気象庁「メッシュ平年値 2020」を Pythonで読み、作図する (試作版)


気象庁では、1980年代から、農業などへの応用を想定して、 「メッシュ気候値」というデータセットをつくってきた。 これは、気温、降水量などの平年値の格子点データセットである。 気象庁のアメダスその他の観測網による観測値と、 地面の標高などの地形因子にもとづいて、 気象庁の観測網よりもこまかい、格子間隔 約 1 km の緯度経度格子 (「国土数値情報」の「三次メッシュ」) での値を、統計的に推定したものである。 (物理法則にもとづく気象モデルはつかっていないらしい。)

【日本語では 1980年代あるいはそれよりまえから、この種類のデータセットを「メッシュデータ」ということが多い。 「メッシュ」の語源は英語 mesh にちがいないのだが、 英語でこのようなものをさす表現は mesh ではなく、grid あるいは raster である。】

2022年4月に、気象庁は「メッシュ平年値 2020」を発表した。 これは、1991-2020年の観測にもとづく平年値をつかって構成したメッシュ気候値である。

ふくまれている気象要素は、 平均気温、日最高気温、日最低気温、降水量、最深積雪 (12~3月)、日照時間、全天日射量 である。

【[2023-02-20 補足] 緯度・経度は、「世界測地系」できめられている。 「メッシュ気候値 2000」 では、当時の標準であった「日本測地系」できめられていた。 同じ緯度・経度の値がしめす地球上の位置は、測地系によって数百メートルのずれがある。 したがって、このデータセットと「メッシュ気候値 2000」とを単純に演算して 経年変化を論じることはできない。】

このデータセットが、気象業務支援センターから CD-R で提供されるようになったので、取りよせた。 そのディスクには、データが csv 形式で収録されている。 そのうち「mesh_data」の下に置かれたものは、「国土数値情報」のメッシュ体系にしたがっている。 (だいたい、国土地理院の旧規格の 20万分の1地勢図の図幅ごとになっている。) そのほかに「GMT_MeshData」の下に (このフォルダ名は GMT (Generic Mapping Tools) というソフトウェアでつかわれることを想定したものだが)、 気象要素ごと・月ごとの全国の値を、 経度、緯度、気象要素の値の 3列からなる単純な構成の csv ファイルにしたものがふくまれている。 【経度がさきなのは GMT にあわせたものだが、地図では経度、(x,y)座標では x を 横軸にとる 習慣にあわせたものだともいえる。】

Python でよむにあたっては、つぎのような手順をとった。

配列の範囲は、平均気温のデータの内容の緯度経度をふくむように、 東経 122~146度の範囲を (1/80) 度間隔で、 北緯 24~46度の範囲を (1/120) 度間隔で、きざむようにした。 【[2023-06-03 文書改訂] 値があたえられた位置は、csvファイルの緯度経度からは格子線の交点であるようだが、 説明文書からは 格子線にかこまれたます目の中央であるようで、 ます目の大きさの半分だけの不確かさが解決していない。 ここでは、作図の際には、ます目の中央の値であるとみなした。】

換算については、つぎのようにした。

作図の手順は、 [解析雨量を Pythonで読み、作図する (試作版)] などと同様である。 作図する緯度経度範囲をかえる際にプログラムのどこをかえるかをプログラム中にコメントとして かきこんだ。

【都道府県境は [日本の都道府県境をかく / 中国の「省」の境をかく] に書いた方法によっている。 同じようにしたい人は、ne_10m_admin_1_japan.zip をダウンロードして展開したうえで、 プログラム中の shapefilepath を、展開したところにあうようになおしてほしい。】

作図プログラムの例

作図結果の例

年平均気温 (単位: ℃)、仮称「関東」の緯度経度範囲を作図

tmean13.png


2023-02-19, 2023-02-20, 2023-06-03 増田 耕一 (MASUDA Kooiti)
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