MinSi)|iを求めるとともに、基準局の公表値Sijの第１変域である日にちiおよび第２変域である時刻jについての中央値MdS＝Median(Sij)|i,jを求め、
前記計測地点傾向パラメータ算出ステップにおいて、所定期間における第１変域である日にちi毎、第２変域である時刻j毎、および、第３変域である第２変域の単位間隔内の計測回数kについて計測地点の計測値Cijkを第３変域の計測回数kで平均化した平均値AvCij＝Average(Cijk)|kを求めてから、求めた平均値AvCij＝Average(Cijk)|kのうちの第２変域である時刻jについての最小値MinAvCi＝Min(AvCij)|jを求めて、求めた最小値MinAvCi＝Min(AvCij)|jのうちのさらに第１変域である日にちiについての最小値MinC＝MinMinAvC＝Min(MinAvCi)|iを求めるとともに、計測地点の計測値Cijkの平均値AvCijの第１変域である日にちiおよび第２変域である時刻jについての中央値MdC＝Median(AvCij)|i,jを求め、
前記計測値変換ステップにおいて、
MinS＝A×MinC＋B、
MdS＝A×MdC＋B
から求めたA、Bを用いて、擬似的較正値C
1
Cijk＝A×Cijk＋Bとすることを特徴とする請求項１に記載の温室効果ガス濃度の測定方法。
【請求項４】
前記所定期間におけるi番目の日、１日のうちのj番目の時間として基準局の公表値S、計測地点の計測値Cとし、i日のj時の基準局の公表値Sij、i日のj時の単位間隔内の計測回数目kの計測地点の計測値Cijkとし、
前記基準局傾向パラメータ抽出ステップにおいて、所定期間における第１変域である日にちi毎に第２変域である時刻jについての基準局の公表値Sijの最小値MinSi＝Min(Sij)|jを求めてから、求めた基準局の公表値Sijの最小値MinSi＝Min(Sij)|jのうちのさらに第１変域である日にちiについての最小値MinS＝Min(MinSi)|iを求めるとともに、基準局の公表値Sijの第１変域である日にちiについての平均値AvS＝Average(AvSi)|iを求め、
前記計測地点傾向パラメータ算出ステップにおいて、所定期間における第１変域である日にちi毎、第２変域である時刻j毎、および、第３変域である第２変域の単位間隔内の計測回数kについて計測地点の計測値Cijkを第３変域の計測回数kで平均化した平均値AvCij＝Average(Cijk)|kを求めてから、求めた平均値AvCij＝Average(Cijk)|kのうちの第２変域である時刻jについての最小値MinAvCi＝Min(AvCij)|jを求めて、求めた最小値MinAvCi＝Min(AvCij)|jのうちのさらに第１変域である日にちiについての最小値MinC＝MinMinAvC＝Min(MinAvCi)|iを求めるとともに、計測地点の計測値Cijkの平均値AvCijの第１変域である日にちiについての平均値AvC＝AvAvAvC＝Average(AvAvCi)|iを求め、
前記計測値変換ステップにおいて、
MinS＝A×MinC＋B、
AvS＝A×AvC＋B
から求めたA、Bを用いて、擬似的較正値C
1
Cijk＝A×Cijk＋Bとすることを特徴とする請求項１に記載の温室効果ガス濃度の測定方法。
【請求項５】
前記所定期間におけるi番目の日、１日のうちのj番目の時間として基準局の公表値S、計測地点の計測値Cとし、i日のj時の基準局の公表値Sij、i日のj時の単位間隔内の計測回数目kの計測地点の計測値Cijkとし、
前記基準局傾向パラメータ抽出ステップにおいて、所定期間における第１変域である日にちi毎に第２変域である時刻jについての基準局の公表値Sijの最小値MinSi＝Min(Sij)|jを求めてから、求めた基準局の公表値Sijの最小値MinSi＝Min(Sij)|jのうちのさらに第１変域である日にちiについての最小値MinS＝Min(MinSi)|iを求めるとともに、
基準局の公表値Sijの第１変域である日にちiおよび第２変域である時刻jについての中央値MdS＝Median(Sij)|i,j、
または、基準局の公表値Sijの第１変域である日にちiについての平均値AvS＝Average(AvSi)|iを求め、
前記計測地点傾向パラメータ算出ステップにおいて、所定期間における第１変域である日にちi毎、第２変域である時刻j毎、および、第３変域である第２変域の単位間隔内の計測回数kについて計測地点の計測値Cijkを第３変域の計測回数kで平均化した平均値AvCij＝Average(Cijk)|kを求めてから、求めた平均値AvCij＝Average(Cijk)|kのうちの第２変域である時刻jについての最小値MinAvCi＝Min(AvCij)|jを求めて、求めた最小値MinAvCi＝Min(AvCij)|jのうちのさらに第１変域である日にちiについての最小値MinC＝MinMinAvC＝Min(MinAvCi)|iを求めるとともに、
計測地点の計測値Cijkの平均値AvCijの第１変域である日にちiおよび第２変域である時刻jについての中央値MdC＝Median(AvCij)|i,j、
または、計測地点の計測値Cijkの平均値AvCijの第１変域である日にちiについての平均値AvC＝AvAvAvC＝Average(AvAvCi)|iを求め、
前記計測値変換ステップにおいて、
0＜w＜1として、
C
0
Cijk＝Cijk＋(MinS－MinC)、
C
1
Cijk＝A×Cijk＋B
の両者加重平均として、擬似的較正値C
w
Cijk＝(1－w)×C
0
Cijk＋w×C
1
Cijkとすることを特徴とする請求項１に記載の温室効果ガス濃度の測定方法。
【請求項６】
基準局と異なる地点である計測地点におけるセンサーを用いた温室効果ガス濃度の測定システムのプログラムであって、
前記基準局における所定期間の公表されたデータに基づいて基準局の傾向パラメータを抽出する基準局傾向パラメータ抽出ステップと、
前記計測地点における所定期間のデータに基づいて計測地点の傾向パラメータを算出する計測地点傾向パラメータ算出ステップと、
前記計測地点の傾向パラメータが基準局の傾向パラメータに一致するように、計測地点の計測値を変換する計測値変換ステップとを備えることを特徴とする温室効果ガス濃度の測定システムのプログラム。
【請求項７】
基準局と異なる地点である計測地点におけるセンサーを用いた温室効果ガス濃度の測定システムのプログラムであって、
前記基準局における第１所定期間の公表されたデータに基づいて第１所定期間より後の基準局の２年分以上の予測期間の予測値を算出する予測値算出ステップと、
前記第１所定期間より後であって予測期間内である第２所定期間の計測地点におけるデータに基づいて計測地点の傾向パラメータを算出する計測地点傾向パラメータ算出ステップと、
前記計測地点の傾向パラメータが基準局の傾向としての予測値に一致するように、計測地点の計測値を変換する計測値変換ステップとを備えることを特徴とする温室効果ガス濃度の測定システムのプログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、基準局と異なる地点である計測地点におけるセンサーを用いた温室効果ガス濃度の測定方法、および、温室効果ガス濃度の測定システムのプログラムに関する。
続きを表示（約 5,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、測定対象空間における温室効果ガスの一例としてのＣＯ２濃度を定周期で測定するＣＯ２濃度測定手段と、外気のＣＯ２濃度として定められた所定の値を基準値として記憶する基準値記憶手段と、測定対象空間におけるＣＯ２濃度が測定される毎に、その測定されたＣＯ２濃度の測定値とその測定されたＣＯ２濃度の移動平均値との差を求め、その差が所定時間継続して予め定められた許容範囲内に入り続けた場合、ＣＯ２濃度の測定値が飽和したと判断するＣＯ２濃度飽和判断手段と、ＣＯ２濃度飽和判断手段によって飽和したと判断されたＣＯ２濃度の測定値をベースラインとし、このベースラインを基準値に置き換えるベースライン補正手段とを備えるベースライン補正装置が知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１３－１２０１１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来のベースライン補正装置は、建物内を測定対象空間としており、ＣＯ２濃度の測定値が飽和したか否かを判定して、飽和したと判定した場合にそのＣＯ２濃度の測定値をベースラインとする構成であったため、屋外におけるＣＯ２濃度の測定には、対応することが困難であるという問題があった。
言い換えると、屋外においてＣＯ２濃度を測定する場合、精度よく測定することが困難であるという問題があった。
また、我が国においても気象庁や国立環境研究所や埼玉県では大気中のＣＯ２濃度を定点観測しているが、年に２～３ppmの上昇が観測されている。
このような公式の観測では、標準ガスを用いて常時、較正（calibration）を行っているため非常に高精度（±0.02ppm）で観測されているが、そのための観測機器およびそれに付帯する設備や施設が高額であるため、限られた地点での観測となっている。
他方、比較的安価なセンサーを用いた場合、１週間程度の計測値のうち、最小の値を、規定値（たとえば400ppm）に強制的に一致させ、その差分値ですべての計測値を修正する機能を備えているものもあるが、長期的には、大気中のＣＯ２濃度は年々増加していることおよび季節（シーズン）によって最小値が変化していることから、規定値を一定とすると誤差が年々大きくなったり、季節によって誤差が大きくなってしまうという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、前述したような従来技術の問題を解決するものであって、すなわち、本発明の目的は、屋外の測定において標準ガスを用いた較正を行わなくても実用的な精度をもった値を算出することができる温室効果ガス濃度の測定方法、および、温室効果ガス濃度の測定システムのプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本請求項１に係る発明は、基準局と異なる地点である計測地点におけるセンサーを用いた温室効果ガス濃度の測定方法であって、前記基準局における所定期間の公表されたデータに基づいて基準局の傾向パラメータを抽出する基準局傾向パラメータ抽出ステップと、前記計測地点における所定期間のデータに基づいて計測地点の傾向パラメータを算出する計測地点傾向パラメータ算出ステップと、前記計測地点の傾向パラメータが基準局の傾向パラメータに一致するように、計測地点の計測値を変換する計測値変換ステップとを備えることにより、前述した課題を解決するものである。
ここで、「基準局」とは、標準ガスを用いて常時、較正（calibration）を行っていて非常に高精度で観測している観測データを公開している観測局のことをいう。
また、「傾向パラメータ」とは、計測地点でのある所定の観察期間（例えば、半月程度）における温室効果ガス濃度の傾向を代表的に示すパラメータ（変数）をいい、本発明では、当該期間における移動平均値、最小値、平均値、中央値を用いている。
【０００７】
本請求項２に係る発明は、請求項１に記載された温室効果ガス濃度の測定方法の構成に加えて、前記所定期間におけるi番目の日、１日のうちのj番目の時間として基準局の公表値S、計測地点の計測値Cとし、i日のj時の基準局の公表値Sij、i日のj時の単位間隔内の計測回数目kの計測地点の計測値Cijkとし、前記基準局傾向パラメータ抽出ステップにおいて、所定期間における第１変域である日にちi毎に第２変域である時刻jについての基準局の公表値Sijの最小値MinSi＝Min(Sij)|jを求めてから、求めた基準局の公表値Sijの最小値MinSi＝Min(Sij)|jのうちのさらに第１変域である日にちiについての最小値MinS＝Min(MinSi)|iを求め、前記計測地点傾向パラメータ算出ステップにおいて、所定期間における第１変域である日にちi毎、第２変域である時刻j毎、および、第３変域である第２変域の単位間隔内の計測回数kについて計測地点の計測値Cijkを第３変域の計測回数kで平均化した平均値AvCij＝Average(Cijk)|kを求めてから、求めた平均値AvCij＝Average(Cijk)|kのうちの第２変域である時刻jについての最小値MinAvCi＝Min(AvCij)|jを求めて、求めた最小値MinAvCi＝Min(AvCij)|jのうちのさらに第１変域である日にちiについての最小値MinC＝MinMinAvC＝Min(MinAvCi)|iを求め、前記計測値変換ステップにおいて、擬似的較正値C
0
Cijk＝Cijk＋(MinS－MinC)とすることにより、前述した課題をさらに解決するものである。
【０００８】
本請求項３に係る発明は、請求項１に記載された温室効果ガス濃度の測定方法の構成に加えて、前記所定期間におけるi番目の日、１日のうちのj番目の時間として基準局の公表値S、計測地点の計測値Cとし、i日のj時の基準局の公表値Sij、i日のj時の単位間隔内の計測回数目kの計測地点の計測値Cijkとし、前記基準局傾向パラメータ抽出ステップにおいて、所定期間における第１変域である日にちi毎に第２変域である時刻jについての基準局の公表値Sijの最小値MinSi＝Min(Sij)|jを求めてから、求めた基準局の公表値Sijの最小値MinSi＝Min(Sij)|jのうちのさらに第１変域である日にちiについての最小値MinS＝Min(MinSi)|iを求めるとともに、基準局の公表値Sijの第１変域である日にちiおよび第２変域である時刻jについての中央値MdS＝Median(Sij)|i,jを求め、前記計測地点傾向パラメータ算出ステップにおいて、所定期間における第１変域である日にちi毎、第２変域である時刻j毎、および、第３変域である第２変域の単位間隔内の計測回数kについて計測地点の計測値Cijkを第３変域の計測回数kで平均化した平均値AvCij＝Average(Cijk)|kを求めてから、求めた平均値AvCij＝Average(Cijk)|kのうちの第２変域である時刻jについての最小値MinAvCi＝Min(AvCij)|jを求めて、求めた最小値MinAvCi＝Min(AvCij)|jのうちのさらに第１変域である日にちiについての最小値MinC＝MinMinAvC＝Min(MinAvCi)|iを求めるとともに、計測地点の計測値Cijkの平均値AvCijの第１変域である日にちiおよび第２変域である時刻jについての中央値MdC＝Median(AvCij)|i,jを求め、前記計測値変換ステップにおいて、MinS＝A×MinC＋B、MdS＝A×MdC＋Bから求めたA、Bを用いて、擬似的較正値C
1
Cijk＝A×Cijk＋Bとすることにより、前述した課題をさらに解決するものである。
【０００９】
本請求項４に係る発明は、請求項１に記載された温室効果ガス濃度の測定方法の構成に加えて、前記所定期間におけるi番目の日、１日のうちのj番目の時間として基準局の公表値S、計測地点の計測値Cとし、i日のj時の基準局の公表値Sij、i日のj時の単位間隔内の計測回数目kの計測地点の計測値Cijkとし、前記基準局傾向パラメータ抽出ステップにおいて、所定期間における第１変域である日にちi毎に第２変域である時刻jについての基準局の公表値Sijの最小値MinSi＝Min(Sij)|jを求めてから、求めた基準局の公表値Sijの最小値MinSi＝Min(Sij)|jのうちのさらに第１変域である日にちiについての最小値MinS＝Min(MinSi)|iを求めるとともに、基準局の公表値Sijの第１変域である日にちiについての平均値AvS＝Average(AvSi)|iを求め、前記計測地点傾向パラメータ算出ステップにおいて、所定期間における第１変域である日にちi毎、第２変域である時刻j毎、および、第３変域である第２変域の単位間隔内の計測回数kについて計測地点の計測値Cijkを第３変域の計測回数kで平均化した平均値AvCij＝Average(Cijk)|kを求めてから、求めた平均値AvCij＝Average(Cijk)|kのうちの第２変域である時刻jについての最小値MinAvCi＝Min(AvCij)|jを求めて、求めた最小値MinAvCi＝Min(AvCij)|jのうちのさらに第１変域である日にちiについての最小値MinC＝MinMinAvC＝Min(MinAvCi)|iを求めるとともに、計測地点の計測値Cijkの平均値AvCijの第１変域である日にちiについての平均値AvC＝AvAvAvC＝Average(AvAvCi)|iを求め、前記計測値変換ステップにおいて、MinS＝A×MinC＋B、AvS＝A×AvC＋Bから求めたA、Bを用いて、擬似的較正値C
1
Cijk＝A×Cijk＋Bとすることにより、前述した課題をさらに解決するものである。
【００１０】
本請求項５に係る発明は、請求項１に記載された温室効果ガス濃度の測定方法の構成に加えて、前記所定期間におけるi番目の日、１日のうちのj番目の時間として基準局の公表値S、計測地点の計測値Cとし、i日のj時の基準局の公表値Sij、i日のj時の単位間隔内の計測回数目kの計測地点の計測値Cijkとし、前記基準局傾向パラメータ抽出ステップにおいて、所定期間における第１変域である日にちi毎に第２変域である時刻jについての基準局の公表値Sijの最小値MinSi＝Min(Sij)|jを求めてから、求めた基準局の公表値Sijの最小値MinSi＝Min(Sij)|jのうちのさらに第１変域である日にちiについての最小値MinS＝Min(MinSi)|iを求めるとともに、基準局の公表値Sijの第１変域である日にちiおよび第２変域である時刻jについての中央値MdS＝Median(Sij)|i,j、または、基準局の公表値Sijの第１変域である日にちiについての平均値AvS＝Average(AvSi)|iを求め、前記計測地点傾向パラメータ算出ステップにおいて、所定期間における第１変域である日にちi毎、第２変域である時刻j毎、および、第３変域である第２変域の単位間隔内の計測回数kについて計測地点の計測値Cijkを第３変域の計測回数kで平均化した平均値AvCij＝Average(Cijk)|kを求めてから、求めた平均値AvCij＝Average(Cijk)|kのうちの第２変域である時刻jについての最小値MinAvCi＝Min(AvCij)|jを求めて、求めた最小値MinAvCi＝Min(AvCij)|jのうちのさらに第１変域である日にちiについての最小値MinC＝MinMinAvC＝Min(MinAvCi)|iを求めるとともに、計測地点の計測値Cijkの平均値AvCijの第１変域である日にちiおよび第２変域である時刻jについての中央値MdC＝Median(AvCij)|i,j、または、計測地点の計測値Cijkの平均値AvCijの第１変域である日にちiについての平均値AvC＝AvAvAvC＝Average(AvAvCi)|iを求め、前記計測値変換ステップにおいて、0＜w＜1として、C
0
Cijk＝Cijk＋(MinS－MinC)、C
1
Cijk＝A×Cijk＋Bの両者加重平均として、擬似的較正値C
w
Cijk＝(1－w)×C
0
Cijk＋w×C
1
Cijkとすることにより、前述した課題をさらに解決するものである。
（【００１１】以降は省略されています）

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