hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
自動撮影カメラとラジコンヘリによるニホンジカの革新的な密度推定手法の開発

本研究の目的は,ニホンジカを対象とした高精度かつ低コストな密度推定手法を確立することである.とくに自動撮影カメラとドローンの有効性を検証した.前者に関しては,最初にオスジカの角の3次元モデリングを行い,個体識別可能なレベルでシカ角形状を復元できるのかを確かめた.さらに,野外に自動撮影カメラ20台を設置し,オスジカの個体識別と個体群サイズの推定を行った.この結果,オスジカの個体判別,個体群サイズの推定が可能であることが分かった.後者に関しては,群馬県利根郡みなかみ町においてドローンを繰り返し飛行させた.この結果,撮影時の光条件に留意すれば,密度推定に利用可能な質の動画が得られることが分かった.ニホンジカの簡便かつ高精度な密度推定を可能にするために,本研究では,1.自動撮影カメラと3次元モデリング技術を用いたオスジカの個体識別手法の確立,2.ドローンを用いた空からのセンサス手法の確立を目指している.1と2それぞれについて,昨年度は具体的に以下のような調査を行った.1.最初に,シカ角の3次元測定の精度と個体判別の可否を検討した。サイズが既知のオスの頭骨を自動撮影カメラで撮影し,フリーソフトSurveyFromPhoto(http://www.solidfromphoto.com/)を用いて3次元計測を行った.計測値と実測値を比較し、3次元測定の推定誤差を求めたところ,高い精度(誤差数パーセント)での推定が可能であることが分かった.次に、求めた推定誤差のもとで、どの程度の確率で正しく個体判別が可能かを統計的に評価した。この結果,撮影される個体数が50個体以上になっても十分に高い確率で個体識別が可能であることが分かった.2.京都府南丹市京都大学芦生研究林において,ドローンを飛行させ,上空から動物が発見可能かを検討した.飛行予定ルートにあらかじめ調査員を配置しておき(人数既知),その近辺をドローンを用いて上空から撮影・録画した.得られた映像を詳細に眺め,何人の調査員を発見できるか調べた.この結果,調査員が動いている場合には,上空からの映像でも比較的容易に発見することが可能であることが分かった.対象が静止している場合,発見はより困難であったが,複数回の動画確認を行うことにより,真の数に近い値が得られることが分かった.当初計画していた調査内容はすべて行うことができた.必要機材の購入,調査実施のための諸手続き,研究代表者・分担者間の連絡などはすべて順調に進んだ.新しい調査技術の開発は,その初期段階において,想定外の事態が発生し,計画していた内容を遂行することがしばしば困難になることが多い.しかし,調査内容について事前に十分検討しておいたため,確実な成果を上げることができた.とくに困難が予想された自動撮影カメラ映像の3次元モデリングもフリーソフトを用いることで容易に達成することができた.3次元モデリングが順調に進行していること,その他の点においても特段の進行の遅れなどは発生していないことから,調査計画は十分に順調に進展していると言える.本研究では,自動撮影カメラおよびドローンを使用したニホンジカの密度推定手法の確立を目的としている.本年度は,とくに以下の2点について調査を行った.1.自動撮影カメラに関しては,H27年度の研究から,オスジカの角には個体識別に十分な個体変異があること,自動撮影カメラによって撮影された動画からシカ角の3次元構造を十分な精度で復元できること,したがって自動撮影カメラ映像からニホンジカの個体識別が可能であることが示されていた.H28年度は,この技術を野外個体群に適用し,標識再捕獲法を用いて実際に個体数密度を推定するための調査を行った.具体的には,京都府南丹市京都大学芦生研究林および群馬県利根郡みなかみ町日本大学生物資源科学部水上演習林にそれぞれ30台の自動撮影カメラを設置し,ニホンジカの有角個体の撮影を行った.この結果,芦生演習林において21個体,水上演習林において9個体が撮影された.このデータに空間明示型標識再捕獲モデルを適用し,各個体の行動圏の中心と捕獲率と距離の関係、個体数密度の推定を開始した.2.ドローンに関しては,京都大学芦生研究林および日本大学水上演習林において,自動撮影カメラを設置しているのと同じエリアにドローン(DJI Phantom 3)を繰り返し飛行させ,上空からニホンジカの個体数をカウントした.この結果,現時点ではシカのカウントに様々な制約があるものの,いくつかの点を改良すれば実用に耐える手法になることが分かった.とくに動物の発見率は,その日の天候(とくに霧の有無)と太陽光の入光角度に大きく影響された.これらの点は,調査日や飛行時間帯を慎重に選ぶことで解決されることも示された.自動撮影カメラを用いた手法の確立に関しては,当初の計画通りの成果が出ている.この手法において鍵となるのは,いかに高い精度で有角個体の識別が可能であるかということであるが,これまでの調査で,十分な精度で角のサイズが測定できること(推定精度±5%),野外個体の確実な個体識別(判別率ほぼ100%)が可能なことが分かっている.さらに個体数密度推定のためのデータも順調に取得することが出来ている.調査対象とした芦生研究林と水上演習林では,地形や積雪量,ニホンジカの個体数密度など様々な環境要因が異なっているが,本手法は両調査地点で有効に機能しており,さまざまな場所で利用可能な手法になることが期待できる.ドローンを用いた密度推定手法の確立も,おおむね順調に推移している.

これまでの調査から,高い精度で密度推定を行うための飛行ルートや飛行高度,飛行速度などの詳細な情報を集めることが出来ただけでなく,密度推定の妨げとなる要因も特定出来てきた.これまでの調査から,上空からの動物の発見確率は,当初の想定以上に地形や天候などの環境要因に左右されることが分かってきている.この点を解決するためには,綿密な調査計画を事前に練るだけではなく,利用するドローン機種や飛行方法の再検討が必要である.これらの点を解決できれば,実践的なドローン活用法を確立できる.上記のように,当初の計画は着実に遂行されつつある一方,新たに取り組むべき課題も見つかった.これらのことから,「おおむね順調に進展している」と判断された.本研究の目的は,ニホンジカを対象とした高精度かつ低コストな密度推定手法を確立することである.とくに,1.自動撮影カメラを用いた捕獲再捕獲法による手法,そのためのオスジカの角の形状の個体変異に注目した個体識別手法の確立と,2.ドローンを用いた空からのセンサス手法の確立を行った.1.最初にオスジカの角の形状に十分な個体変異があるかどうかを確かめたうえで,サイズが既知のシカ角の撮影を行い,3次元モデリングによって個体識別可能なレベルでシカ角形状を復元できるのかを確かめた.さらに,2017-18年冬季に京都府南丹市芦生研究林および群馬県利根郡みなかみ町日本大学演習林に自動撮影カメラ20台をそれぞれ設置し,撮影されたオスジカの個体識別と個体群サイズの推定を行った.この結果,自動撮影カメラによって撮影されたオスジカの個体判別は十分可能であり,個体群サイズも推定できることが分かった.判別されたオスジカは,芦生では12個体,水源の森では13個体であった.2. 2017年と2018年の秋季(落葉後)に群馬県利根郡みなかみ町奥利根水源の森において,ドローンを一定のコース(12km)で繰り返し(各年とも計10回)飛行させ,シカ個体の撮影とその判別が可能かを検討した.残念ながら2017年,2018年とも,個体群サイズ・密度を推定するだけの十分なサンプルサイズは得られなかった.しかし,撮影時の光条件に留意すれば,個体群サイズ・密度の推定に利用可能な質の動画が得られることが分かった.ドローンは,シカの個体数密度が高くなった地域では,十分有効な手法であると考えられた.本研究の目的は,ニホンジカを対象とした高精度かつ低コストな密度推定手法を確立することである.とくに自動撮影カメラとドローンの有効性を検証した.前者に関しては,最初にオスジカの角の3次元モデリングを行い,個体識別可能なレベルでシカ角形状を復元できるのかを確かめた.さらに,野外に自動撮影カメラ20台を設置し,オスジカの個体識別と個体群サイズの推定を行った.この結果,オスジカの個体判別,個体群サイズの推定が可能であることが分かった.後者に関しては,群馬県利根郡みなかみ町においてドローンを繰り返し飛行させた.この結果,撮影時の光条件に留意すれば,密度推定に利用可能な質の動画が得られることが分かった.今後も引き続き実施計画に従って,調査・研究を続けていく予定である.これまでの調査によって,開発する手法の根幹となる基礎技術はすでに確立することができた.
p電子系物理学-ボロン・カーボン系の超伝導と磁性-

本研究は、p電子系(ボロン・カーボン・シリコン系)化合物における超伝導・磁性の発現機構を総合的に理解するため、研究を行ってきた。主な研究成果を以下に述べる。1.MgB_2の電子対媒介相互作用スペクトル、Al固溶系試料におけるフォノン状態密度の測定から、ボロン面内の高エネルギーフォノンモードが電子系と強く結合することを明らかにした。このことより、MgB_2は軽元素の高エネルギー振動が関与した新しいタイプの強結合超伝導体であるとの結論を得た。トンネル分光測定からは、その強結合性を反映した超伝導ギャップを観測し、互いに相関を持つ多重ギャップ構造の存在を明らかにした。2.MgB_2と同タイプ結晶構造を有するNbB_2やCaAlSiについてトンネル分光によるエネルギーギャップ測定、放射光X線による結晶構造・電子密度分布の評価を行い、それぞれの系において、その超伝導特性と組成変化による結晶構造の微小な変化との間に密接な関係があること、従来型超伝導とは異なる特徴を持った強結合超伝導であることを明らかにした。3.新しい超伝導体として、W_7Re_<13>X(X=B, C) (T_c=7.1K,7.3K)、Mo_7Re_<13>X(X=B, C) (T_c=8.3K,8.1K)、Y_2C_3(T_C=18K)を発見した。Y_2C_3におけるT_cの変化の原因を結晶構造の観点から探るため、放射光X線を用いた構造解析を行ったところ、ろの変化と結晶中のC-Cダイマーの距離との間に密接な関係があることを示唆する結果を得た。また、比熱、NMR測定、トンネル分光測定から、電子対の波動関数はs波の対称性を持つが、2種類の超伝導ギャップが存在することを明らかにした。特に、大小二つのギャップの温度変化から、バンド間相互作用の比較的小さな2ギャップ超伝導体であることを明らかにした。4.CaB_6のμSR測定、角度分解光電子分光測定から、Bの核双極子モーメントでは説明のつかない、150K付近での何らかの電子的な相転移を示唆する内場、ある特殊な逆格子位置に形成される小さな電子ポケットを観測し、これらが特異な磁性の出現に関わっていることを示唆する結果を得た。以下に掲げるような研究成果を得た。1)新しい超伝導体として、W_7Re_<13>X(X=B,C)(T_c=7.1K及び7.3K)、及びY_2C_3(T_c=18K)を発見した。特に後者は、従来超伝導材料として使われているNb_3Snに匹敵する転移温度を示しており、今後の実用化が期待される。なぜこの系でこのように高いT_cを持つのか種々の観点から現在検討中である。2)新しい強磁性体CaB_6についてμSR法を用いて、磁気モーメントの存在の有無を確かめた。アシンメトリーの測定を詳細に行う事により、Bの核双極子モーメントでは説明のつかない、新しい内場を観測した。

この内場は150K付近で消失することから150K以下で何らかの電子的な相転移が起こっている可能性がある。3)MgB_2に関しては基礎物性、応用的観点から総合的に研究を行っている。特に「電気泳動法」という新しい技術を用いて、安価な方法でMgB_2の薄膜を得るめどがついた。4)MgB_2のトンネル分光実験では異常な強結合ギャップを観測した。また,互いに相関を持つ多重ギャップ構造の存在を明らかにした。その起源を探るためには単結晶を用いたSTMによる測定が必要である。強結合性について系統的に調べるために、同じ結晶構造でT_cの低いNbB_2の測定も行い、超伝導の強結合性や多重ギャップ構造の存在も明らかにした。電子構造の異なる両者で似た特性を示す点に関して現在調べている。MgB_2の超伝導機構を探るための電子フォノン結合スペクトルの観測によると、面内E_2gモードエネルギー付近に再現性の高い構造を観測しており、このモードが超伝導に関与していることを示唆している。単結晶による詳細な測定と解析が急務である。本研究は、「p電子系物理学-ボロン・カーボン系の超伝導と磁性-」を目的に掲げ、p電子系(ボロン・カーボン・シリコン系)化合物における超伝導・磁性の発現機構を総合的に理解するため、研究を行ってきた。主な研究成果として、以下の3つが挙げられる。(1)MgB_2の超伝導発現機構をさらに深く探るため、電子対媒介相互作用スペクトル、Al固溶系試料におけるフォノン状態密度の測定から、ボロン面内の高エネルギーフォノンモードが電子と強く結合することを明らかにした。このことより、MgB_2は軽量元素の高エネルギー振動が関与した新しいタイプの強結合超伝導体と考えられる。(2)MgB_2と同じ結晶構造を有するNbB_2やCaAlSiについてトンネル分光によるエネルギーギャップ測定、放射光X線による結晶構造・電子密度分布の評価を行い、それぞれの系において、その超伝導特性と組成変化による結晶構造の微小な変化との間に密接な関係があること、従来型超伝導とは異なる特徴を持った強結合超伝導であることを明らかにした。(3)新しい超伝導体Y_2C_3(T_c=8K)におけるT_cの変化を、結晶構造の観点から明らかにするため、放射光X線を用いた低T_c相,高T_c相の詳細な構造解析を行った。現時点では未だ予備的な結果ではあるが、T_cの変化と結晶中のC-Cダイマーの距離との間に密接な関係があることを示唆する結果を得た。(4)CaB_6における特異な磁性出現の機構を明らかにするため、大型単結晶による角度分解光電子分光測定を行い、ある特殊な場所に小さな電子ポケットが形成され、それが磁性の出現に関わっていることを示唆する結果を得た。秋光1)MgB_2型超伝導体Ca(Al,Si)の単結晶試料を作成し、超伝導に関する種々の物性測定を行った。特にAl, Si層の配列に関して長周期構造を持たない試料(1-Hと名付ける)を作成し、5倍(5-H),6倍(6-H)周期を持つ構造に対して超伝導のパラメーターがより等方的になっていることを示した。2)我々は1昨年Y_2C_3というT_c=18Kの超伝導体を発見した。その後異なるT_cを持つ種々のY_2C_3の作成に成功し、その超伝導特性を現在測定中である。この物質の結晶構造は反転対称性を持たないことから、単純なS-波超伝導体でないことが示唆されている。浴野層状物質MgB_2の超伝導状態を微視的に調べるために,走査トンネル顕微鏡/分光(STM/STS)システムによる研究を行った。STMによる表面観察では,三角格子と六方格子の2種類のパターンからなる特徴的な原子配列が観測された。
HIV-Tatに相互作用する細胞因子のクローン化と機能解析

HIV-1 Tatは、その作用機構に対してのみならず、阻害剤の標的としても関心が寄せられている。本研究では、Tat結合因子のクローン化とその機能解析を目的とした。酵母発現HeLa cDNAライブラリーのスクリーニングにより、Tatに特異的相互作用を示す蛋白(以下TAM2)のcDNAを得た。TAM2は322アミノ酸から成り、N末端付近にSerとGlyに富む領域と、C末端付近にRing Fingerモチーフをとる領域を持つ。活性化に必要なTatのN-末端,Cys,Coreの各領域およびTAM2のRing Fingerモチーフを含む領域が相互作用に必須であることが、酵母内およびin vitroにおいて示された。この相互作用は核抽出液中のnative TAM2に対しても確認された。さらにTAM2はHeLa細胞核抽出液中のプロテインキナーゼを補足し、そのキナーゼによって強くリン酸化を受けた。このキナーゼはRNA pol II CTDもリン酸化した。以上からTAM2はTatとプロテインキナーゼを結びつける役割を持ち、TatによるHIV LTR転写活性化に必須な存在であることが示唆された。同様に手法でHIV integraseのcofactorであるヒトSNF複合体の構成因子hSNF2に相互作用する蛋白のクローン化を行った。この蛋白(SNF2BP1)はSNF2にin vitroおよびin vivoにおいて特異的相互作用を示すとともに、核抽出液中のSNF2複合体の構成因子もしくは強固に結合する因子であることが判明した。競合実験から、レチノイン酸リセプターに依存した転写活性化に必要な因子であった。よってHIV cofactorであるSNF複合体の機能的サブユニットの1つと考えられる。
付加環化反応を基軸とする多置換中員環炭素骨格構築法の開発

昨年度は、独自のシクロペンテンアヌレーション法および橋頭位アニオンを用いるA環部導入法を駆使し、ダイズシスト線虫孵化促進物質グリシノエクレピンAの不斉全合成を達成した。今年度はまず、この知見をさらに発展させて天然物グリシノエクレピンBの不斉全合成を目指した。本化合物はグリシノエクレピンAの類縁体であるが、D環上の側鎖にγ-ヒドロキシ-α,β-不飽和カルボン酸部位を有する点が異なる。この部位の立体選択的構築法を検討した結果、光学活性配位子を用いる不斉野崎-檜山-岸カップリング反応を用いることにより、世界初の不斉全合成を達成することができた。一方、昨年度から着手した高次構造天然物アザジラクチンの全合成研究においては、高度に縮環したEFG環部の効率的な合成法を検討した。その結果、Nazarov環化反応によりE環を、分子内ェーテル環化によりF環を、メチルチオ基を水銀塩で活性化する分子内グリコシル化反応によりG環を各々構築し、モデル化合物の効率的合成に成功した。今後は、この知見を既に確立したC8位四級不斉炭素の立体選択的構築法と組み合わせることで、アザジラクチンの全合成が達成する計画である。さらに、海洋産天然物スクレロフィチンAの全合成研究において、以下の画期的な進展があった。従来は、[6+4]型付加環化反応により構築した11-オキサビシクロ[6.2.1]ウンデカン骨格が、脱コバルト錯体化反応により天然物とは異なる11-オキサビシクロ[5.3.1]ウンデカン骨格に転位してしまうことが最大の問題点となっていた。これに対して今年度、エノールエーテル部を酸化後、共役付加反応によるイソプロピル基の導入を経て、元の11-オキサビシクロ[6.2.1]ウンデカン骨格を再生する新手法を見出した。これにより、スクレロフィチンAおよび類縁化合物に共通する炭素骨格の構築に成功した。先に開発したアセチレンジコバルト錯体を用いる[6+2]型付加環化反応をさらに拡張する目的で、新たに7炭素ユニットを合成し、各種エノールシリルエーテルとの[7+2]型付加環化反応の検討を行った。コバルトアセチレン錯体の大きな結合角から、対応する6炭素ユニットが分子内環化反応を起こしにくいのに対して、7炭素ユニットは容易に7員環を形成する。このため、[7+2]型付加環化反応を実現するためには、反応条件の選択が極めて重要であった。具体的には、溶媒量を極力減らして基質濃度を高めることで、分子間反応を進行させることが可能であり、目的の9員環化合物が約40%の収率で得られることを見出した。さらに、競合する分子内環化反応を抑制するために、アリルシラン部位にメチル基を導入した7炭素ユニットを設計し、その[7+2]型付加環化反応を行ったところ、目的物の収率は約60%まで向上した。次に、先に見出した6炭素ユニットとフランとの[6+4]型付加環化反応を応用した海洋産天然物sclerophytin Aの全合成研究に着手した。この付加環化反応では、10員環炭素骨格中に渡環エーテル構造を含むアセチレンジコバルト錯体が高収率で得られるが、その脱錯体化反応をまず検討した。従来の硝酸アンモニウムセリウム(IV)を用いる酸化反応では、10員環アセチレンが低収率で得られるのみであったが、ヨウ素を作用させることでエーテル環の転位を伴う脱錯体化反応が進行し、エノールエーテル部を有するジヨウ化物が好収率で生成することを見出した。この反応を用いて合成した10員環エノンに共役付加反応および分子内アルドール反応を適用して6員環を融着し、sclerophytin Aの基本骨格の構築に成功した。昨年度までに、アリルシラン部位を有するアセチレンジコバルト錯体とフランとの[6+4]型付加環化反応を開発し、従来法では入手困難な11-oxabicyclo[6.2.1]undecane誘導体の合成法を確立した。引き続き本年度は、この付加環化体を出発原料とする海洋産天然物sclerophytin Aの全合成研究を行った。まず、付加環化体をヨウ素と反応させて合成した11-oxabicyclo[5.3.1]undeca-2,6-dien-4-one誘導体に共役付加反応によりオレフィン側鎖を導入後、プロモケトン誘導体に変換した。このもののラジカル環化反応により6員環を構築し、生成物のX線結晶構造解析を行ったところ、sclerophytin Aとは異なる立体配置を有することが判明した。このため、構造をより簡略化したモデル化合物を用いて向山アルドール反応による6員環形成法を検討し、環化反応により合成した共役エノンをBirch還元することにより望みとする立体異性体が選択的に生成することを明らかにした。さらに、高次構造天然有機化合物の全合成研究の一環として、新たにジャガイモシスト線虫の孵化促進物質であるsolanoeclepin Aおよび、ダイズシスト線虫孵化促進物質であるglycinoeclepin Aの全合成研究に着手した。これらの化合物に共通して存在する5-6縮環系炭素骨格の効率的な構築法を検討し、4-methoxy-3-butenenitrileの環状エノンへの共役付加反応を用いる新規シクロペンテンアヌレーション法を開発した。

本手法は線虫の孵化促進物質のみならず、ステロイドをはじめとするテルペン系天然物の全合成に広く応用可能と期待される。昨年度、独自に開発したシクロペンテンアヌレーション法を駆使し、ダイズシスト線虫孵化促進物質glycinoeclepin AのCD環部の不斉合成法を確立した。今年度は、A環部の構築に検討を加え、2,2-dimethyl-1,3-cyclohexanedioneから不斉還元および酸素渡環反応を経てA環部ケトンを不斉合成した。次いで、対応するジメチルヒドラゾン誘導体から橋頭位アニオンを発生させ、銅塩の存在下でCD環部と連結させることにより、glycinoeclepin Aの不斉全合成を達成した。この橋頭位アニオンを用いるA環部導入法は、従来の全合成例より格段に効率的であるのみならず、ジャガイモシスト線虫の孵化促進物質solanoeclepin Aの全合成への応用が期待される。なお、solanoeclepin Aの合成研究に関して、側鎖上のシクロプロパンカルボン酸の立体選択的構築法のモデル検討を行った。すなわち、(+)-カンファーからbicyclo[2.1.1]hexyl基を有する光学活性アリルアルコールを合成し、酒石酸アミド誘導体を用いる不斉Simmons-Smith反応に付して、極めて高い立体選択性でシクロプロパン化が進行することを確認した。さらに今年度から、熱帯植物インドセンダンより殺虫成分として単離された高次構造天然物azadirachtinの全合成研究に着手した。その構造中に7つの環および16個の不斉炭素を含み、特にC8位四級不斉炭素の立体選択的構築が困難であることから、azadirachtinの全合成は未だ達成されていない。今年度は、ジエノールトリフラートの位置および立体選択的ヒドロホウ素化反応による新規アリルボラン合成法を開発し、C8位四級不斉炭素の立体選択的構築に成功した。昨年度は、独自のシクロペンテンアヌレーション法および橋頭位アニオンを用いるA環部導入法を駆使し、ダイズシスト線虫孵化促進物質グリシノエクレピンAの不斉全合成を達成した。今年度はまず、この知見をさらに発展させて天然物グリシノエクレピンBの不斉全合成を目指した。本化合物はグリシノエクレピンAの類縁体であるが、D環上の側鎖にγ-ヒドロキシ-α,β-不飽和カルボン酸部位を有する点が異なる。この部位の立体選択的構築法を検討した結果、光学活性配位子を用いる不斉野崎-檜山-岸カップリング反応を用いることにより、世界初の不斉全合成を達成することができた。一方、昨年度から着手した高次構造天然物アザジラクチンの全合成研究においては、高度に縮環したEFG環部の効率的な合成法を検討した。その結果、Nazarov環化反応によりE環を、分子内ェーテル環化によりF環を、メチルチオ基を水銀塩で活性化する分子内グリコシル化反応によりG環を各々構築し、モデル化合物の効率的合成に成功した。今後は、この知見を既に確立したC8位四級不斉炭素の立体選択的構築法と組み合わせることで、アザジラクチンの全合成が達成する計画である。さらに、海洋産天然物スクレロフィチンAの全合成研究において、以下の画期的な進展があった。従来は、[6+4]型付加環化反応により構築した11-オキサビシクロ[6.2.1]ウンデカン骨格が、脱コバルト錯体化反応により天然物とは異なる11-オキサビシクロ[5.3.1]ウンデカン骨格に転位してしまうことが最大の問題点となっていた。
エピゲノム・シングルセル大規模統合解析システムの構築

(1)現在利用されている1細胞解析法においていまだ困難な、生体細胞・腫瘍内に少数のみ存在する細胞集団(生体幹細胞など)を同定するために、データ補完(Data imputation)を利用したデータの高感度化について検討を進めている。10種の細胞種混合データ(PBMC)を用いた実験では、Data imputationによって細胞クラスタリングがより細分化され、希少な細胞集団を同定できることが確認された一方、得られる結果はimputationで与えるパラメータに強く依存し、解析の再現性に不安が残る結果となっており、今後更なる検証が必要である。当領域内の秋山班によって生成された卵巣がん組織細胞に対してこのData imputationを適用した結果、これまで得られなかった新たなサブクラスタが同定され、より詳細な細胞不均一性(heterogeneity)を観測できた。得られたクラスタについて、秋山班による検証作業を行っている。(2)細胞クラスタ特異的な遺伝子群の共発現パターンを網羅的に同定するため、1細胞発現データを入力とした遺伝子共発現ネットワークの推定法を構築した。本手法では、あるData imputation法のために提案された遺伝子ペア間共発現類似度を示す指標であるco-dependencyindex (CDI)を遺伝子ネットワーク生成に応用した。大きな特長として、ハウスキーピング遺伝子などを除外し、真にクラスタ間で発現変動している部分遺伝子群(遺伝子モジュール)を同定できる。本手法を血清刺激を加えた膠芽腫幹細胞系の時系列データに適用し、共発現遺伝子ネットワークの時間変化を解析したところ、血清刺激依存的・非依存的な複数のモジュールが同定された。(1)遺伝子ネットワークから特に類似度の高い遺伝子モジュール抽出を行い、モジュール単位でのサンプル間比較を行うことで、サンプル特異的もしくはサンプル間共通のモジュールを同定することが可能となる。モジュール単位での比較は単一遺伝子の比較に比べて測定誤差に対して頑健であり、膠芽腫幹細胞の新規マーカや重要な細胞のクラスタにつながることが期待される。(2)公募班を含めて1細胞遺伝子発現データを生産しているグループが増加しており、それらのグループと共同で解析やディスカッションを行い、解析手法や得られた結果の解釈の方法について活発な議論を行っている。研究の発展著しい分野であるため、今後も他班と協力し合いながら世界の最先端の研究者に食らいついていく。(3)本領域の主要テーマの一つである「分野横断的な研究」を若手主体で推進することを目標に、日本分子生物学会年会(於横浜)において若手によるワークショップをオーガナイズした。第二回若手ワークショップ@仙台による口頭発表とともに、1細胞解析、画像解析、時系列数理モデリングなどの専門家が集合して活発な討論を行い、次世代シーケンサ解析及び1細胞解析手法について領域内の連携を深めている。(1)秋山班との共同研究による生体腫瘍細胞を用いた1細胞解析について結果をまとめ、論文として発表する。(2) 1細胞解析を入力とした遺伝子ネットワーク推定と複数サンプル間でのネットワーク比較を用いた新規重要マーカ遺伝子群の同定手法について確立し、論文にまとめる。(3)続々発表される1細胞解析のための新規手法について引き続きサーベイを行うと共に、現時点で最良と思われる解析プロトコルを確立し、解析パイプラインとしてパッケージ化し領域内外に公開する。公開にはDockerによる仮想化環境を利用し、ウェブブラウザ型のパイプライン公開に比べて頑健性・柔軟性・拡張性が高く、任意の計算機上で同一の解析環境を提供できるよう努める。開発したパイプラインを領域内の1細胞解析をすすめているグループに対してテストを依頼し、フィードバックを受けながら更に改良を進めていく。(4)構築したDockerベースのパイプラインについて、ローカルの解析サーバへの導入及び、Google Cloud Platform(GCP)をはじめとする有償クラウドベースを用いた環境構築の両面について検討を進める。(5)これまで注力していた1細胞RNA-seqから1細胞ATAC-seq,多細胞RNA-seq、エピゲノム解析にまで対象を広げ、より多面的にサンプルを解析できる統合解析システムの開発について検討を進める。また、画像解析、数理モデリングの専門家とも連携し、次世代シーケンサ解析を超えた解析システムの開発を目指す。(1)最新のメニーコアクラスタサーバ及びGPU解析サーバを導入し、シングルセルRNA-seq解析環境を構築した。既存の解析プログラムの中で最先端かつ更新頻度の高いSeuratパッケージをベースに、サンプルの品質評価、クラスタリング、各クラスタ内での高発現遺伝子の同定などは本サーバ上で解析可能である。また、シングルセルRNA-seq解析手法論文のサーベイ及び実験を担当するポスドクを一名雇用した。(2)本領域内の秋山班、川崎班と連携しのうえシングルセルデータ生成、データ解析及び手法開発、得られた結果の数理モデリング、の流れを確立し、統合的な解析のための議論を重ねている。(3)シングルセル解析の価値をより高めるための新規手法として、データ補完(Data imputation)によるデータ再構築法を検討した。シングルセル解析では1細胞あたりのデータ量の上限の制約から一般的な多細胞解析と比較してデータのテクニカルなばらつきは大きくなり、生物学的に意味のあるグループ間の差異が実験誤差に埋もれてしまう問題がある。秋山班から生成されたがん細胞由来のシングルセルデータを用いた実験では、データ補完を行わない場合に比べ、サブグループごとの差がより鮮明になるという良好な結果を得た。(4)本学術領域において開催された第一回公開シンポジウムにおいてポスター発表、及び第一回若手ワークショップにおいて口頭発表及び技術講習会を行い、NGS解析及びシングルセル解析手法について知見の共有と領域内の相互連携を深めている。

(1)技術職員の当初予定を変更してポスドクを雇用できたため、単純な解析業務のみならず論文のサーベイ及び実験を任せることができるようになり、研究推進効率が大幅に向上した。(2)半年の期間でサーバ導入、解析環境の構築を完了し、新規技術であるData imputationもこれまでおおむね良い結果を得ている。また、本手法を応用した1細胞データからの遺伝子間相互作用推定にも取り組んでおり、当初の想定を上回る速度で研究が進展している。(3)他班との具体的な連携体制を既に構築、議論も活発に行えており、新たな共同研究のアイデアが生まれることを期待できる。(1)現在利用されている1細胞解析法においていまだ困難な、生体細胞・腫瘍内に少数のみ存在する細胞集団(生体幹細胞など)を同定するために、データ補完(Data imputation)を利用したデータの高感度化について検討を進めている。10種の細胞種混合データ(PBMC)を用いた実験では、Data imputationによって細胞クラスタリングがより細分化され、希少な細胞集団を同定できることが確認された一方、得られる結果はimputationで与えるパラメータに強く依存し、解析の再現性に不安が残る結果となっており、今後更なる検証が必要である。当領域内の秋山班によって生成された卵巣がん組織細胞に対してこのData imputationを適用した結果、これまで得られなかった新たなサブクラスタが同定され、より詳細な細胞不均一性(heterogeneity)を観測できた。得られたクラスタについて、秋山班による検証作業を行っている。(2)細胞クラスタ特異的な遺伝子群の共発現パターンを網羅的に同定するため、1細胞発現データを入力とした遺伝子共発現ネットワークの推定法を構築した。本手法では、あるData imputation法のために提案された遺伝子ペア間共発現類似度を示す指標であるco-dependencyindex (CDI)を遺伝子ネットワーク生成に応用した。大きな特長として、ハウスキーピング遺伝子などを除外し、真にクラスタ間で発現変動している部分遺伝子群(遺伝子モジュール)を同定できる。本手法を血清刺激を加えた膠芽腫幹細胞系の時系列データに適用し、共発現遺伝子ネットワークの時間変化を解析したところ、血清刺激依存的・非依存的な複数のモジュールが同定された。(1)遺伝子ネットワークから特に類似度の高い遺伝子モジュール抽出を行い、モジュール単位でのサンプル間比較を行うことで、サンプル特異的もしくはサンプル間共通のモジュールを同定することが可能となる。モジュール単位での比較は単一遺伝子の比較に比べて測定誤差に対して頑健であり、膠芽腫幹細胞の新規マーカや重要な細胞のクラスタにつながることが期待される。
異系統土器の出会いに見る集団の移動・居住・相互関係、背景にある社会の形態

土器というものは、縄文時代、弥生時代、古墳時代などのどの時代においても、また北海道や朝鮮半島においても基本的に地域ごとの連続的な変化を示すことが知られている。しかしそれらは一定地域に固定して存在し続けるだけでなく、近隣や時には遠方にも移動し、移動した土器系統が行った先の土器系統と出会う現象も知られている。これを「異系統土器の出会い」と呼ぶ。出会った異系統土器どうしが示す関係はさまざまである。進出した土器が在地の土器を駆逐する場合もあれば、両者が融合する場合もある。両者がモザイク状に共存する場合もあれば同集落に共存する場合もある。このような異系統土器どうしが示す現象の違いは、それらの土器系統を維持した集団どうしの間に生じた関係を反映しているに違いない。本課題ではさまざまな時代・地域の土器研究のエキスパートが集い、「異系統土器の出会い」といえる現象を出し、それらをいくつかのパターンに分類するとともに、背景にある人間集団の関係について考察した。さらにまた縄文や弥生といった時代ごとに特徴的に見られる異系統土器間の関係に注目し、土器の移動現象に反映される各時代の基本的社会形態の読み取りに努めた。型式、様式、系統、類型など、縄文・弥生・土師器を超えて土器に関する基本的な概念の整理を行い、研究の土台を整備するとともに。胎土分析という自然科学的方法が本研究課題に寄与する可能性が追及され、自然環境の変化がどの程度土器の集団的移動の原因になったか検討された。研究成果を広く公開報告するために2006年11月25、26の2日にわたり東京大学で「異系統土器の出会い」報告会が開かれたが、200名を超える参加者は本課題に対する注目の高さを示した。本研究課題の成果は、『異系統土器の出会い』という市販される図書として、2008年同成社からの出版予定で準備が進められている。初年度である本年度は、異系統土器の出会いという現象に関し、研究代表者、研究分担者が共通の認識と問題意識を共有し、今後の研究のための共通基盤を形成することが第一の課題であった。4回開催された研究会では、この目的に沿うよう、「弥生土器と朝鮮系無文土器の出会い」、「オホーツク土器と擦文土器の出会い」など、この現象の典型的な事例について研究発表と討論が行われた。とくにオホーツク土器と擦文土器については東京大学常呂実習施設と周辺の収蔵施設の標本を実地に検討しながら研究会が開催され、非常に有意義であった。膨大な土器データの効率的な分析のために計画されている情報技術応用のため、約1万2千枚(土器数にして約6万個)の実測図・写真をスキャニングによりパソコンに取り込む作業が完了し、完全に整理された膨大な画像データが瞬時に取り出され、比較や集成が短時間のうちになされ、発見地が地図上に表示されるシステムが構築された。またインターネットによる考古学情報公開のモデルケースの第一歩として計画されている『東大考古学研究室研究紀要』の公開の準備が進められ、来年度にはサーバーにアップロードされる予定である。個々の時代の土器については、代表者・分担者による個別的な分析研究が進められたが、研究代表者の場合、縄文前期について上記システムを利用して研究を進め、従来の縄文土器研究を超え、研究の目的自体を革新できる成果があった。これについては来年度に論文化できる見通しである。分担者による個々の分野の土器研究も前進し、研究課題である現象の総合的把握への準備が整えられた。本年度の課題は弥生土器と古墳時代の土師器における土器系統の移動と異系統土器の出会いの問題の解明であったが、同時に縄文土器の場合との違いを明らかにする目的をもって研究が行われた。

研究会は6月19日、7月17日、10月29日31日、12月11日、2月16日の5回にわたって行われた。とくに10月29日31日は福岡・壱岐において弥生時代末から古墳時代初頭の畿内系土器の進出について、現地の研究者を講師として迎え、土器の実物について詳細な観察を行いながら研究を行ったことは、本課題にとってきわめて有益であった。そのほかとくに東北地方と北陸地方について土器の実物の観察と写真撮影を進めた。土器研究における情報技術の利用については、今村が中心になって縄文土器の画像データの収集整理を進め、昨年分と合わせ1万5千枚(土器数にして約10万点)の土器画像が県別・遺跡別に整理され、瞬時に取り出せるシステムが構築された。この高度に効率化された検索システムの利用は、土器の系統別の動きを読み取る研究に威力を発揮し、研究の格段の深化が進んだ。その成果のいくつかは平成17年度中に発表される予定である。考古学情報の検索・収集を効率化するためモデルケースとして東京大学考古学研究室研究紀要をウエブサイト上で公表する計画については、本研究室で独自に維持公開する場合の費用の負担が大きいため、国立情報学研究所の紀要公開サービスに委託することとし、平成17年度中には公開の予定である。本年度の主要な課題は縄文土器の系統性と移動の問題、及び胎土分析・年代測定など自然科学的な分析であった。本年度は東京で4回の研究会を開くとともに10月28日30日には沖縄において実物資料を検討しながら沖縄の土器の系統性に関する研究会が行われた。縄文土器については研究協力者の鈴木徳雄、山崎真治が中心に進めてきた後期初頭の土器系統の移動の問題に焦点が当てられ、長距離にわたる人間集団の移動と移動先の集団の間に生まれる新たな関係が土器に反映されていることが確認され、そのような土器の変化をどのような概念で把握するべきであるか検討された。研究協力者小林謙一が中心に進めてきた阿玉台式と勝坂式の関係についての検討では、南関東の西から東にかけて勝坂式から阿玉台式への傾斜が見られるが、それが単純な傾斜ではなく、異なった行動様式を有する集団の相互関係の反映であり、AMS年代測定の利用により、それが時間の経過とともにどのように変化するかという研究結果が示された。土器の胎土分析ではさまざまな研究方法が紹介されたが、本課題との関係では土器を群として捉えるのではなく、個々の由来を確認する必要が示され、そのために土器型式研究者と胎土分析者の緊密な協力が必要であるが、なお克服すべき課題は大きい。個々の研究分担者による継続研究の成果を紹介する紙面の余裕はないが、研究代表者の今村はこれまでコンピュータに集積した画像資料をフルに利用して分析を進め、特有の土器を持つ集団の長距離移動が具体的に追跡できることを示し、その成果は次項に示すものを含めていくつかの論文として発表されつつある。最終年度である今年度は、残された課題およびまとめとして(1)東北地方と北海道の「弥生土器」と「続縄文土器」の区分の問題、(2)胎土分析という自然科学的分析がどこまで本課題の諸問題の解決に寄与してきたか、また今後の可能性、
加速度からみた安全な離床援助方法に関する研究

本研究の目的は、循環動態の変動が少ない安全な離床援助方法について検討することである。平成22年度には先行研究の検討を行った。また、看護師を対象としたインタビュー調査を実施し、離床の援助を行う際に困難に感じている項目を明らかにした。インタビュー調査の結果、離床時に経験する有害事象として低血圧や不整脈、また、離床援助時の留意事項として点滴や膀胱留置カテーテルの抜去が挙げられた。次の段階として、65歳以上の高齢者を対象とした実験研究を実施した。血圧、心電図、前額部の血流に加え、加速度計を使用し仰臥位から立位へいたる体の動きを測定した。対象者が立位をとると、酸化ヘモグロビン変化量が急速に減少した。一方、還元ヘモグロビン変化量は速やかに上昇した。仰臥位における酸化ヘモグロビン変化量の平均値と、起立後30秒時点の平均値を比較したところ、有意な差が確認された(p<0.05)。体位を仰臥位から立位へ移行させることは日常生活を営む上で基本となる動作である。しかしながら、手術後や長期臥床状態にあった患者、高齢者などが、仰臥位から坐位および立位をとると、循環動態の変動(主に起立性低血圧)を引き起こしやすいことが知られており、これは患者の離床を妨げ活動範囲を縮小する要因の一つとなっている。本研究は、仰臥位から立位にいたる一連の動作と、循環動態指標との関係を明らかにし、安全な離床援助方法について検討することを目的としている。平成22年度は、国内外過去10年間の先行研究の検討を行った。キーワードは「離床」「立位」「起立性低血圧」とした。その結果、受動的に離床した場合と能動的に行った場合を比較したものや、坐位から立位までの姿勢の変化などの限られた動きについて検討した研究が多いことが明らかとなった。先行研究の検討に加えて、看護師5名から離床援助の実施方法、援助時に困難に感じていること、実施時に予測する有害事象の内容などについて聞き取り調査を実施した。以上の結果を踏まえて健康な成人(30歳代女性)を対象にプレテストを実施した。測定項目は、酸素化ヘモグロビン変化量および脱酸素化ヘモグロビン変化量(赤外線酸素モニタ装置を用い前額部で測定)、心拍数、血圧とした。仰臥位から立位への姿勢の変化は3軸加速度計を用いて測定した。仰臥位から立位へ姿勢を変化させると、脱酸素化ヘモグロビンは増加し酸素化ヘモグロビンは減少する傾向が確認された。次年度は被験者数を増やし詳細な分析を行うこととする。今年度は、研究協力を依頼し同意の得られた65歳以上の地域在住高齢者を対象に実験研究を実施した。研究対象者に関する基礎的な情報として、研究対象者の年齢、性別、身長、体重、既往歴、現在服薬中の薬、これまで起立時にふらつきやめまいなどを起こしたことがあるか、について収集した。研究参加者は20名(男性4名、女性16名)、平均年齢は71.6歳であった。今回の研究参加者の中に、これまで起立時にふらつきなどを経験した者はいなかった。実験は10分間の安静の後、ベッドから起き上がってもらい、3分間立位を維持して行った。測定には生体情報モニタ(BP-608:オムロンコーリン)を使用し、実験開始から終了時まで心拍数と一心拍毎の血圧を連続的に測定した。赤外線酸素モニタ(NIRO-120:浜松ホトニクス)を用いて、酸素化ヘモグロビン変化量(⊿O2Hb)および脱酸素化ヘモグロビン変化量(⊿HHb)を、安静開始時より実験終了まで連続的に測定した。赤外線酸素モニタの測定部位は前額部とした。身体の動きは3軸加速度計(MA3-AC-RDB:MicroStone)で計測し、対象者の胸骨角直上にセンサを装着し、仰臥位から立位に至る過程を測定した。起立後⊿O2Hbは迅速に下降し最大で-2.1auまで低下が認められた。逆に⊿HHbは上昇し最大で1.7auまで増加が認められた。安静時の酸素化ヘモグロビン変化量の平均値と、起立後30秒時点の平均値を比較したところ、有意な低下が認められた(p<0.05)。

起立に伴う⊿O2Hbと⊿HHbの変化は起立後20秒以内に速やかに下降、上昇することが確認された。24年度が最終年度であるため、記入しない。
超高解像度観測と数値モデルによる大雪や突風をもたらす降雪雲の動態に関する研究

観測や数値モデルによる研究から、大雪や突風をもたらすような降雪雲に関して多くの知見が得られた。観測では、Kuバンドレーダーによって対流スケールでの降雪雲の3次元構造の時間変化を高解像度で捉えた。マルチドップラーレーダー解析から大雪時の降雪雲内のメソβγスケールの気流構造の特徴が明らかになり、山地の地表面での鉛直流を含む解析により札幌での大雪には雲と地形との相互作用の寄与が示唆された。数値モデルでは降雪予測を改善するバルク雲微物理モデルを開発した。大雪や突風を伴うことがあるメソαスケールのポーラーローについて過去30年間の冬の領域モデル実験から、この低気圧の発生や発達に寄与する過程を解明した。雪雲に関わるメソαγスケールの現象の解明やX-MPレーダーの高度利用に資する有益な成果が得られている。雪雲のメソβ、γスケール構造の解明のため、雲内の気流構造を高精度で算出するために必須となる、ドップラー速度データの高性能な品質管理方法の開発に成功した。この方法を北広島と石狩でのX-MPレーダーデータに適用後、先端的な風解析方法によって札幌での雪雲に伴う突風の監視可能性を確認した。雪雲の対流スケールの観測のために、Kuバンドレーダーを北海道電力総合研究所の屋上に移設し観測を開始した。通常の気象測器や船舶レーダーと降水粒子計、大気電場計、イオンカウンターによる総合的な観測から、雪雲が発生した環境場に依存して雪の降り方が全く異なることが明らかになった。季節風時には海上で形成された雪が下層ジェットによってその前方に新たに雪雲を発生させながら海岸から札幌市街まで地面に積もった雪を巻き上げて侵入するため、吹雪が発生し悪視程となる。陸風時には札幌市内からの冷気流の上を相対的な暖湿空気が上昇することで雪雲が発生し、地表は静穏で大きな雪片が静かに降り積もる。また、雪雲からの降水粒子の落下速度と大きさ及び気象要素の空間変化を調べてレーダーの検証を行うために、石狩湾沿岸から内陸部までの移動観測を特殊観測車で3回実施した。石狩湾上の大雪をもたらす小低気圧の発生要因を総観場の特徴から明らかにするために、WRFによる26年間の20kmメッシュ実験ランを解析し、小低気圧の検出方法の検討を行った。ポーラーローに関連して発生する石狩湾の小低気圧については対流圏下層の循環場に基づいて検出可能であることを確認した。X-MPレーダーによる精度よい降雪量評価法には、暖候期でのレーダー降雨強度と地上雨量計との間に存在する、レーダーからの距離に依存した系統的な降雨検知の時間差を考慮する必要性が示唆された。降雪雲に関わるメソαγスケールの現象について有益な成果が引き続き得られている。デュアルドップラー解析(水平解像度1 km)を行った結果、寒気吹き出し時に札幌で降雪量が多くなる場合には少ない場合に比べて混合層内での鉛直シアーが比較的強いことがわかった。また、降雪雲内の上昇流の大きさは降雪量にはあまり依存せず、これらの値は同じ解像度での数値モデル実験結果と整合していた。Kuバンドレーダーによる対流スケールの解析から、対流活動が比較的活発な降雪雲内では雲の上部で形成されたやや強い反射強度の領域が数分の間に地上付近まで落下してくる様子が解析された。一方、降雪強度が弱い降雪雲では、対流を示唆するような構造はほとんど見られなかった。新規に開発したバルク微物理モデルと現行モデルとを用いて札幌での大雪事例について数値実験(水平解像度が1-kmと5-km)を行った結果、新モデルによるバンド状降雪雲の再現性が高く新モデルの優位性が示された。また、地上降雪粒子観測と高解像度数値実験(水平解像度250m)とを比較した。石狩平野北部に到達して大雪をもたらすようなバンド状降雪雲4事例について、降雪粒子や熱力学的構造などを移動観測した結果、日本海から内陸に進入した降雪雲が内陸で再発達することで豪雪をもたらしていることが新たに解明された。北海道周辺のPolar Lowに着目して冬季(12月3月)30年分について20kmメッシュの数値実験および海氷や地形を変えた感度実験を行った。海氷面積を広げた実験や極東の山脈を除去した実験では,南進Polar Lowの発生数が減少したのに対し,東進Polar Lowには大きな変化が見られなかった.総観場の解析から,南進Polar Lowは東進するものに比べて中心気圧が高く低気圧の勢力が弱いため,海氷面積や地形などの下部境界条件に敏感であることが示唆された。降雪に関わるメソαγスケールの現象について、マルチドップラーレーダー解析やKuバンドレーダー、数値モデル実験、地上降雪観測においてはデータ取得や解析がおおむね順調に進捗していると考えている。なお、昨冬の気象庁レーダーデータについては今後一括して提供されるようになるため、この報告書作成時点ではデータ提供待ちとなっている。計画通りに進捗しているものは、ドップラーレーダーデータによる降雪雲のメソβ、γスケールの解析、固定型と移動型の地上降雪観測によるデータ収集と解析、メソαスケール現象であるPolar Lowの数値実験による解析、雲解像度の数値モデル実験と地上降雪粒子観測との比較等である。初年度の冬には想定外の機器の不具合等が発生したKuバンドレーダー観測においても、メーカーによる機器の調整等によってデータが取得できるようになり、対流スケールでの降雪雲の構造とその時間変化が解析できるようになっている。

計画以上の成果は、氷相2-moment(混合比と数濃度を予報)の新しいバルク微物理モデルの開発がほぼ終了し、すでに気象庁非静力学モデルのオプションとして組み込んで、この新モデルの性能を評価するための実験が行えるようになったことである。新しいモデルは、現行のモデルと比較して降雪雲や大雪の再現性がより高くなったことが予備的な実験結果から示されている。計画が十分に達成できていないと考えられる点は次の3点である。まず、昨冬はエルニーニョの影響による暖冬傾向のため、札幌やその周辺では寒気吹き出し時の大雪が発生せず、大雪時のKuバンドレーダーデータが取得できなかったことである。第二に、X-MPレーダーデータと地上降雪粒子観測とを結合させて降雪量をより精度よく評価する方法の開発への取り組みがやや遅れている。最後は、複雑地形上でのマルチドップラー解析システムの構築である。降雪雲についてメソαγ及び対流スケールでの解析を行い、多くの成果が得られた。特に複雑地形上でのマルチドップラーレーダー風解析システムを日本で初めて開発した。Kuバンドレーダーデータ解析から、降雪強度が大きくなると強い降雪域の水平規模が大きくなる傾向や、強い反射強度の領域が雲の上部から地表まで雪粒子の落下速度よりも速く落下しているような構造など、対流スケールでの微細構造に関する知見が得られた。VAD法による水平風の鉛直分布(鉛直解像度1 m)により、上空の風と大雪や地上での強風との対応を調べた。マルチドップラーレーダー風解析から、大雪時の石狩平野での風の特徴が明らかになり、大雪には石狩平野の南側の山地が影響していることが示唆された。複雑地形を考慮した風解析から、大雪時には下層の北風成分が比較的強いことで風上斜面上で生じる上昇流及び地形を迂回した海上からの下層風によって札幌付近で形成される収束域が降雪雲の維持に寄与していた。X-MPレーダーから降雪量を精度よく評価する手法では、降雪粒子の水平移動についても解析を行った。降雪雲の電気的活動度は、単一セル型よりもマルチセル型の方が活発である傾向がみられた。本研究で開発したバルク微物理モデルの降雪予測性能が現行モデルに対して優位であることが示された。降雪予測の改善には微物理モデルの高度化とモデルの高解像度化の両方が重要であることがわかった。地上での2DVD等による降雪粒子観測と高解像度数値モデル結果とを比較し、微物理モデルの妥当性を検討した。メソスケールの低気圧は大雪や突風を伴うことがあるため、過去30年分の冬季についての領域大気モデル実験結果を用いて、ポーラーロー(メソα現象)の解析を行った。同一海域で発生するメソスケール低気圧であっても,その発生や発達には多様な過程が異なる強さで寄与していることが明らかとなった。観測や数値モデルによる研究から、大雪や突風をもたらすような降雪雲に関して多くの知見が得られた。観測では、Kuバンドレーダーによって対流スケールでの降雪雲の3次元構造の時間変化を高解像度で捉えた。マルチドップラーレーダー解析から大雪時の降雪雲内のメソβγスケールの気流構造の特徴が明らかになり、山地の地表面での鉛直流を含む解析により札幌での大雪には雲と地形との相互作用の寄与が示唆された。数値モデルでは降雪予測を改善するバルク雲微物理モデルを開発した。
中国中世期の伝統文化構造における「史」の学問の位置についての研究

1:本研究をすすめる過程で、経学と「史」の学問の関係は、これまで考えてこられたものよりずっと構造的に一体となっていることが、解明されたきた。従来は、史学にかんして「史官」の伝統のみが注目されてきた。つまり、事実を記録しようという意識を行動とを中国文化の特性の一つと考えて、その現れとして史学を位置づけてゆく考え方がとられていた。史官の伝統は確かに重要な要素であるが、しかし、それのみでは中国分化の伝統の構造的解明はもちろんのこと、中国の伝統史学自体の解明さえも果たしえないと思われる。2.今年度の研究は、中世期の入り口に当たる漢代の思想動向を調べ、経学的歴史観とでも言うべき中国文化を特徴づける(というより中国文化の伝統そのものの基本的構造を規定している)歴史観形成過程の解明を中心とした。その成果の一部は、「三代観念の形成」という題でまとめられ、埼玉大学紀要に掲載される予定である。その歴史観は、要するに、古の聖人の治める道の行われた時代、その時代を継ぐものとして現在はある、という歴史認識である。この歴史観はまた経学(儒教)を支える理論構造の一環でもあった。3.この歴史観にもとづき、またこの歴史観の定着を促進するかたちで、中世以後の歴史書とくに正史が編纂されてゆくのである。その基本的な論理を抽出して、その概略を「儒教の歴史観」というタイトルで『しにか』に発表した。もっとも、中国の「史学」を考えるさいは、この他に史官の伝統をも考察する必要のあることはすでに述べた。4.中世期の個別の史書にそれがどう反映しているか、また『史通』の分析からどのようなことが引き出せるかは、今後の課題として残ってしまった。引き続き、研究を続けてゆきたい。