沿岸海象データ処理プログラム

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3
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9
9
5
水路部技報
沿岸海象データ処理プログラム
宗田幸次．第五管区海上保安本部水路部，
福島繁樹：海上保安学校海洋科学教官室
Programf
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c
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構成は，第 1図のとおりである。
1
. はじめに
1）初期メニュー
オープニングメニューで N88BASICプログラ
水路部では，昭和 5
7
年 8月及び昭和 5
8年 3月に，
海象観測業務（観測値の整理・解析）に役立てるた
ム主メニュー，実行形式のプログラム主メニュー叉
めパソコンが全管区水路部に配備された。これを機
は MS-DOSのコマンドメニューを選択する。
会に，本庁及び全管区で新規プログラムの開発や既
2）主メニュー
存プログラムの変換作業（ FORTRAN言語 →
① N88BASICプログラム（補助メニュー）
BASIC言語）が行われ潮汐・潮流関係統一プログラ
2
5
6バイト：通常処理」叉は「6
4バイト： JRC「
6
本）が完成し，昭和 5
9年 4月に全管
ムの第一段（ 1
ADCPプログラム一次データ処理」を選択する。前
2年 1
1月にパージョ
区に送付された。その後，昭和 6
者を選択すると従来の統一プログラムに相当するこ
7本のプログラムが追加された。
ンアップされ 1
のプログラムの中枢となる主メニューが呼び出せ
この度，近年多様化されてきた海象業務に対応さ
る。また，後者を選択すると JRC可搬型超音波流速
0
年ぶりに潮汐・潮流関係統一プログラ
せるため約 1
計データ処理のメニューが呼び出せる。
ムを大幅に改良した。この結果，適用範囲が拡大し
② 実行形式プログラム主メニュー
たため名称を沿岸海象データ処理フ。ログラムに変更
BASIC叉は FORTRANのコンパイラーで翻訳
し，去る平成 6年 1月に全管区に送付した。
したプログラムを実行するための主メニューが呼び
本稿では，このプログラムの概要を紹介する。
出せる。
③ MSDOS3.3Cコマンドメニュー
2
. 沿岸海象データ処理プログラムの特徴
フロッピーディスクの初期化，ディスクのコピー，
メモリースイッチの変更叉はファイルの変更（ N88
(
1
) オペレーテイングシステム
N88DISKBASICから現在一般に普及している
MSDOS (
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e
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s
i
o
n3
.30C）に変更した。
(
2
)
BASIC形式←→ MS-DOS形式）が実行できる。
3）副メニュー
① N88-BASICプログラム主メニュー関係
システム起動プログラム
プログラムの起動は，ハードテ”ィスクにより行う。
.
1
.
1）には潮汐データ処理のプ
副メニュー画面（ 1
当システム起動時に初期メニュー，主メニュー及
.
1
.2
）に
ログラムが 3画面あり，副メニュー画商（ 1
び副メニュー等が画面表示され各フ。ログラムの実行
は潮流データ処理のプログラムが 4画面ある。潮
が容易に開始できるようにした。各メニュー画面の
汐・潮流データ処理，気象データ処理及びその他の
一 31-
穴
時由謀説
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海銀ヂータ
処理プ a グ
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1993
海上保安I
T水路 i
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処理内容
NBS-BASIC プ
ログ，ム主メー・ー値動
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寓
3
MS-DOS
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C O O P S <V•<.
番号
プログヲ，，主，~晶一起動
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行
コマ
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番号を
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その他
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沿岸海象データ処理プログラム
初期メニュー及び主メニュー
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3
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9
9
5
水路部技報
データ処理は，それぞれ 1画面である。まだ，沿岸
グ（
1
0分間隔のサンプリングデータを使用したディ
海況調査のプログラムは登録されていない。
ジタルフィルター）によるスムージングデータの作
②実行形式プログラム関係
成，フロッピーディスクへの出力，スムージングデー
1）には潮汐メニューがあり，
副メニュー画面（ 2.
タによる潮位カーフ。のディスプレイ，プリンタへの
.2
）には潮流メニューがそれぞれ
副メニュー画面（ 2
出力，月表作成等の処理をする。
)
験潮曲線グラフ＆データ検査（ T202
l画面ある。
③
(
3）登録番号
プログラム”TlOlヘ”Tl02
ヘ
，
，T201，
，
及
ひ”
T701"
0
処理内容を明確にするためプログラムの登録番号
カ一フ申
をデイスフ。
レイに表示し，併せてデータの検
を次のとおり細分化した。
（
例
） T50101F
査を行い，カーブ及び検査結果をハードコピーによ
りプリンタに出力する。
①②③④⑤
① T ：潮汐
で、出力された毎時i
朝位デ一夕（月単位）により湖！位
S ：潮流
R ：潮汐＆潮流
9時間加重平均（ T
4
0
3
)
④ 移動平均及び3
C ：沿岸海況調査 M ：気象
② 1：複合処理
2・読み取り
0 ：その他
3・標準化処理
プログラム”TlOlヘ”Tl02
”及び”T701”で出力さ
れた毎時潮位データ（月単位）により，潮汐周期成
4 ：計算（調和分解等） 5 ：推算
6 ・作表＆作図
分を除去するための移動平均及び3
9時間加重平均の
計算を行い，その結果をブリンタ，フロッピーディ
7 ：ファイル管理
③通し番号
スクに出カする。
④小区分（但し，①∼③がディレクトリーの場合の
プログラム” TlOl”及ぴ”Tl02”で出力された毎時
み
）
⑤ F:FORTRAN言語
B:BASIC言語
c・c
501”で出力さ
潮位データ（月単位）とプログラム” R
れた毎時潮位推算データにより，実測値と推算値の
言語（但し，実行形式プログラムのみ）
偏差の計算を行い，その結果をプリンタ，フロッピー
(
4）追加プログラム
各メニュー画面中，登録番号の冒頭に＊印を付し
テeイスクに出力する。
また，実測値と実測値の潮位差の計算を行い，そ
たプログラムは，今回新たに追加したものである。
1）潮汐関係
①
4
0
4
)
⑤実測値と推算値の偏差の計算（ T
の結果をプリンタ，フロッピーディスクに出力する。
⑥ 気圧補正値の計算（ T
4
0
5
)
RMD簡易験潮器データ処理（ T
l
0
3
)
離合社製の RMD型簡易験潮器により収得した潮
プログラム”TlOl”及び” T102
”で出力された毎時
位データについて，生データから一次データへの変
潮位データ（月単位）とプログラム” M202”で出力さ
換，短周期スムージング（移動平均）と長周期スムー
れた毎時気圧データ（月単位）により，
1hPa当た
0
分間隔のサンプリングデータを使用した
ジング（ 1
りの潮位補正量（ cm）と使用した気圧データの観測
テデ
ィジタルフィノレター）によるスムージングデータ
点における年平均気圧値を入力し，気圧補正計算を
の作成，フロッピーテeイスクへの出力，スムージン
行い，その結果をプリンタ，フロッピーディスクに
グデータによる潮位：
カーフ’のテeィスフ。
レイ，プリン
出力する。
⑦ 時系列図作成（ T
6
0
1
)
タへの出力，月表作成等の処理をする。
②
RMD水位計データの処理（ Tl04)
プログラム” TlOlヘ”Tl
02
ヘ”T701ヘ”T403
，
”
離合社製の RMD深度計により収得した潮位デー
”T404
”及び” R
501”で出力された毎時潮位データに
タについて，生データから一次データへの変換，短
より，潮位カーブの時系列図をプロッターに作図す
周期スムージング（移動平均）と長周期スムージン
る。
-33-
水路部技報
V
o
l
.1
3
.1
9
9
5
⑧ 時系列図作成（ T
6
0
2
)
TRAN言語の一畳夜調和分解計算プログラムを
プログラム” T103
”及ぴ”Tl04”で出力された長周
PCで使用可能にしたものである。
0分間隔のサンプリング
期スムージングデータ（ 1
7
0
2”で出力された調和分解計算用
プログラム” S
データ）により，分単位，時間単位及び日平均デー
データにより，計算を行い調和定数データをプリン
タの潮位カーブの時系列図をプロッターに作図す
タ，フロッピーテ。イスクに出力する。
③ 数畳夜調和分解計算（S
4
0
2
F
)
る
。
⑨ 海岸昇降検知センターデータの比較グラフ表
示（ T
6
0
3
)
本庁の大型計算機 ACOSで使用していた FOR-
TRAN言語の数昼夜調和分解計算プログラムを
海岸昇降検知センターから提供された月平均潮位
PCで使用可能にしたものである。
データにより，月平均グラフ，年平均グラフ及び験
プログラム” S
7
0
3”及び”S
7
0
4”で出力された調和
潮所聞の潮位差を表示し，その結果をハードコピー
分解計算用データにより，計算を行い調和定数デー
によりプリンタに出力する。
タをフ。リンタ，フロッピーテ伊イスクに出力する。
④ 3
2
畳夜調和分解計算（ S
4
0
4
F
)
⑮験潮テレメータ観測データ入出力変換
(
T
7
0
2
)
本庁の大型計算機 ACOSで使用していた FOR-
潮位テレメータ観測システムで得られた月表デー
タ（スムージング後の毎時潮位データ）をプログラ
TRAN言語の 3
2畳夜調和分解計算プログラムを
PCで使用可能にしたものである。
ム
”Tl02
”で出力きれる毎時潮位データ（月単位）形
7
0
6”で出力された調和分解計算用
プログラム” S
式に変換し，併せてデータの検査を行い，その結果
データにより，計算を行い調和定数データをプリン
をプリンタ，フロッピーテイスクに出力する。
タ，フロッピーディスクに出力する。
e
補足
⑤ 3
9時間加重平均（ S
4
1
0
)
説明文中で使った既存プログラムの番号と処理内
プログラム” S
7
0
1”で出力された毎時潮流データ
旬
、
．
9時間加重
により，潮流周期成分を除去するための 3
1
:
l
"
プログラム番号
平均（ダ、ッドソンフィルター）の計算を行い，その
処理内容
TlOl
験潮成果作成
Tl02
デジタイザー験潮記録読み取り
結果をプリンタ，フロッピーディスクに出力する。
⑥
スペクトルの計算（ S
4
1
1
)
プログラム”S
302”で出力された北方・東方成分潮
＆験潮成果作成
T201
データ検査
流観測値データ，水温・塩分・深度の各観測値デー
T701
毎時j
朝高ファイル管理
7
0
1”で出力された北方・東方成分
タ，プログラム” S
R501
潮汐と潮流の推算
潮流毎時値データ，水温・塩分・深度の各毎時値デー
2）潮流関係
タにより，高速フーリエ変換によるパワースペクト
① JRC可搬型超音波流速計データ（ S
l
O
l
)
ル及び自己相関係数のスペクトル計算を行い，その
JRC可搬型音波流速計データについて，一次デー
結果をディスプレイ，プリンタ，フロッピーディス
タのプリンタ出力，一次データから任意間隔にデー
クに出力する。
タを読み取り二次データに変換し，プリンタ，フロッ
4
1
2
)
⑦ 相互相関係数の計算（S
ピーディスクに出力する等の処理をする。
プログラム”S
7
0
1”で出力された北方・東方成分潮
また，流速ベクトル矢符をプロッターに作図する。
流毎時値データ，水温・塩分・深度の各毎時値デー
② 一昼夜調和分解計算（S
4
0
1
F
)
タ，プログラム’＇ S
409”で出力された北方・東方成分
本庁の大型計算機 ACOSで使用していた FOR-
潮流移動平均値データ，水温・塩分・深度の各移動
-34-
V
o
l
.1
3
.1
9
9
5
水路部技報
平均値データ及び”T403”で出力された潮位平均値
潮流調和定数データをキーボードから入力し，海
データにより，任意データ聞における相互相関係数
洋データ高度利用システム形式の調和定数データを
の計算を行い，その結果をテ胡
イスプレイ，プリンタ
作成し，プリンタ，フロッピーディスクに出力する。
このテ，
一夕は，フ。ロク唄ラム，，S
4
0
6
"
, "S501”
に出力する。
"
S
6
0
4
"
, "S605，
，
及
び
、
”R501”用の入力デ一夕となる。
⑧ 潮流の推算（S
5
0
1
)
フ。
ロク＊ラム”S401Fヘ”S402F”
，
”S403ヘ”S404F”
⑬
高度利用毎時値データへの変換（S
7
0
5
)
プログラム”S706”で出力された 3
2昼夜調和分解
及び”S707”で出力された海洋データ高度利用形式
計算用潮流毎時値データを海洋データ高度利用シス
の潮流調和定数データにより，潮流の推算を行い，
その結果をプリンタ，フロッピーディスクに出力す
テム形式の潮流毎時値データに変換し，フロッピー
る。
テヂイスクに出力する。
⑨ 流向流速頻度統計作図［ 1枚の用紙に 3図作
補足
成
］ (
S
6
0
8
)
説明文中で使った既存フログラムの番号と処理内
プログラム”S606”を改良したものであり， A 4縦
何
、
．
fr
用紙に，流向別流速頻度図，流速別頻度図及び流向
プログラム番号
別最大流速図の 3図を一度にプロッターで作図す
S302
分速値平滑＆標準ファイル作成
る。
S406
標準点大潮改正計算
⑮ 時系列作図［ 1枚の用紙に 5図作成］ (
S
6
0
9
)
S602
一＆数昼夜（潮2
0
4
)
プログラム”S607”を改良したものであり， B 5
,
S604
潮流精円（画面）
A4
, B 4用紙から用紙を任意に選択し，観測値流
S605
潮流楕円（プロッター）
速ベクトル図， 2
5時間移動平均値流速ベクトル図，
S706
1
5昼夜＆ 3
2
昼夜調和分解データ
北方・東方分速曲線図及び水温図の 5図を一度にプ
ロッターで作図する。
処理内容
作成（DISK)
3）気象関係
。ー畳夜調和分解データ作成［KEY] (
S
7
0
2
)
① 気圧データの作成（M202)
プログラム”S602”で作図された太陰時の北方・東
キーボードから入力し，毎分値，毎時値及び日平
方成分潮流毎時値データを読み取り，キーボードか
均値の各気圧データを作成し，プリンタ，フロッピー
らデータを入力し，プログラム屯401F＇’用のデータ
テV スクに出力する。
② 風データの移動平均（M401)
を作成し，フロッピーディスクに出力する。
⑫数昼夜調和分解データ作成［KEY] (
S
7
0
3
)
プログラム”M201”で出力された風毎時値データ
プログラム”S602”で作図された太陰時の北方・東方
により，移動平均計算を行い，その結果をプリンタ，
成分潮流毎時値データを読み取り，キーボードから
フロッピーディスクに出力する。
データを入力し，プログラム”S402F”用のデータを
作成し，フロッピーディスクに出力する。
③ 風データの頻度統計計算（M402)
プログラム”M201”で出力された風毎時値データ
⑬数昼夜調和分解データ作成［DISK] (
S
7
0
4
)
により，風向風速の頻度統計計算を行い，その結果
プログラム”S302”で出力された北方・東方成分の
をプリンタ，フロッピーディスクに出力する。
潮流毎時値データにより，プログラム”S402F”用の
④ 風データの頻度統計作図（M601)
I
寺怖データを作成し，
太陰時の北方・
東方成分潮流毎I
プログラム”M402”で出力された風向風速の頻度
フロッピーディスクに出力する。
統計データにより，風向別流速頻度図，風速別頻度
⑪潮流調和定数作成（S
7
0
7
)
図及び風向別最大風速図をプロッターで作図する。
-35-
水路部技報
V
o
l
.1
3
.1
9
9
5
⑤気圧データの時系列図（ M603)
測得した観測値を読み取り平滑化して毎時潮高値
プログラム”M202”で出力された気圧データによ
データファイルを作成するとともに LFT型験糊器
り，時系列図をプロックーで作図する。
で測得した観測データ（記録紙，験湖テレメータ値）
4）その他
を処理し験糊月表を作成し毎時潮高値データファイ
① 地図作成（0
6
0
1
)
ルを作成する。
付図，精度を要しない岸線図をプロッターで作図
2）験潮曲線グラフによるデータの検査
験潮曲線を CRT画面に表示してデータの検査を
する。
②
7
0
1
)
岸線ファイル作成（ 0
プログラム”0601”用の岸線経緯度データをデジ
する。
3）時系列データ処理
観測値，推算値，偏差値及び移動平均値等の時系
タイザ一入力により作成し，フロッピーテー
ィスクに
出力する。
③ 岸線ファイル修正（ 0
7
0
2
)
列データをプロッターで図イじする。
4）移動平均及び3
9時間加重平均
9時間加重平均（ダッドソン
単純移動平均叉は 3
プログラム”0701”で出力された岸線経緯度デー
タの不必要なデータの検索を行い，エテー
ィタを使用
フィルター）で観測値を処理する。
し修正を行う。
5）偏差計算
(
5
) プロッター用フ。
ログラム
232Cインターフェイス仕
プロッタ一命令は， RS様となっている。これ以外のインターフェイスの場
観測値から推算値を号｜
いて糊位偏差値ファイルを
作成する。
6）気圧補正処理
合，例えば GPIBインターフェイス仕様であれば
気圧データファイルで潮汐観測値を気圧補正す
’
＂ 8ビットパラレノレイ
サブルーチン”GPIBPL.BAS
る。
ンターフェイス仕様であればサブルーチン”PAR-
(
2
) 潮流データ処理
APL. BAS”を準備したので。
各フ。
ログラムのプロッ
1）第 l次データ処理
0
0
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0台）と差し替える
ター用サブルーチン（行番号5
各種流速計で測得した観測値を読み取り標準化処
理する。
こと。
(
6
) 海洋データ高度利用システム対応
2）第 2次データ処理
①潮流調和分解以外のデータ処理
次のファイルは，当プログラム用の小型電子計算
且，塩分，
流速ベクトル，北・東方分速曲線，水1
機と海洋データ高度利用システム用のワークステー
ションとの聞で相互にデータ転送できる。
①
潮汐毎時観測値データファイル（高度利用形
潮流推算の時系列図及び流向流速頻度統計図を作成
する。
流向流速，水温，塩分，深度の毎時値データの抽
式）
②
潮流毎時観測値データファイル（調和分解用
データ形式）
9時間加重平均
出＆修正，スペクトル計算，移動・ 3
計算，相互相関係数計算等をする。
②潮流調和分解
③ 潮流調和定数ファイル
3
. データ処理の概要
(
1
) 潮汐データ処理
1）毎時期高値データファイルと月表作成処理
アーンデラ水位計及び新旧 RMD型簡易験潮器で
5
昼夜及び3
2
畳夜の潮流調和分
一昼夜，数昼夜， 1
解計算用データを作成するための各種処理を行う。
5
昼夜
作成されたデータにより，一昼夜，数昼夜， 1
2
昼夜の潮流調和分解を行い，潮流調和定数
及び3
ファイルを作成する。
3
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毎時潮高値データファイルと月表作成処理
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第 3図潮汐データ処理流れ図 l
験潮曲線グラフによるデータの検査
時系列図処理
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移動平均及び 39時間加重平均
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気圧データ補正処理
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第 4図潮汐データ処理流れ図 2
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水路部技報
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第 5図潮流処理流れ図（
概略）
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Cコ：印字
Cコ：画面表示
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第 6図潮汐データ処理（
第 1次データ処理）
流れ図
-39-
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水路部技報
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第 7図
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手入力による潮流調和定数ファイル作成
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潮流調和分解以外のデータ処理
（
第 2次データ処理）流れ図
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潮流調和定数
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数昼夜∼ 32昼夜
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王室戸、
第 8図一昼夜潮流調和分解及び手入力による潮流
調和定数ファイル作成（第 2次データ処理）
流れ図
-40ー
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3
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9
9
5
水路部技報
また，手入力により潮流調和定数ファイルを作成
第二に， FORTRAN言語で書かれたプログラムを
する。
コンパイラーで翻訳しリンクした実行形式プログラ
3）第 3次データ処理
ムを追加したこと。第三に，気象データ処理等のプ
潮流調和定数による，四季曲線，潮流楕円図，潮
ログラムを追加して適用範囲を拡張したこと等があ
流推算等をする。
げられる。しかし，時間的制約があったため十分な
(
3）気象データ処理
プログラムのチェックができておらず，改良の余地
風のデータについて，データファイル，風速ベク
を残している。従って，利用者の努力が要求される。
トル時系列図（観測値及び移動平均値），風向風速頻
今後，当プログラムに改良が重ねられより使い勝
手の良いものになることを期待するとともに，本稿
度統計図を作成する。
気圧データについて，データファイル，気圧の時
が，沿岸海象業務に少しでも役立てば幸いである。
最後に，当プログラムの編集作業に関し多大なる
系列図を作成する。
御助言と御指導を頂いた桑木野文章氏に感謝の意を
4
. おわりに
表します。
今回のパージョンアップでプログラム総数 1
4
7本
参考文献
を擁した沿岸海象データの一大処理体系が完成し
た。この主な改良点は，次の 3点である。まず第一
福島繁樹・新田清
1
9
8
5：潮汐・潮流関係統一プロ
グラムについて，水路部技報，
に，海洋データ高度利用システムとリンクしたこと。
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第 9回数昼夜以上の潮流調和分解処理
（
第 2次データ処理）流れ図
-41-
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水路部技報
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（数∼ 32昼夜）
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第1
0図潮流調和定数による解析処理
（
第 3次データ処理）流れ図
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第1
1囲気象データ処理流る図
-42-

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