6.2 気象の基礎知識及び気象情報を基にしたリスク評価及び運航の計画の立案 【教則学習(第３版)】

6. 運航上のリスク管理    6.2 気象の基礎知識及び気象情報を基にしたリスク評価

及び運航の計画の立案

教則の本文を黒色に、独自に追記した補足説明や注釈を別色で記載しています。

6.2.1 気象の重要性及び情報源

（1） 無人航空機における気象の重要性

無人航空機を安全に飛行させるための重要な要素の一つが気象である。

航空法では「当該無人航空機及びその周囲の状況を目視により常時監視して飛行させること。」とされている。これは目視可能な距離外での無人航空機の飛行を禁止するだけではなく、近距離であっても無人航空機の飛行状況や他の物件との安全な距離が確保されていることを目視で確認できない雲中や濃霧等の気象状態では無人航空機を飛行させてはならないことを意味する。
安全な飛行を実施するためには、まず一般的な天気予報だけではなく、どのような気象情報や予報が提供されているかを理解する必要がある。そして、自らの作業内容、時間、環境に応じて、雲や視程障害、風向風速及び降水等、自ら行う飛行に影響する気象情報を適切に入手、分析して、離陸から着陸に至るまで支障のある気象状況にならないことを確認した後に飛行を開始しなければならない。 

（2） 安全な飛行を行うために確認すべき気象の情報源

参考となる気象情報には、以下が挙げられる。

•  アメダス
•  気象レーダー 
•  実況天気図、予報天気図、悪天解析図

 インターネットを活用した気象情報の入手も有効である。 

 インターネットを活用した気象情報の入手について詳細は下記、別ページにまとめました。
「無人航空機 のための 気象情報 」

[悪天解析図]などの航空気象情報について詳しくまとめました
「無人航空機 のための 気象情報　航空気象情報【教則学習・詳細】  」

（3） 天気図の見方

天気図には、各地で観測した天気、気圧、気温、風向、風力や高気圧、低気圧、前線の位置及び等圧線などが描かれている。実況天気図、予想天気図から気圧配置、前線の位置、移動速度などを確認する。等圧線の間隔から風の強弱を知ることができ、等圧線の間隔が狭いほど風は強まる。 

1） 天気記号

快晴・晴・曇・雨・雪・霧などを表す記号である。

「快晴」「晴れ」「曇」の区別は、空全体を１０としたとき、空にしめる雲の量が、０～１のとき「快晴」、２～８のとき「晴れ」、９～１０のとき「曇」となります。したがって、「晴れ」の場合、雲の量が２～８とかなり幅があります。

2） 風

天気記号に付いた矢の向きが風向を表す。風が吹いてくる方向に矢が突き出しており、観測では 16又は36方位を用いているが、予報では8方位で表す。矢羽根の数が風力（気象庁風力階級表による風力の尺度）を表す。風力０～12までの13段階で表す。

風力階級表

風 力	相当風速(m/s)	相当風速(ﾉｯﾄ)	名 称	陸上の状態	海上の状態
０	0.0 から 0.3未満	１未満	平穏（へいおん）Calm	煙はまっすぐ昇る。	水面は鏡のように穏やか。
１	0.3 以上 1.6未満	１以上　４未満	至軽風（しけいふう）Light Air	煙は風向きが分かる程度にたなびく。	うろこのようなさざ波が立つ。
２	1.6 以上 3.4未満	４以上 ７未満	軽風（けいふう）Light Breeze	顔に風を感じる。木の葉が揺れる。	はっきりしたさざ波が立つ。
３	3.4 以上 5.5未満	７以上 11未満	軟風（なんぷう）Gentle Breeze	木の葉や小枝が揺れる。	波頭が砕ける。白波が現われ始める。
４	5.5 以上 8.0未満	11以上 17未満	和風（わふう）Moderate Breeze	小さなゴミや落ち葉が宙に舞う。	小さな波が立つ。白波が増える。
５	8.0 以上 10.8未満	17以上 22未満	疾風（しっぷう）Fresh Breeze	葉のあるかん木が揺れ始める。	水面に波頭が立つ。
６	10.8 以上 13.9未満	22以上 28未満	雄風（ゆうふう）Strong Breeze	木の大枝が揺れ、傘がさしにくくなる。電線が唸る。	白く泡立った波頭が広がる。
７	13.9 以上 17.2未満	28以上 34未満	強風（きょうふう）Near Gale	大きな木の全体が揺れ、風に向かって歩きにくい。	波頭が砕けて白い泡が風に吹き流される。
８	17.2 以上 20.8未満	34以上 41未満	疾強風（しっきょうふう）Gale	小枝が折れる。風に向かって歩けない。	大波のやや小さいもの。波頭が砕けて水煙となり、泡は筋を引いて吹き流される。
９	20.8 以上 24.5未満	41以上 48未満	大強風（だいきょうふう）Strong Gale	屋根瓦が飛ぶ。人家に被害が出始める。	大波。泡が筋を引く。波頭が崩れて逆巻き始める。
10	24.5 以上 28.5未満	48以上 56未満	全強風（ぜんきょうふう）Storm	内陸部では稀。根こそぎ倒される木が出始める。人家に大きな被害が起こる。	のしかかるような大波。白い泡が筋を引いて海面は白く見え、波は激しく崩れて視界が悪くなる。
11	28.5 以上 32.7未満	56以上 64未満	暴風（ぼうふう）Violent storm	めったに起こらない。広い範囲の被害を伴う。	山のような大波。海面は白い泡ですっかり覆われる。波頭は風に吹き飛ばされて水煙となり、視界は悪くなる。
12	32.7 以上	64以上	颶風（ぐふう）Hurricane	被害が更に甚大になる。	大気は泡としぶきに満たされ、海面は完全に白くなる。視界は非常に悪くなる。

3） 気温

天気記号の左上の数字で、摂氏の度数を表す。

4） 気圧

大気の圧力をいい、単位はヘクトパスカル（hPa）で標準大気圧（１気圧）は、1013hPaである。

5） 等圧線

気圧の等しい点を結んだ線をいう。 

6） 高気圧

周囲よりも相対的に気圧が高いところを高圧部といい、その中で閉じた等圧線で囲まれたところを高気圧という。北半球では時計回りに等圧線と約30度の角度で中心から外へ向かって風を吹き出している。高気圧の中心部では下降気流が発生し一般的に天気はよい。

7） 低気圧

周囲よりも相対的に気圧が低いところを低圧部といい、その中で閉じた等圧線で囲まれたところを低気圧という。北半球では反時計回りに低気圧の中心に向かって周囲から風が吹き込む。中心部では上昇気流が起こり、雲が発生し一般的に天気は悪い。

8） 冬の天気

冬の悪い天気の代表は｢雪｣と｢風｣である｡シベリア高気圧が優勢になり冬の季節風の吹き出しが始まると、まず気象衛星の雲写真に沿海州から日本海へ流れる帯状の雲が現れる。冬型の天気の典型は西高東低といわれるもので、天気図では西側に高気圧、東側に低気圧という気圧配置で、日本海側に雪をもたらす。

9） 春と秋の天気

日本の天気を支配するのは冬のシベリア高気圧と夏の太平洋高気圧であり、春と秋は両高気圧の勢力が入れ替わるときである｡このとき日本付近に両気団の境界ができ、前線が停滞し、広い範囲に悪い天気をもたらし、１週間くらい雨が降り続き、低い雲高や視程障害をもたらす。

10） 前線

温度や湿度の異なる気団（空気の塊）が出会った場合、二つの気団はすぐには混ざらないで境界ができる。境界が地表と接するところを前線という。

 a. 寒冷前線

発達した積乱雲により、突風や雷を伴い短時間で断続的に強い雨が降る。前線が接近してくると南から南東よりの風が通過後は風向きが急変し、西から北西よりの風に変わり、気温が下がる。

 b. 温暖前線

層状の厚い雲が段々と広がり近づくと気温、湿度は次第に高くなり、時には雷雨を伴うときもあるが、弱い雨が絶え間なく降る。通過後は北東の風が南寄りに変わる。

 c. 閉塞前線

寒冷前線が温暖前線に追いついた前線で、閉塞が進むと次第に低気圧の勢力が弱くなる。

 d. 停滞前線

気団同士の勢力が変わらないため、ほぼ同じ位置に留まっている前線で、長雨をもたらす梅雨前線や秋雨前線がこれにあたる。

 e. 梅雨前線

梅雨前線とは、四季の変わり目に出現する長雨（菜種梅雨、梅雨、秋霖など）のうち、とくに顕著な長雨、大雨をもたらす停滞前線のことである。 

6.2.2 気象の影響

（1） 安全な⾶⾏のために知っておくべき気象現象

1） 雲と降水

雲には10種雲形と呼ばれる10種類の雲の形がある。 上層雲として巻雲・巻層雲・巻積雲が、中層雲として高層雲・乱層雲・高積雲が、低層雲と下層から発達する雲として積雲・積乱雲・層積雲・層雲がある。このうち層雲系の雲では連続的な降水が、積雲系であれば断続的でしゅう雨性の降水を伴う傾向がある。 

10種雲形
世界気象機関[WMO:World Meteorogical Organaization]が、発行している気象学における雲の分類（雲形分類）の基準を示した、の学術資料の「国際雲図帳(International Cloud Atlas)」でまとめらています。WMOをはじめとした世界の気象学者の協議によって定められた雲の分類を、世界中の気象観測者向けに解説したものです。

雲をその大まかな形から10種の「類」に分類しており、これを十種雲形（十種雲級）と呼びます。それぞれの「類」は、形の特徴や雲塊の組成などからさらに「種」に分類されます。また、雲塊の配列、雲の透明度による細分類は「変種」と呼ばれ、さらに、部分的な特徴や、付随する雲がある場合には「副変種」として記されます。また、地形などによって発生する雲は、十種雲形には含まれません｡

基 本 形		種	変 種	副 変 種
上層雲	巻雲（Ci）	毛状雲 鉤状雲 濃密雲 塔状雲 房状雲	もつれ雲 放射状雲 肋骨雲 二重雲	乳房雲
	巻積雲（Cc）	層状雲 レンズ雲 塔状雲 房状雲	波状雲 蜂の巣状雲	尾流雲 乳房雲
	巻層雲（Cs）	毛状雲 霧状雲	二重雲 波状雲
中層雲	高積雲（Ac）	層状雲 レンズ雲 塔状雲 房状雲	半透明雲 隙間雲 不透明雲 二重雲 波状雲 放射状雲 蜂の巣状雲	尾流雲 乳房雲
	高層雲（As）		半透明雲 不透明雲 二重雲 波状雲 放射状雲	尾流雲 降水雲 ちぎれ雲 乳房雲
	乱層雲（Ns）			降水雲 尾流雲 ちぎれ雲
下層雲	層積雲（Sc）	層状雲 レンズ雲 塔状雲	半透明雲 隙間雲 不透明雲 二重雲 波状雲 放射状雲 蜂の巣状雲	乳房雲 尾流雲 降水雲
	層雲（St）	霧状雲 断片雲	不透明雲 半透明雲 波状雲	降水雲
対流雲	積雲（Cu）	扁平雲 並雲 雄大雲 断片雲	放射状雲	頭巾雲 ベール雲 尾流雲 降水雲 アーチ雲 ちぎれ雲 漏斗雲
	積乱雲（Cb）	無毛雲 多毛雲		降水雲 尾流雲 ちぎれ雲 かなとこ雲 乳房雲 頭巾雲 ベール雲 アーチ雲 漏斗雲

国際雲図帳(International Cloud Atlas)
1897年に初版が発刊されました。その後、改定が重ねられ、その最新版は、第I巻は1975年版、第II巻は1987年版で、現在まで採用されています。

現在は、WMOのオフィシャルサイトで国際雲図帳を基にした情報が体系的に見ることができるようにまとめられています。

 International Cloud Atlas 

WMOのオフィシャルサイトで公開されている国際雲図帳のＰＤＦです。

国際雲図帳 第I巻　INTERNATIONAL CLOUD ATLAS　Volume I 1975 [PDF] 

国際雲図帳 第II巻　INTERNATIONAL CLOUD ATLAS　Volume II 1987 [PDF] 

2） 風

a. 風と気圧
風とは、空気の水平方向の流れをいい、風向と風速で表す。空気は、気圧の高いほうから低いほうに向かうが、この流れが風である。等圧線の間隔が狭いほど風は強く吹く。
b. 風向
風向は、風が吹いてくる方向で、例えば、北の風とは北から南に向かって吹く風をいう。風向は 360度を16等分し、北から時計回りに北→北北東→北東→東北東→東のように表す。

方位について
360度を 16等分した方位を16方位と呼びます。８等分した方位は８方位と呼びます。
８方位の中間にある16方位はどちらに寄っているかを頭に付けて分類します。例えば、北北東(NNE)の場合、北寄りの北東という事で北北東という事になります。英語ではnorth-northeastと表しますがハイフン（ー）が間に入っているのも、このような理由です。
ですから、北東でも東に寄っていれば東北東という事になります。
図に示します。

 c. 風速

風速は空気の動く早さで、メートル毎秒（m/s）で表す。風は必ずしも一定の強さで吹いているわけではなく、単に風速と言えば、観測時の前10分間における平均風速のことをいう。
また、平均風速の最大値を最大風速、瞬間風速の最大値を最大瞬間風速という。
風は地面の摩擦を受けるため、一般的に上空では強く地表に近づくにつれて弱くなる。変化の度合いは地表の粗度（樹木や建物などによる凸凹の程度）や風速の大きさによって異なる。一般に地表の粗度が大きいほど、高さによる風速の変化は大きくなる。

d. 突風

低気圧が接近すると、寒冷前線付近の上昇気流によって発達した積乱雲により、強い雨や雷とともに突風が発生することがある。日本付近では、天気は西から東に変わるため、西から寒冷前線を伴う低気圧が接近するときは、突風が発生する時間帯を予測することができる。

e. 海陸風

気温差があると、気圧差が生じて風が吹く。海陸風は海と陸との気温差によって生じる局地的な風で、日本では、日差しの強い夏の沿岸部で顕著に見られる。地表付近において、日中は、暖まりやすい陸上に向かって風が吹き、夜間は、冷めにくい海上に向かって風が吹く。風が入れ替わるときには、ほぼ無風状態になり、「朝凪」「夕凪」と呼ばれる。

 f. 山谷風 

山岳地帯に現れる風の一種。昼間は、日射で暖められた空気が谷を這い上がる谷風が吹き、夜間は冷えた空気が山から降りる山風が吹く。

g. 風力

風力は、気象庁風力階級表（ビューフォート風力階級）により、風力０から風力12までの13階級で表す。

ビューフォート風力階級(Beaufort scale)

1805年、イギリス海軍の、フランシス・ボーフォートによって提唱された、武装帆船での航海において、海上の風の強さを表現するため、風力を0から12までの13段階に区分、各段階における海の状況（波浪など）を記した表が基になり、1838年にはイギリス海軍全体で採用され風力を記録することが定められました。その後、陸上にも対応するよう改正され、1874年には国際気象委員会で国際気象通報式に採用されました。20世紀に入ると風速の物理値との関係式も定められ、さらに改正を経て、1964年に世界気象機関 (WMO)の風力の標準尺度に採用されました。日本の気象庁の採用している気象庁風力階級はこのビューフォート風力階級を翻訳したもので、内容は同一のものです。

WMOにおける 風力階級B と 風速V は、経験的関係(実測を元にした関係)から、下記の関係式で表されます。

V = 0.836 B^3/2  [m/s] 

 h. ビル風

高層ビルや容積の大きい建物などが数多く近接している場所及び周辺に発生する風で、強さや建物周辺に流れる風の特徴により分類される（剥離流、吹き降ろし、逆流、谷間風、街路風などがある）。
ビル風は周辺の風より風速が速く継続して吹いていて、その建物群の配置や構成によって吹く風の種類が異なる。

ビル風
剥離流

建物に当った風が向きを変えて、建物の角部を過ぎて、壁面に沿って流れることができなくなり、建物から剥がれて流れる風のことを剥離流と言います。この建物角部から剥がれた風はその周囲の風よりも風速が大きいためビル風の主要因となっています。

吹き降ろし
風は建物に当たると、建物高さの60～70%付近で上下左右に分かれます。その中の、下方向に分かれて建物の前面を上方から下方に向かう強い流れが吹き降ろしです。吹き降ろしの現象は建物が高層であるほど顕著となり、それだけ上空の速い風を地上方向に降ろすことになります。高層建物の地上付近では、吹き降ろしと剥離流が合流してより強い風が吹くことになります。

逆流

吹き降ろしの風は、地面に到達した後、建物風上面で渦を形成し、上空の風とは逆方向に向かいます。この流れを逆流と呼び、高層建物の周囲に低層建物があるような場合は、より強い風速になります。

谷間風

建物が隣接して２棟並んでいると、それぞれの建物から発生する剥離流、吹き降ろしが重ね合わされることにより、風速が高くなります。このような現象を谷間風といい、各建物の高さ、隣棟間隔や建物形状が風速強弱へ影響を与えるパラメーターになります。

街路風

市街地での風は街路や路地に沿って流れようとします。規則正しく配置された建物が並んでいる様な街並みであるほど、建物にさえぎられた風は街路に沿って吹きぬけやすくなります。このような性質をもつ風は一般に、街路風や道路風と呼ばれています。

開口部風(ピロティ風)

建物の一部にピロティのような開口部分が設けられていると、建物に吹き付ける風によって建物前後に圧力差が生じます。この結果、建物下層にピロティーなどの開口部では、強風が吹き抜けやすくなります。この部分を風が吹き抜ける強い風を開口部風(ピロティ風)と呼びます。
部屋の窓から玄関までが開口部になるような構造のマンションなどでは、ベランダ側の窓と玄関ドアを開放するとそれほど風の強くない日でも強力な風が通る現象（玄関のドアの開閉がしにくい様な）が起こることがありますが、これも、開口部風と同様な現象だという事ができます。このケースでは開口部の手前は陽圧、開口部の下流側は負圧となります。このためこの建物前後の圧力差が原動力となって、ダクトに流れが生じるような原理により、開口部の全ての場所で風速が速くなります。そして、風に慣性力が付きますので、建物の後ろ側の離れたところまで到達するような流れが生じる場合があります。

i. ダウンバースト

ダウンバーストとは、積乱雲や積雲内に発生する強烈な下降流が地表にぶつかり、水平方向にドーナツ状に渦を巻きながら四方に広がってゆく状態をいう。その大きさは数百 mから１０kmにもおよぶ。その中でマイクロバーストと呼ばれるものは、直径が４ｋｍ程度以下の下降流で、範囲は小さいが下降流はダウンバーストより強烈なものがある。発生時間は数分から１０分程度のものが多く、通常の観測網では探知されない局地的なものである。 

ダウンバーストやマイクロバーストの発生によって、航空機の離着陸の安全が脅かされないように、現在、空港では、滑走路の進入路での局地的なダウンバーストやマイクロバーストを観測するために、気象ライダーなどを導入して監視しています。

（2） 気象に関する注意事項

無人航空機は、運用可能な動作環境が具体的に明示されている。運用可能な範囲内であっても、低温時や高温時には大きな影響をうけることが予想される。特に気温の低い場合はバッテリーの持続時間（飛行可能時間）が普段より短くなる可能性があるため注意が必要である。

地表面が暖められると上昇気流が発生するため、広い面積の太陽光パネルやアスファルト・コンクリートの地面が多い市街地は注意が必要である。また、広い運動場のような場所では、強い日射により上昇気流がおこりつむじ風が発生する可能性がある。 

6.2.3 安全のための気象状況の確認及び飛行の実施の判断

（1） 気象状況の把握と飛行の実施の判断

安全のため気象条件を考慮した判断をする場合、降雨時、降雪時、霧の発生時や雷鳴が聞こえる時は飛行の延期や中止が望ましい。 

安全のため気象条件を考慮した判断をする場合、飛行の延期や中止が望ましいと、判断する場合　その判断をしやすくするための工夫を事前にしておくことを、お勧めします。事前の計画の段階で、具体的な中止・延期条件(例えば地上において風速計が風速５m/sを観測した時など)を設定し、効率を優先させて無理な飛行を実行しようとするプレッシャーやストレスを取り除く努力をしておくことで、中止・延期の決定がしやすくなるのではないかと考えます。

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6.3 機体の種類に応じた運航リスクの評価及び最適な運航の計画の立案→

「無人航空機の飛行の安全に関する教則」(第３版) 令和5年(2023年)4月13日【教則学習】目次

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