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風力発電施設がレーダ雨量計に及ぼす影響

 我が国では、気候変動対策やエネルギー需給構造の変化を背景に、再生可能エネルギーの導入が積極的に推進されています。このうち風力発電施設については、「海洋再生可能エネルギー発電設備の整備に係る海域の利用の促進に関する施策の総合的かつ計画的な推進を図るための基本的な方針(令和元年5月に閣議決定)」に基づき、従来に比べてはるかに巨大な発電用風車を多数設置する計画が国内各地で進められるなど、今後導入の加速化が予想されています。

 この風車がレーダ雨量計の近傍に設置された場合、風車の規模、設置高度、レーダ雨量計までの距離等に応じて、レーダ雨量計の電波を遮蔽したり、偽のエコー(降水以外からのエコー、「非降水エコー(外部リンク、気象庁)」という)を発生させたり、時にはレーダ雨量計の受信機を破損させるなど、観測に大きな影響を及ぼす可能性があります。レーダ雨量計の観測データは、国土交通省において河川・ダム・道路等の適切な管理のために利用されています。また、洪水予測による水害リスクの評価(水害リスクライン)を通して、指定河川における洪水予報等の基盤情報となっています。レーダ雨量計の観測データへの影響は、これらの果たすべき役割に支障をきたしかねません。そして、正当な理由なく、国土交通省が設置しているレーダ雨量計の効用を害する行為は、気象業務法第三十七条の規定により禁止されています。

 このホームページでは、レーダ雨量計と風力発電施設が共存することを目的に、風車立地計画の検討において事前に考慮すべき事項を取りまとめました。レーダ雨量計の近傍に発電用風車の立地を計画される際は、以下の「風車立地計画において考慮すべきこと」を活用いただくとともに、お早めに連絡先にご相談をお願いします。

1.風車立地計画において考慮すべきこと

 風車立地計画において、風車がレーダ雨量計に及ぼす影響について考慮する必要があります。考慮する内容について以下にまとめています。

風車がレーダ雨量計に及ぼす影響

 レーダ雨量計の送信波が風車にあたると、以下の影響が生じるおそれがあります。

  ①風車により送信波が遮蔽される ⇒ 風車より先の観測ができない
  ②風車からの多重散乱により偽のエコーが発生 ⇒ 誤った降水を観測
  ③レーダ雨量計の間近に風車がある場合、風車からの強い反射波をレーダが受信 ⇒ 受信機の破損、レーダ雨量計が停止

風車がレーダ雨量計に及ぼす影響のイメージ

風車がレーダ雨量計に及ぼす影響のイメージ

 風車がレーダ雨量計による観測に及ぼす影響は、主に両者間の距離に依存します。そこで世界気象機関(WMO)は、両者間の距離に応じた影響の大きさと風車の立地に対する指針を示しています(次表参照)。レーダ雨量計から距離5km圏内には、風車を立てるべきではないとされており、また5km以遠においても、距離が近いほど、また風車が大型であるほどレーダ雨量計による観測への影響が表れやすいため、距離に応じて影響の度合いの分析と協議を行うことや、風車の建設をレーダ側に通知することが推奨されています。

世界気象機関による風車の立地に対する指針
(WMO guidance statement on weather radar/wind turbine siting(GIMO, 2023)

レーダから
風車までの距離
風車がレーダ雨量計による観測に与え得る影響 風車設置に対する指針
0–5 km 風車は、レーダ観測を完全又は部分的に遮り、回復できない著しいデータ欠落を引き起こしうる。 強く影響を受ける領域:
この領域には風車を立てるべきではない
5–20 km 多重散乱又はマルチパス散乱によって複数の仰角に偽エコーを作りうる。 中程度の影響を受ける領域:
地形によって影響の度合いが変わりうる。影響の度合いの分析と協議を行うことが推奨される。個々の風車の位置や配置を変えることで影響を軽減できる可能性がある
20–45 km 通常、最低仰角で風車が観測される。反射強度データにおいて地形クラッタのようなエコーが観測される。動くブレードによってドップラー速度観測に障害を来す可能性がある。 影響が低い領域:
風車の建設をレーダ側に通知することが推奨される。
> 45 km 通常はレーダに観測されないが、電波の伝搬の状況によっては映りうる。 一時的に影響を受ける領域:
風車の建設をレーダ側に通知することが推奨される。

レーダ雨量計への影響評価

 風車立地計画についてご相談いただいた際には、その設置予定位置・諸元に対して、レーダ雨量計から45km圏内に設置されている場合、以下1,2の評価を行います。
評価の結果、レーダ雨量計に影響がある場合には、風車の設置予定位置等の変更をご提案しております。国土交通省のレーダ雨量計位置情報はこちらをご確認ください。

 レーダ雨量計への影響評価は、各風車の緯度・経度と風車高(風車の最高到達点)等の情報が必要となるため、ご相談の際は、風車情報入力シートに必要事項を入力し、連絡先まで送信ください。

風車情報入力シートダウンロード(Excel形式)

 ※風車情報入力シートは、内閣府宇宙開発戦略推進事務局準天頂衛星システム戦略室、気象庁大気海洋部観測整備計画課、防衛省防衛政策局運用基盤課
  へのご相談の際にもご利用いただけます。

1. レーダ雨量計の観測高度の確認

 レーダの発射した電波が風車に強く反射されると、偽の強い降水域として観測されることがあります。このため、レーダの送信波のメインローブが、風車と干渉しないかを評価します。
国土交通省水管理・国土保全局では、レーダ雨量を主に洪水予測に用いており、できるだけ地表面に近い高度で降雨を観測する必要があるため、レーダの最低観測仰角のメインローブを基本として風車の影響判定を行っています。

レーダ雨量計の観測高度の確認

レーダ雨量計の観測高度の確認

2. レーダ雨量計の利用状況の確認
 風車の設置予定位置において、レーダ雨量計による観測値の実際の利用状況を確認します。地形の遮蔽率や観測状況からデータ不使用域であるかどうかを判定することで、風車が雨の観測に大きな影響を及ぼさないか確認しています。

レーダ雨量計の利用状況の確認

レーダ雨量計の利用状況の確認

根拠となる法律

気象業務法(抄録)
(気象測器等の保全)
第三十七条 何人も、正当な理由がないのに、気象庁若しくは第六条第一項若しくは第二項の規定により技術上の基準に従つてしなければならない気象の観測を行う者が屋外に設置する気象測器又は気象、地象(地震にあつては、地震動に限る。)、津波、高潮、波浪若しくは洪水についての警報の標識を壊し、移し、その他これらの気象測器又は標識の効用を害する行為をしてはならない。

気象業務法全文は、気象業務法条文(e-Govのサイトに移動)をご覧ください。

2.風車による実際の影響例

 風車とみられる偽のエコーを観測した例を以下に示します。 風車の設置場所付近では、晴天時には雨量として観測される箇所と異常値として欠測値となってしまう箇所が混在していることが確認されます。また、降雨時にはレーダ雨量が過大となる箇所があります。さらに、図には示していませんが、レーダ雨量計からみて風車設置場所より遠方に放射状にのびる偽のエコーも確認されています。

風車による実際の影響例(晴天時)

風車による実際の影響例(晴天時)

風車による実際の影響例(降雨時)

風車による実際の影響例(降雨時)

3.風車による非降水エコーへの対策

 国土交通省のレーダ雨量計では、偽のエコーが生じやすい箇所に、予め偽のエコーを除去するフィルタをかけています。ただし、本物の降水を捉えられなくなることを防ぐために、フィルタの設定は過去のデータを確認しながら慎重に行います。

 新たに風車が設置される際も、フィルタを新たに設定する必要があります。このため、新しい風車の設置場所がレーダ雨量計から45km以遠であっても、連絡先への情報提供をお願いしています。

4.関連リンク

風車がレーダ雨量計等に及ぼす影響

政府基本方針・ガイドブック

レーダ雨量計の位置情報等

5.連絡先

国土交通省水管理・国土保全局河川計画課 レーダ雨量計担当

 メールアドレス:hqt-radar@gxb.mlit.go.jp

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