hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
果樹における環境ストレスを防御する機構へのジャスモン酸および揮発性物質の関わり

環境ストレス、特に生物的要因である病原菌の感染への果実の抵抗性機構について、特に追熟の誘導およびストレスによって誘導されるエチレン生合成、香気成分、内生ジャスモン酸の産生と病原菌感染との関連を検討した。ウメ果実を病原菌(Colletotrichum gloeosporioides)接種前に、ジャスモン酸の誘導体であるn-プロピルジヒドロジャスモン酸(PDJ)0.4mMに浸漬処理し、その後25°C下に6日間貯蔵した。菌の接種はエチレンの前駆物質である1-アミノシクロプロパン-1-カルボン酸(ACC)、エチレンおよびジャスモン酸の産生を誘導した。対照的にPDJ処理は菌感染に原因すると考えられる内生ジャスモン酸、エチレンおよびACC酸化酵素遺伝子(、PmACO1)の発現を減少させた。この結果はPDJ処理が菌の感染へのストレス耐性を高めたためと考えられた。菌接種後の感染面積はPDJ処理により減少した。さらに果実からの香気成分であるアルコール、エステル、ケトン、ラクトン濃度およびアルコールアクリルトランスフェラーゼ(AAT)活性は病原菌の感染果実で増加したが、PDJ処理によって減少した。香気成分の産生とストレス誘導植物ホルモンであるエチレンの産生は同様の推移を示した。以上の結果は、PDJ処理はACC酸化酵素遺伝子PmACO1の発現を通してエチレン産生に影響し、病原菌感染によって影響される香気成分産生はジャスモン酸のレベルによって影響されるエチレン産生と一致する可能性を示唆した。本研究の結果は、実際の果樹栽培において、病原菌感染防御への予防的管理への応用を示唆出来るものと考える。平成20年11月下旬来日後、生理活性物質および匂い成分の分析における分析定量法の検討を行った。ポリアミンなど生理活性物質の分析にあたり、申請備品のポンプを含む高速液体クロマトグラフを使用し分析法を確立した。ポンプは現有のHPLCに接続し、濃度勾配分析で行うこことした。匂い成分およびジャスモン酸の分析には、現有のガスクロマトグラフィー・マススペクトロメトリー(GC/MS)を用いることとした。揮発性成分の分析には溶媒抽出法及びポラパックカラム吸着法での回収効率がよかったため、本方法を用いるこことした。なお提案課題における処理は、平成21年6月以降に行う予定である。供試果樹及び果実としてはウメおよびリンゴを予定している。研究発表等については、平成21年度に行う予定である。植物が病原菌に感染した際には様々な反応が起きる。たとえばシグナル伝達としての生理活性物質の産生、香気成分の合成、活性酸素の産生および抗酸化物質の合成などである。本研究では果実への病原菌の感染とジャスモン酸、エチレンおよび香気成分産生との関連を検討した。処理区としては以下の4区とした。1:無処理、2:傷処理のみ、3:傷処理+C.gloeosporioides,4:ジャスモン酸誘導体処理+傷処理+C.gloeosporioides。C.gloeosporioides感染果実のエチレン産生は、処理後4日に増加したが、PDJ処理果ではエチレン産生が最も低かった。方、傷処理は果実からのエチレン産生に大きな影響を与えなかった。ジャスモン酸濃度はC.gloeosporioides感染果実で、処理後2日に大きく増加したが、PDJ処理はこの増加を抑制した。ウメ果実の香気成分に関して、エステルは最も主要な成分であり、これにアルコール、アルデヒドなどが続いた。C.gloeosporioides感染果実では他区に比較しエステル産生が大きく上昇した。方、PDJ処理はこの増加を抑制し各測定日で最も低い値を示した。傷処理はエステルなど香気成分産生に大きな影響を与えなかった。以上の結果は、ウメ果実で、ジャスモン酸・エチレンおよび香気成分産生がC.gloeosporioides感染により影響を受けることを示唆する。
集団ゲノミクスによるメダカ野生集団に働く淘汰メカニズムの分析

成長や繁殖といった生活史特性は同一種内でも集団間で遺伝的に異なる。それぞれの環境では異なる種類の自然淘汰が働いて適応進化が生じているだろう。生活史の集団間変異が知られるメダカを対象に、生活史の適応進化に関わる遺伝子を探索する。複数の野生集団から全ゲノムの塩基配列を決定して変異カタログを作成する。そして、集団遺伝学的な指標を用いて遺伝子座ごとにどのような種類の淘汰メカニズムが働いたか分析する。集団遺伝指標で得られた遺伝子領域を、生活史に関する量的形質遺伝子座(QTL)の解析で得られた候補遺伝子との対応を明らかにして、集団間変異をもたらす淘汰の実体を明らかにする。
マイクロクラスタ-の生成過程及びその電子状態変化のSTMによる解析

原子の個数が数個から数百個の原子集合体であるマイクロクラスタ-の電子状態、原子構造、さらに、クラスタ-の生成機構及び安定性を研究するために、質量を選別したマイクロクラスタ-作成装置及び超高真空用走査型トンネル顕微鏡(Scanning Tunneling Microscope:STM)を製作した。クラスタ-作成装置は、30kVのイオンスパッタ-用イオンガン(独国Rokion社製)と4000m/eまで測定可能な質量分析計(米国Extrel社製)から構成されている。超高真空STM装置はDemuth型を採用し、試料及びSTM探針は真空中で交換可能なように設計した。またSTM製御プログラムも作成した。これらの装置は現在調整中である。これらの装置製作と並行して、種々の作成方法によるマイクロクラスタ-、超微粒子及び薄膜成長過程の解析を行った。クラスタ-あるいは薄膜形成の方法として、1)真空熱蒸熱法、2)レ-ザ-蒸着法、3)電気化学反応法の三種類を用いた。真空蒸着の膜形成では、最初ランダムに分布した直径約2nmのマイクロクラスタ-が形成され、そこを成長核として直径約5nm以上の球形の微粒子が成長する。そして、その微粒子がコアレッセンスしながらアイランドを形成し、膜として成長する。この過程における微粒子及びその凝集体であるアイランドのモルフォロジ-は基板の温度などに関係したコアレッセンス確率に大きく依存することが示された。レ-ザ-蒸発では、真空蒸着に比べて核形成確率が約4桁程高いことが示された。これは、レ-ザ-蒸発粒子の発光分析により、蒸発粒子は高い温動エネルギ-(1eV以上)と内部励起状態をもって蒸着されることによることを示した。電気化学反応による電析過程のSTMその場観察では、直径約4ー15nmの微粒子の成長及び微粒子間のコアレッセンスをリアルタイムで測定できた。1.超高真空型STM及びSTM搭載用電気化学反応装置の製作粒子数を制御したマイクロクラスタ-の構造と電子状態密度測定のための、超高真空装置及び走査型トンネル顕微鏡(STM)を製作した。この真空装置は試料の真空中での作成、表面処理及び分析が可能である。またSTMは探針及び試料の交換が可能である。STMの動作確認は現在進行中である。また、電気化学反応によるマイクロクラスタ-の作成及びSTM観察のためのポテンショスタット及び電気化学反応セルも製作した。2.真空蒸発による金属微粒子の作成とそのSTM観察超高真空におけるマイクロクラスタ-の研究の前段階として、空気中用STM装置を用いて黒鉛表面上のAuマイクロクラスタ-及び薄膜の成長に関する研究を行った。これにより、直径約20オングストロ-ムのマイクロクラスタ-の原子像を観察できた。また、直径約50オングストロ-ムの球形の超微粒子を高密度(約3x10^<12>/cm^2)で作成することができた。超微粒子を真空蒸発法により固体表面上に作成するには、金属膜生成の初期における蒸着核の間のコアレッセンスの確率を低くするように、下地の温度及び真空度を制御する必要が示唆される結果を得た。金属薄膜の作成に関しては、金属薄膜のモルフォロジ-は基板温度に依存して、コンパクト、樹枝状など多様なパタ-ンを示すことがわかった。3.電気化学反応によるマイクロクラスタ-の生成過程のSTM観察黒鉛表面上におけるAg,Bi,Pbイオンの電気化学反応過程をSTMを用いてその場観察した。反応液体中での黒鉛原子像及び20ないし200オングストロ-

ムの電析微粒子の電析及び脱離過程の像を得ることができた。これにより電気化学反応におけるサイクリックボルタモグラムとSTM像を対応させることができ、化学ポテンシャル及び反応速度による反応物(マイクロクラスタ-或は超微粒子)の制御の可能性を示すことができた。原子の個数が数個から数百個の原子集合体であるマイクロクラスタ-の電子状態、原子構造、さらに、クラスタ-の生成機構及び安定性を研究するために、質量を選別したマイクロクラスタ-作成装置及び超高真空用走査型トンネル顕微鏡(Scanning Tunneling Microscope:STM)を製作した。クラスタ-作成装置は、30kVのイオンスパッタ-用イオンガン(独国Rokion社製)と4000m/eまで測定可能な質量分析計(米国Extrel社製)から構成されている。超高真空STM装置はDemuth型を採用し、試料及びSTM探針は真空中で交換可能なように設計した。またSTM制御プログラムも作成した。これらの装置は現在調整中である。これらの装置製作と並行して、種々の作成方法によるマイクロクラスタ-、超微粒子及び薄膜成長過程の解析を行った。クラスタ-あるいは薄膜形成の方法として、1)真空熱蒸着法、2)レ-ザ-蒸着法、3)電気化学反応法の三種類を用いた。真空蒸着の膜形成では、最初ランダムに分布した直径約2nmのマイクロクラスタ-が形成され、そこを成長核として直径約5nm以上の球形の微粒子が成長する。そして、その微粒子がコアレッセンスしながらアイランドを形成し、膜として成長する。この過程における微粒子及びその凝集体であるアイランドのモルフォロジ-は基板の温度などに関係したコアレッセンス確率に大きく依存することが示された。レ-ザ-蒸発では、真空蒸着に比べて核形成確率が約4桁程高いことが示された。これは、レ-ザ-蒸発粒子の発光分析により、蒸発粒子は高い運動エネルギ-(1eV以上)と内部励起状態をもって蒸着されることによることを示した。電気化学反応による電析過程のSTMその場観察では、直径約4ー15nmの微粒子の成長及び微粒子間のコアレッセンスをリアルタイムで測定できた。
不完備契約理論による両側の法的救済制度の研究

契約当事者の双方が契約破棄を行う可能性がある場合に協力的投資モデルを拡張すると、異なった結果が得られることがわかった。とりわけ、双方の期待利益を比較して、負の賠償まで行わせる厳格な期待利益ルールにまで拡張すると、ファーストベストが達成されることが示された。本研究では不完備契約のモデルを用いて、従来ほとんど研究されていない双方不履行時の法的救済制度の効率性を分析する。従来の法的救済制度の経済分析では基本的に売買契約などの双務的契約を扱っている。しかしながら、多くの先行研究では契約不履行を起こす可能性があるのは一方の当事者だけという設定がなされている。現実の取引では契約の両当事者に不履行を起こす誘因があると考える方が自然である。そこで、本研究では売り手、買い手の双方が不履行を行う可能性のあるモデルを構築し、実際に行われている両側の(売り手、買い手の両当事者のどちらかが契約不履行したときに被害者に適用される)法的救済制度の効率性を比較検討し、より効率的な法的救済制度は何かを示す。平成20年度は、法的救済の賠償額の決定方法を3つのルールに分類して比較した。すなわち、期待利益ルール、信頼利益ルール、原状回復ルールである。従来の研究では、契約不履行の効率性について、期待利益ルールが常に効率的であり、信頼利益、原状回復ルールでは過小履行をもたらすことが知られているが、その多くが売り手のみが契約不履行を起こすという前提の下で示されたことである。実際の取引では買い手も契約不履行を起こす可能性があるので、この点をモデルに取り入れた分析を行い、各ルールにおいてどのような契約不履行が行われるのかを示した。さらに、買い手が信頼支出を行う場合に、その信頼水準の効率性がどのようになるかを検討した。この分析により、従来の売り手のみが契約破棄を行う可能性がある特殊ケースと比較して、買い手が契約破棄を行う可能性がある場合は各賠償額決定ルールにおける信頼水準の決定に違いが見られた。以上の成果を論文として作成中であり、平成21年度の法と経済学会において報告する予定である。平成21年度は、比較的容易に分析可能なケースに関しての結果を論文「両側の契約破棄可能性下の法的救済ルールの効率性」としてまとめ、法と経済学会において報告した。Che and Chung (1999)に代表される売り手のみの協力的投資のモデルでは期待利益ルールのもとでは投資するインセンティブが無いが信頼利益ルールのもとでは投資するインセンティブが存在することが示されている。これに対して、報告論文では、売り手と買い手の双方が協力的投資を行う場合には、売り手に必ずしも投資するインセンティブが存在するとは言えず、契約価格と固定費用の大きさにより、売り手もしくは買い手のどちらかのみに投資するインセンティブが存在することが明らかとなった。また、期待利益ルールに関しては、契約の履行は効率的だが投資するインセンティブがないというChe and Chung (1999)と同様の結果が確認された。一方で、モデルの簡単化のために非対称的な確率構造を用いたため、結果の一般性には問題があることが学会において指摘された。そのため、対称的な確率構造を導入するように現在モデルの再構築に取り組んでいる。また、関連したプロジェクトとして法と経済学に関する新しいテキストの共同執筆に参加し、「契約不履行の法的救済」を担当した。最後に、今後の展開に関連する文献のサーベイを行い、とくに関係的契約における法的救済の分析を扱った論文を中心に詳細に検討した。本年度は前年度の研究で課題とされていたモデルの一般化と研究成果のとりまとめを行った。モデルの一般化については売り手と買い手の双方が不確実性に直面しているケースにモデルを拡張させ、これまでの分析で問題とされた売り手と買い手の非対称的な結果を改善するようにした。研究成果としては、早期にとりまとめた結果が論文「契約破棄と両側の法的救済」として掲載される。この論文では契約当事者の双方が契約破棄を行う可能性がある場合に協力的投資モデルを拡張すると、異なった結果が得られることがわかった。すなわち、従来の法的救済ルールの下では、双方が契約破棄を行う可能性があっても、ほぼ同様の結果が得られる。しかしながら、賠償額を厳密に履行させる厳格な期待利益ルールの下では、ファーストベストを導く価格契約が作成可能である。そのため、Che and Chung(1999)などの従来の研究での協力的投資モデルでは信頼利益ルールが望ましいという結果と異なり、協力的投資モデルの下で厳格な期待利益ルールが望ましいという結果が得られる。また、双方が契約破棄を行う可能性を考慮した法的救済ルールの定式化は確定した方法がなく、その一つの方法を提示したと言うことで、重要な意味があると思われる。
レーザー3D形状解析によるソーティングシステムの高度化

研究代表者らが開発した「レーザー3次元解析法によるソーティングシステム」(ARENNAソータ)の大量処理能力を飛躍的に向上させることを目的として、「ベイズ統計理論」を応用した識別アルゴリズムを新たに検討した。また、識別演算に用いる特徴量変数の拡張を図ることで、重量値の測定を不要とし、かつ複数試料の並列処理が可能な識別アルゴリズムを新たに開発してARENNAソータに実装した。最終的に、開発した識別アルゴリズムを、廃車リサイクル施設における鉄破砕スクラップ及びアルミ破砕スクラップの自動ソーティングに適用して、その効果を確認した。本研究では研究代表者らが開発した「レーザー3次元解析法によるソーティングシステム(ARENNAソータ)の大量処理性能を飛躍的に向上させることを目的としている。今年度は以下の検討を実施した。(試料サンプリング及びデータベース構築)協力企業から「アルミ破砕スクラップ(約700個)」ならびに「鉄破砕スクラップ(約3000個)」のサンプル提供を受け、アルミについては、A:「展伸材」とB:「鋳造材」に、鉄については、A:「圧延鋼板」とB:「非圧延鋼板」にグループ分けしたものを選別試料とした。ARENNAソータの制御プログラムを改造し、アルミ破砕スクラップと鉄破砕スクラップについて、次の9種類の測定データと成分を記録した。重量(W)、体積(V)、面積(S)、縦長(L1)、横長(L2)、最大高(MH)、重心点高(OH)、周囲長(CL)、表面凹凸度(DX)、成分(A又はB)(ベイズフィルタによる識別アルゴリズムの開発)9種類の測定データごとに、成分AとBの頻度分布に閾値(両成分間の頻度累積値の差が最大となる値)を設定し、閾値より大きな値を取る確率を算出した。ある試料について得られる9種の測定値をそれぞれ閾値と比較し、その測定値が出現する確率を記録、9種すべての測定値についての出現確率と事前確率(A,Bの存在比)の積を計算し、その値が大となる成分を識別結果として判断した。このようなベイズフィルタの計算フローをプログラム化して、「鉄スクラップ」が正しく識別される割合を評価した結果、正解率はAで70%、Bで80%程度となり、従来のニューラルネットワーク法よりもそれぞれ10ポイント程度低い値を示すことが分った。(重量値不要、並列処理システムの開発)上述の通り、周囲長(CL)、表面凹凸度(DX)を加えた9種類の変数を用いた識別演算が可能となるようにソーティングシステムの制御プログラムを改造した。研究項目として設定した、1試料サンプリング、データベース構築、2ベイズフィルタによる識別、3重量値不要・並列処理システム、のすべてにおいて当初の計画通りに進捗した。【試料サンプリング及びデータベース構築】前年度に協力企業からサンプル提供を受けた「アルミ破砕スクラップ」ならびに「鉄破砕スクラップ」について、下記の17種類の変数を測定・データベース化した。体積(V)、面積(Sx、Sy、Sz)、縦長(L1x、L1y、L1z)、横長(L2x、L2y、L2z)、最大高(MHz)、重心点高(OHz)、周囲長(CLx、CLy、CLz)、表面凹凸度(DX、DY)【重量値不要・並列処理システムの開発】面積、縦長、横長、最大高、重心点高、周囲長の測定において、従来、x-y平面(ベルト面)への投影図にのみ基づいて計算していたが、これをx-z平面及びy-z平面への投影図に基づく値を計算可能となるようにプログラムを改造した。これにより、特徴量の独立な変数を従来の9種類から17種類へ拡大した。またベルトコンベヤ幅300mmの全域をカバーした計測が可能となるように撮影光学系を改良するとともに、一回の撮影で6個以上の検体を同時に認識して高速選別可能な重量値不要・並列処理システムを開発した。上記の17種類の変数を用いた識別アルゴリズムによって「鉄破砕スクラップ」中に含まれる「圧延鋼板」と「棒状特殊鋼」を精度88%で識別可能なこと、また「アルミ破砕スクラップ」に含まれる「展伸材」と「鋳造材」を精度82%で識別可能なことを確認した。【データベース自動更新・遠隔管理技術の開発】重量値不要・並列処理システムで測定したデータを用いて、前年度と同様の検討により、ニューラルネットワーク法とベイズ法の識別精度を比較したところ、ベイズ法はニューラルネットワーク法に比べて10ポイント程度精度が低下した。ベイズフィルタの利用については異常値のスクリーニングに用いることとした。研究項目として設定した、1試料サンプリング、データベース構築、2ベイズフィルタによる識別、3重量値不要・並列処理システムのすべてにおいてほぼ当初の計画通りに進捗している。【リサイクル現場での総合試験】協力企業のハリタ金属(株)射水リサイクルセンターにて実施した第1回総合試験では、前年度に開発したプログラムを同社のARENNAソーティングシステムに移植して動作検証を試みた。車両由来のアルミ破砕スクラップを「展伸材」と「非展伸材」にソーティングして「展伸材」と識別した破砕片の平均組成が6000系アルミ合金のJIS基準値を満足することを蛍光エックス線分析により確認した。また、鉄破砕スクラップを「圧延鋼板」と「非圧延鋼板」にソーティングして、「圧延鋼板」と識別した破砕片の平均組成が、Mn:0.6wt%以下、Cr:0.03wt%以下、Cu:0.06wt%以下となることを確認した。

これらのソーティング時のデータ処理速度について、アルミ、鉄の何れについても本研究の開発目標である15,000個/時、ベルト速度2m/sを実現可能であることを確認した。第4四半期に予定していた第2回総合試験は、同センターの設備更新工事と日程が重なったため未実施となった(次年度に延期)。【データベース自動更新・遠隔管理技術の開発】ベイズフィルタによる識別精度が当初予想したほど上昇せず、ベイズ法とニューラルネットワーク法の組み合わせる識別アルゴリズムの有効性は確認できなかった。このため、当初計画していたベイズフィルタの出力をニューラルネットワークの更新に利用する「自立型学習演算プログラム」の開発には至らなかった。一方、「遠隔型データ管理システム」については、Windows Remoteをベースに検討して実現の見通しを得た。研究代表者らが開発した「レーザー3次元解析法によるソーティングシステム」(ARENNAソータ)の大量処理能力を飛躍的に向上させることを目的として、「ベイズ統計理論」を応用した識別アルゴリズムを新たに検討した。また、識別演算に用いる特徴量変数の拡張を図ることで、重量値の測定を不要とし、かつ複数試料の並列処理が可能な識別アルゴリズムを新たに開発してARENNAソータに実装した。最終的に、開発した識別アルゴリズムを、廃車リサイクル施設における鉄破砕スクラップ及びアルミ破砕スクラップの自動ソーティングに適用して、その効果を確認した。今後も引きつづき、外部企業の協力を得つつ、アルミ及び鉄の破砕スクラップの識別技術の開発を進める、次年度には、重量値不要・並列処理が可能かつ17種の識別変数の測定が可能なようにARENNAソータ制御プログラムをさらに改造し、ニューラルネットワーク法とベイズ法の識別特性を比較する。もし、ベイズ法の識別精度が90%に達しない場合は、ベイズフィルタの利用は測定データ中の異常値のスクリーニングに用いることを検討する。今後も引きつづき、外部企業の協力を得つつ、アルミ及び鉄の破砕スクラップの識別技術の開発を進める、次年度には、重量値不要・並列処理システムについて、実際のリサイクル現場において総合選別試験を実施する。29年度が最終年度であるため、記入しない。資源リサイクリング工学29年度が最終年度であるため、記入しない。
高温超伝導の科学「超伝導理論」

強い電子間相関と伝導現象の統一的理解は、高温超伝導の理解に必須であり、現代理論物理学の特質すべき重要課題の一つと考えられている。本理論班は、我国の頭脳を集結してこの難問に立ち向かっている。この「強相関伝導系」の問題を攻略するには2つの側面がある。第1は、磁性を支配する高エネルギー励起と伝導現象を律する低エネルギー励起を矛盾なく記述する統一的描像の確率であり、これには伝導現象を支配する有効モデルの特定が含まれる。第2は、考えられるいくつかの理論的なモデルがもつ性質の解明であり、これには計算機による数値的方法と場の理論に基づく解析方法がある。こういった状況のもとで、高温超伝導についての我国の理論的研究は、実験グループの大きな実績に刺激されて、大変活発であり、いろいろな観点から多くの情報の世界的発信地となっている。とりわけ、数値的な研究をはじめ解析的な研究に於ても様々な異なる見地から重要な知見が得られている。これらの多くの理論的研究が、理論としての整合性はもちろん実験結果との比較においても当否が議論されており、健全である。とくに、平成6年11月6(日)-9日(水)に愛知県瀬戸市定高寺において開催された本研究の理論班(A01)と電子物性班(A03)合同の研究会においては重要課題すべてについて密度の高い意見交換が行われた。とくに関心の高かったテーマは以下の通りである。1.モット転移近傍の異常金属相とは何か2.スピン・ギャップの起源3.スピン・電荷分離の可能性4.格子異常5.光学吸収の異常6.超伝導状態の対称性7.トンネル効果8.ホール効果の異常。9.巨大磁気抵抗効果1.電子状態:局所スピン密度近似の改善が進み、自己相互作用補正の有効性が示され、遷移金属酸化物およびハロゲン化物の高エネルギー分光の理論が展開された。2.計算機によるモデルの数値計算a.d-pモデルの有限クラスターの厳密対角化によって1粒子スペクトルの波数依存性とドーピングに伴うフェルミ面の変化の様子が明らかにされた。b.ハバード模型に於て粒子数せ変化させモット絶縁体に近づいたときの臨界的な様相が調ベられ、有効質量が発散することが示された。これは、銅酸化物超伝導体で観測されている事実とは異なり、モデルと現実系との対応について重要な制限を加えることになる。3.場の理論に基づいた解析的研究a.t-Jモデルに対するRVB理論による研究が更に発展した。輸送係数については面内と面間の相違が明確にされ、実験で見出されている常識的でない結果についての半定量的説明を与えた。スピン励起については、LSCOとYBCOで見られる実験事実の相違がフェルミ面の違によって説明された。更にドーピング量について2つの定性的にも異なる状態の存在が実験的により一般性があることが確認され、理論的にも大局的な説明がなされた。b.d-pモデルの1/N-展開によりギャップ内状態の性質の詳細が更に明らかにされた。c.超伝導状態に於けるNMR緩和率及び振動数に依存した電気伝導度がフェルミ流体論を基礎に計算され、d-波が現実的であると結論された。又、d-波のような異方的な超伝導状態ではド・ハース・ファン・アルフェン振動が観測可能であることが指摘された。d.1次元の長距離t-Jモデルの厳密解の発見とその発展。4.磁束状態:電流が流れている状況下で磁束に働く力がギンツブルグ・ランダウ理論の枠組みの中で詳細に調ベられた。1.銅酸化物の高エネルギー分光の研究の発展により、頂点酸素の役割が明らかになった。更に、軽い遷移金属酸化物についての解析により、従来の理解に比べて非常に大きな共有結合性と電子相関を持つ物質群であることが明らかになった。2.計算機によるモデルの数値計算a. t-Jモデルの有限クラスターの厳密対角化によって1粒子スペクトルの波数依存性とドーピングに伴うフェルミ面の変化の様子が明らかにされた。又、d波的超伝導の存在が明らかにされた。b.ハバード模型に於て粒子数を変化させモット絶縁体に近づいたときの臨界的な様相が調べられ、有効質量が発散することが示された。3.場の理論に基づいた解析的研究a. t-Jモデルに対するRVB理論による研究が更に発展した。スピン励起の解析によりドーピング量について2つの定性的にも異なる状態が存在することが確認され、理論的にも大局的な説明がなされた。更に輸送係数とスピン励起の相関も明らかになった。b. d-pモデルの1/N-展開によりギャップ内状態の性質の詳細が更に明らかにされた。d.電磁的特性の周波数依存性に現われる層状構造の効果が明らかになった。e. 1次元の長距離t-Jモデルについて発見された厳密解の内容が詳細に究明された。

本理論班は、我国の頭脳を集結してこの難問に立ち向かっている。この「強相関伝導系」の問題を攻略するには2つの側面がある。第1は、磁性を支配する高エネルギー励起と伝導現象を律する低エネルギー励起を矛盾なく記述する統一的描像の確率であり、これには伝導現象を支配する有効モデルの特定が含まれる。第2は、考えられるいくつかの理論的なモデルがもつ性質の解明であり、これには計算機による数値的方法と場の理論に基づく解析方法がある。こういった状況のもとで、高温超伝導についての我国の理論的研究は、実験グループの大きな実績に刺激されて、大変活発であり、いろいろな観点から多くの情報の世界的発信地となっている。とりわけ、数値的な研究をはじめ解析的な研究に於ても様々な異なる見地から重要な知見が得られている。これらの多くの理論的研究が、理論としての整合性はもちろん実験結果との比較においても当否が議論されており、健全である。とくに、平成6年11月6(日)-9日(水)に愛知県瀬戸市定高寺において開催された本研究の理論班(A01)と電子物性班(A03)合同の研究会においては重要課題すべてについて密度の高い意見交換が行われた。とくに関心の高かったテーマは以下の通りである。1.モット転移近傍の異常金属相とは何か2.スピン・ギャップの起源3.スピン・電荷分離の可能性4.格子異常5.光学吸収の異常6.超伝導状態の対称性7.トンネル効果8.ホール効果の異常。9.巨大磁気抵抗効果
急性痛は慢性痛化するか：遷延性術後痛のメカニズム

遷延性術後痛(Persistent postoperative pain: PPOP)の機序の一つとして、創部治癒後も深部組織の炎症の残存により創部痛が残存するとの仮説を検証し、新たなPPOPの動物モデルの確立を目指した。ラットの足底切開と足底筋を液体窒素で挫傷を加えたモデルを作成し(挫傷群)非挫傷群と比較した。挫傷群では自発痛関連行動と、機械的痛覚過敏が非挫傷群に比べて有意に延長した。挫傷した筋肉には長期間、浸潤細胞が増加し存在し、患側の脊髄後角でのマイクログリアの発現も挫傷群で多く、有意に延長した。手術による深部組織の創傷治癒過程が残存することがPPOPの機序の一つであることが示唆された。8週齢のSprague Dawleyラットを用いて、右肋間神経損傷、およびラット腹膜縫合部にメッシュを留置縫合などにより、新しい遷延性術後痛(Persistent postoperative pain : PPOP)モデルの開発に取り組んだ。モデル作成後、自発痛および痛覚過敏の行動変化、体重変化を手術前、術後1-30日間記録した。自発痛としては、自動運動距離の測定、および創部の舐め行動など、痛み関連行動の時間を測定した。そして、痛覚過敏およびアロディニアの測定には、熱性刺激、機械刺激(von Feryフィラメント)を用いて計測した。痛覚過敏は14日まで観察されたが、自発痛関連行動は7日以後は著明には観察されず、PPOPのモデルとしてはまだ不十分と考えられた。そこで、当初予定していた4-14日目に、μアゴニスト、NMDA受容体拮抗薬、gabapentin、pregabalin、などを全身投与、あるいはPE-10カテーテルを通してくも膜下投与による行動薬理学的な検討を行っていない。代わりに脊髄後角ニューロン(V層)からの細胞外記録を行い、これらのモデル動物による脊髄疼痛受容ニューロンの機能特性を計測し、モデルの完成度を検討した。行動学的検討と電気生理学的検討により、新たなPPOPモデルの完成には至っておらず、他の傷害モデルを検討中である。SDラット足底部の皮膚切開モデル(以下、切開モデル)をBrennanらの方法(Brennan et al., Pain, 1996)に従い作製した。さらに足底部の皮膚切開と筋肉を液体窒素で損傷したモデルを作製した(以下、切開+筋傷害モデル)。これらの傷害モデルに対し、傷害後経時的に熱刺激に対する逃避潜時、機械刺激(von Freyフィラメント)に対する逃避閾値を測定記録した。また自発痛関連行動を反映するCumulative pain scoreも経時的に測定記録した。皮膚切開モデルも皮膚切開+筋傷害モデルともに、損傷後より自発痛関連行動と、熱刺激に対する逃避潜時や機械刺激に対する逃避閾値が低下し、熱性痛覚過敏と機械性痛覚過敏が観察された。しかし皮膚切開モデルの痛覚過敏が4日で回復したのに対し、皮膚切開+筋傷害モデルでは14日間持続した。また自発痛関連行動も、皮膚切開モデルでは2日で低下したのに対し、皮膚切開+筋傷害モデルでは10日間持続した。組織学的検討では、皮膚切開モデルでは切開後10日目には皮下の細胞浸潤もほぼ消失していたが、皮膚切開+筋傷害モデルでは筋の萎縮と細胞浸潤が継続していることが示された。皮膚切開モデルと皮膚切開+筋傷害モデルにおいて、ウレタン麻酔下で脊髄後角VーVI層から、WDR(wide-dynamic-range)ニューロンの単一活動を細胞外記録した。皮膚受容野を同定後、自発性活動を記録し、受容野中心に触、痛みなどの機械刺激を与え、ニューロンの応答を記録した。皮膚切開モデルでは、切開後2日目には自発活動が増加し、触・痛覚刺激に対する応答が増強していたが、7日目には自発活動も刺激に対する応答も、sham動物と同様の応答性に回復した。一方、皮膚切開+筋傷害モデルでは、損傷後、7日目にも自発活動と刺激に対する応答性が増強し、皮膚受容野面積も増大していた。昨年度に続き、われわれが開発した足底筋冷却傷害モデルによる術後の遷延痛の行動学的検討を行った。すなわち、Brennanら(Pain,1996)の方法に従い足底筋切開モデルを作成し、さらに筋肉損傷モデル(Brain Res,2010)の方法を応用し、-190°Cの液体窒素によって1分間冷却された金属で,切開された足底筋を1分間ずつ2回傷害した。対照として20°Cの金属を用いた。体温を一定に保つために,赤外線光を用いたランプを照射するのと同時に、小動物用体温保持装置(直腸温計つき)を用い、経肛門的にラットの体温を測定しながら手術を行った。傷害作成後は5-0ナイロンで2針縫合した。足底筋を液体窒素で傷害した群は,自発痛関連行動が術後10日まで延長し、機械性痛覚過敏が術後12日目まで遷延したが、皮膚・足底筋の切開群では術後4日目までの遷延に留まった。一方、熱性痛覚過敏は足底筋を液体窒素で傷害した群と、皮膚・足底筋の切開群との痛覚過敏に関して有意差を認めなかった。一方、、皮膚・足底筋の切開群と、皮膚切開+足底筋を液体窒素で傷害した群の組織学的検討を行ったところ、皮膚・足底筋の切開群に比べ、皮膚切開+足底筋を液体窒素で傷害した群で、足底筋における浸潤細胞の数が多く、かつ長時間、浸潤細胞が存在することが示唆された。

急性期の術後痛は通常、創治癒により消失するが、創治癒後も痛みが持続する遷延性術後痛(Persistent Post-operative Pain: PPOP)という病態が存在する。欧米の統計から推定すると、本邦では胃がん患者(10万人/年)や大腸がん患者(8万人/年)に匹敵する8万5千人のPPOP患者が毎年発生していることになる。そこで本研究ではPPOPのメカニズムの解明を行うが、そのために、(1)筋肉挫傷によるPPOP動物モデルの確立、(2)PPOPモデルを用いて痛みが遷延するメカニズムの解析、を行う。モデル作製は平成26年度に完成し、行動実験で自発痛および機械性痛覚過敏が長時間(それぞれ1週間および2週間)続くことが示された。しかし熱性痛覚過敏の延長は認めなかった。このモデルを用いて、脊髄後角へのcFos発現を見たところ、PPOPモデルで軽度cFosの発現が延長していたが、有意な延長ではなかった。そこで、IbaI染色により、脊髄後角におけるマイクログリアの活性化を検討したところ、PPOPモデルでマイクログリアが有意に強発現していた。さらに足底部の筋挫傷部の浸潤細胞をフローサイトメトリーにて検討したところ、PPOPモデルで有意に炎症細胞の増加を認めた。以上より、筋挫傷により、炎症細胞が長期間挫傷部位に浸潤し、創傷治癒に長期間を要す。この間、強い筋障害に起因する筋侵害受容神経の自発活動と末梢性の感受性亢進(Peripheral sensitization)が起こり、脊髄レベルでもマイクログリアの増強が起こり、皮膚と筋肉からの末梢神経が同一脊髄後角ニューロンへの収束部の機能的応答を修飾し、結果として皮膚における機械的痛覚過敏を生じていることが示唆された。遷延性術後痛(Persistent postoperative pain: PPOP)の機序の一つとして、創部治癒後も深部組織の炎症の残存により創部痛が残存するとの仮説を検証し、新たなPPOPの動物モデルの確立を目指した。ラットの足底切開と足底筋を液体窒素で挫傷を加えたモデルを作成し(挫傷群)非挫傷群と比較した。挫傷群では自発痛関連行動と、機械的痛覚過敏が非挫傷群に比べて有意に延長した。挫傷した筋肉には長期間、浸潤細胞が増加し存在し、患側の脊髄後角でのマイクログリアの発現も挫傷群で多く、有意に延長した。手術による深部組織の創傷治癒過程が残存することがPPOPの機序の一つであることが示唆された。1.筋肉損傷により創部に対する機械的侵害刺激による痛覚過敏が長時間観察できる、遷延性術後痛モデルを確立できた。2.この遷延性術後痛モデルは、熱性痛覚過敏が見られないものの、自発痛関連行動も長時間観察でき、モダリティーに対する応答様式に特徴があることが示された。3.電気生理学的な検討により、本遷延性術後痛モデルで自発発射の増加、皮膚および筋肉に対する機械刺激による発射頻度の増加が見られ、行動学的検討と電気生理学的検討による結果がよく相関していると思われた。4.組織学的検討により、遷延性術後痛モデルでは足底筋における浸潤細胞の数と浸潤期間の延長が見られたことから、創部が治癒していても、より深部の外科的損傷を受けた組織は炎症が持続していることから、遷延性術後痛の新たな機序が想定できた。27年度が最終年度であるため、記入しない。麻酔蘇生学
生態系保全計画を組み込んだ都市域空間計画の策定

本研究は、都市域空間計画において生態系保全計画が実効性のあるものとなっていない現状にかんがみ、市町村等の計画主体が市民に働きかけながら生態系保全計画を立案するプロセスのあり方について検討したものであり、海外等の事例をとりまとめるとともに、地形図とGISを組み合わせた簡易な潜在ハビタットの設定方法と、インタビューを通じて得られる市民の心象景観を織り込んだ生態系保全計画立案プロセスのあり方をとりまとめた。都市マスタープランなどの都市域空間計画における生態系保全は実効性のあるものとはなっていない。原因として生態系保全計画手法の未確立、私有地を有する市民や企業に働きかける必要がありながらもそのための明確な計画立案プロセスが未構築であることがあげられる。本研究は、(1)動植物群の生息圏と植生をGISを用いて対応づけることにより生態系保全上重要な植生を特定する「潜在ハビタット」という概念を用いた、市民にもわかりやすい生態系保全計画手法を開発することと、(2)工場を含む私有地の土地利用転換のタイミングをとらえて生態系保全計画を具体化するための計画立案プロセスのあり方を、ケーススタディを通じてこれらを関連付けつつ、構築することを目的としている。平成22年度においては次の研究を行った。(1)研究プログラムの詳細化を行った。とくに、市街地から樹林地にいたる土地利用の変化と生態系保全計画のあり方について詳細化した。(2)生物種の生息分布条件を明らかにする潜在ハビタット手法については、ENFA、Maxent等の海外での開発モデルについて分析するとともに、注目種の選定を含むわが国への適用性について検討を行った。植生変化を分析することの重要性を把握したので、関東地方を中心に植生の特性(とくに時系列変化)について分析した。(3)生態系の保全を考慮に入れた都市計画として、オランダのデン・ハーグ、アムステルダム、ティルブルグ、ベルギーのブリュッセル市の空間計画・都市計画に関する基礎調査を行った。その結果、オランダにおいては、開発による生態系の損失に対して、同等の生態系の生息地を提供する補償制度があり、アムステルダム市は条例でさらにその制度を強化していることが分かった。原因として生態系保全計画手法の未確立や明確な計画立案プロセスが未構築であることがあげられる。本研究は、(1)動植物群の生息圏と植生をGISを用いて対応づけることにより生態系保全上重要な植生を特定する「潜在ハビタット」という概念を用いた、市民にもわかりやすい生態系保全計画手法を開発することと、(2)私有地の土地利用転換のタイミングをとらえて生態系保全計画を具体化するための計画立案プロセスのあり方を、ケーススタディを通じてこれらを関連付けつつ構築することを目的としている。平成23年度においては次の研究を行った。(1)潜在ハビタット手法については、GISデータを用いた指標動物の行動圏の重ね合わせがわが国のモザイク状生態系を表わすのに効果的であることを明らかにした。同時に、指標種を用いた都市近郊の緑地評価を行った。(2)都市域の土地が潜在的に持つ生態的機能に着目した土地利用計画立案のあり方を検討した。また、首都圏に存する複数の都市について、線引き、逆線引きなどの都市計画の土地利用規制・誘導と植生の時系列変化との関係を分析し、これら規制による土地利用転換が植生、ひいては生態系保全に大きな影響を与えることを明らかにした。(3)計画立案プロセスに関する研究として、都市農村隣接地域における環境教育のあり方について検討した。海外事例としては、オランダの都市開発によるエコロジカルネットワークの損失に対する補償の制度と事例調査を行い、エコロジカルネットワーク損失への補償がなされていること、その背景としてエコロジカルネットワークの空間計画への組み込み、強い世論と環境団体の存在などを明らかにした。本研究は、1動植物群の生息圏と植生をGISを用いて対応づけることにより生態系保全上重要な植生を特定する「潜在ハビタット」という概念を用いた、市民にもわかりやすい生態系保全計画手法を開発することと、2私有地の土地利用転換のタイミングをとらえて生態系保全計画を具体化するための計画立案プロセスのあり方を、ケーススタディを通じてこれらを関連付けつつ構築することを目的としている。平成24年度においては次の研究を行った。(1)潜在ハビタット手法については、23年度までにGISデータを用いた指標動物の行動圏の重ね合わせが効果的であることを明らかにした。(2)私有地の土地利用転換については、高齢社会の到来と相まって遊休地が増加する傾向をとらえ、このような民間土地の土地利用転換を促すため、自然科学の視点からみた緑地の創出と人文科学的視点からみた心象景観という概念を組み合わせた生態系保全計画の具体化について、地域住民の景観に関するインタビュー調査を含めて研究を行い、結果をとりまとめた。(3)都市域の遊休地の増大が主として畑地において行われている現状をとらえて、1974年から整備されている数値地図5000の活用

法についてGISを用いて解析を行った。(4)研究の最終年度としてこれまでの研究成果をとりまとめた。「潜在ハビタット」という概念を用いた生態系保全計画手法と海外における事例収集については、ケーススタディ、現地調査を終え、とりまとめに入る段階にある。計画主体と市民が求める将来に向けた生態系保全計画の立案手法については、これまでに生態系保全構想を組み入れた計画立案手法についてケーススタディを行った。今後、さらなるケーススタディの実施、計画主体に対するインタビュー等に注力したい。24年度が最終年度であるため、記入しない。計画主体と市民が求める将来に向けたせいた消え保全構想を組み入れた生態系保全系アックの立案手法に関する分析結果を事例分析も含めてとりまとめる。生態系保全計画を組み込んだ都市域空間計画に関する海外事例について、わが国の生態系保全計画策定において留意すべき事項をとりまとめる。これまでの研究成果をもとに、計画立案プロセスのあり方についてとりまとめる。
遺伝子相互作用の数理解析と神経系での遺伝子の働き

本研究では、「遺伝子相互作用の数理解析と神経系での遺伝子の働き」という題目のもとで、遺伝子相互作用を制御する遺伝子の解析手法の開発を進めると同時に、神経系の遺伝子の働きを実際の実験系に即して、数理的に研究を進めた。遺伝子の解析手法の開発については、情報幾何を用いたデータ解析の立場からの研究を進めた。情報幾何座標系を使うと、今まで観測不可能だった高次相関を実験データからきちんと定量的に測定できることになる。これにより、一見関連しないかのように見える遺伝子間の相関関係、および、その相関関係に影響を及ぼしている遺伝子を、定量的に評価し、発見することが可能になった。この手法は、特に実験研究において、ターゲットとする遺伝子群を探し出してくるのに有効だと思われる。この手法は、DNAマイクロアレイのデータについて展開されたが、本質的には、この手法は汎用なので、他のプロティンアレイなどにも応用できる。実際、神経細胞の同時記録データにも応用が進んでいる。神経系の遺伝子の働きについては、本年度は、特に、アルツハイマー病の機序の解明について、実験研究者と議論を行った。その成果を、図書の1章として出版することができた。一方、スパインの可塑性に関しても実験研究者と議論を行った。これにより、問題がかなり明確になると同時に、分子機構によるスパインの形状の制御と可塑性の関係に関する我々の提案を、国際的にも一流の論文誌に発表した。今後は、これらの問題について、数理解析の視点から、問題の本質に迫るモデルの提案を行っていきたいと考えている。
NKレセプター陽性T細胞によるがんの根治療法の確立

同種造血幹細胞移植後に認められる移植片対白血病(graft-versus-leukemia:GVL)効果は、移植片対宿主病(graf-versus-host disease:GVHD)と密接に関連しているが、選別可能であることが明らかにされつつある。そのエフェクター細胞として、細胞障害性T細胞、NK細胞、LAK細胞があるが、一方で免疫抑制的機能を有するNK細胞レセプターがT細胞に発現することも示されている。本研究では、NK細胞レセプター陽性T細胞の同種造血幹細胞移植後の推移およびGVHDとの関連性を明らかにするとともに、これらの細胞がGVL効果を発揮するかどうかを明らかにする。同種造血幹細胞移植後の末梢血を用い、免疫グロブリン型のNK細胞レセプターであるCD158bの発現をCD3陽性と陰性の分画でフローサイトメトリーで検討したところ、移植後2か月以内にCD158b陽性CD3陰性のNK細胞は増加し、その後も持続した。CD158bおよびCD3陽性T細胞は6か月頃に増加し,そのほとんどはCD8陽性T細胞で、慢性GVHDとの強い相関性を認めた。他のC型レクチンに属するNK細胞レセプターであるCD94においても同様の結果が得られた。以上より、これら免疫抑制的NK細胞レセプターを有するT細胞がHLA拘束性をもちながらGVHDの制御に重要な役割を果たしていることが示唆された。今後、この細胞の機能をより詳細に解析し、GVHD制御とGVL効果を効率良く発揮させるための方法を確立することが重要である。NK細胞レセプターの誘導には同種抗原の持続的な刺激が必須であり、IL-2、IL-12,、IL-15などのサイトカイン刺激もその発現に有用であることが示唆されている。これらの手法を用いて、NKレセプター陽性細胞を増殖させ、その役割を明瞭にすることで、がんの根治療法の確立に展望が開けるものと考える。
日本近海の爆弾低気圧活動の変動機構と気象・海象災害発生プロセスの研究

大気再解析データ、衛星観測データ等の各種データ解析ならびに数値モデル(領域大気モデル、波浪予測モデル、同位体循環モデル、大気大循環モデル)を併用することで、(1)日本周辺で発達する爆弾低気圧活動の実態の解明、(2)爆弾低気圧活動を規定する冬季東アジアモンスーン変動と海面水温(SST)フロントの複合影響のメカニズムの解明、(3)豪雪、局地的大雨、異常波浪をもたらす爆弾低気圧の役割の解明、(4)将来気候における日本海側の豪雪の頻度と関連する爆弾低気圧活動の長期的変化の評価、など重要な学問的知見が得られた。また、災害軽減を目指して爆弾低気圧情報データベースを構築し整備した。モンスーン循環と爆弾低気圧活動との相互作用の観点から、モンスーン強化に伴う爆弾低気圧活動の日本近海への集中化が北信越地方の豪雪発生に寄与している実態が明らかになった。また、上流側の遠隔伝播(テレコネクション)の違いによって北信越地方に豪雪をもたらす爆弾低気圧の発達の仕方は大きく異なる事、二種類の寒気の吹き出しのタイプに其々爆弾低気圧が重要な役割を果たしている事も見出された。さらに、爆弾低気圧の発達に寄与すると考えられる黒潮・親潮続流域の海洋フロントと海面熱フラックスの変動の関係を調べた結果、海洋フロントの十年スケール変動に伴い局所的な大気海洋相互作用の強化が生じ、熱フラックスの長期変動の主要要因となっている事が明らかになった。一方、同位体循環モデル&色水解析による計算と降水サンプリングによる安定同位体比の測定と検証を進め、水蒸気起源の適用可能性を確認した。今後、爆弾低気圧の現象に同位体循環モデルを適用する。黒潮や対馬暖流に伴う海水温が日本周辺の冬季大気場に与える影響について領域大気モデルを用いて調べた。対馬暖流に伴う日本海沿岸の暖かい海水が北陸域の降雪量に影響を与えることや年々変動のスケールにおいても黒潮続流域の水温が下流の降水量に影響を与えることが明らかとなった。波浪モデルWWIIIを利用して、冬季に日本海に強い低気圧が通過した場合において、富山湾に寄り回り波が強く襲来したケースとしなかったケースに分類し、両者に対して風の場とうねりの伝播特性を比較した。その結果、北海道西岸沖で強く、吹送時間が長い北風が寄り回り波の発生要因となることを定量的に示した。また、うねりの進行方向は湾に対して北から北東であることが必要であることが方向スペクトルから明らかとなった。大気再解析データ(JRA/JCDAS)から見出された冬季東アジアモンスーン強弱と爆弾低気圧活動の集中化・散在化を検証するために、領域大気(WRF)モデルを用いて海面水温(SST)を変化させた総観規模擾乱活動の再現実験を行い,結果の妥当性が確認された。昨年度に引き続き中緯度の海洋フロントが大気と海洋に与える影響にゐいてJ-OFURO2や観測データを中心に調べた。特に雲・降水への直接的な影響とそのプロセス、また総観場との関係について新たな知見が得られた。富山,熊本,石垣島の降水同位体比を観測した.また,冬季日本海起源の水蒸気による降水同位体比について既存文献や観測値からd-excessを比較し,日本海側と太平洋側の水蒸気起源は違うことを明らかにした。2010/11年冬季を例に,富山で降水起源の特異性がみられた日の大気循環場を調べた結果、多くの事例で爆弾低気圧が関与し、爆弾低気圧の発達に寄与する水蒸気起源について新たな知見が得られた。富山湾特有のうねり、「寄り回り波」の海底地形の影響について波向線プログラムを使って、富山湾沿岸の17に区分した海域に対して調べた。特に、波浪推算モデルWWIIIから推算したうねりの波高、波向、周期を入射条件とした2008年2月24日に発生した寄り回り波について求めた結果(最高波高)は富山と伏木富山のNOWPHASの観測結果と良い一致をみせた。また、富山の海岸線を高精度でモデル化するAMR(Adaptive Mesh Refinement)の開発が進展した。温暖化が進行した将来気候における日本周辺の爆弾低気圧活動を調査し、日本海側の豪雪発生の頻度と爆弾低気圧活動との関係を明らかにした。高分解能の海面水温と空間的に平滑化した海面水温を境界条件に与え、1993/1994年から2010/2011年までの18冬を対象に5メンバーの領域大気モデルの物理アンサンブル実験を行い、海面水温勾配が低気圧経路に与える影響を調べた。その結果、日本南岸の黒潮流軸上や日本海の極前線付近に低気圧経路が集中する傾向が見られた。

両実験において大気側方の境界条件は共通していることから上空の渦度輸送の影響は無視できると考えられるので、黒潮や対馬暖流などに伴い生じる海水温前線付近での莫大な潜熱フラックスにより対流不安定の状態に成りやすいことや、潜熱フラックス差に伴い大気下層の傾圧性が局所的に増加することにより、低気圧経路の集中化が生じることが示唆された。黒潮続流域における大気総観模擾乱に伴う海面熱flux変動について、衛星海面fluxデータセットと現場観測データを用いて調べ、気象擾乱通過時の海面flux変動とそのメカニズムについて明らかにした。また、日本の春季の大雨イベント発生の実態と総観規模擾乱活動の果たす役割について新たな知見が得られた。2012年4月3日に日本海上で発生・発達した爆弾低気圧に伴う高波浪に関して、2008年2月の寄り回り波、2004年2月と11月の高波浪発生事例と比較し、その発生原因と発達メカニズムについてWWIII波浪推算モデルを使って調べた。その結果、スペクトル解析から今回の事例は、スペクトルピークにおいて風からのエネルギー輸送項(エネルギー入力項)が他の事例と比べて2倍程度大きく、その影響で波浪が急激に発達し、最も大きなエネルギーを有したことを定量的に明らかにした。さらに、「寄り回り波」による富山湾沿岸の初期の入射波高、波向、周期による最大波高マップを作成した。爆弾低気圧活動の変動機構や同位体循環モデルを用いた解析については、当初は予想していなかった発見的な成果も得られ始めている。一方、気象・海象災害発生の特異性の原因究明については、更なる進展が必要である。したがって全体的に見れば、当初計画以上に研究が進んでいるとまでは言えない。24年度が最終年度であるため、記入しない。爆弾低気圧活動を支配する具体的な要因が得られ始めており、最終年度にはその変動機構をまとめる予定である。また、高解像度の衛星データや現場観測データからは、海洋フロントが大気海洋へ与える影響は総観場の状態によって大きく異なることが明らかになりつつある。それらの知見を踏まえてより包括的な解釈を進め成果をまとめる。今年度計算した富山湾沿岸の17海域について寄り回り波の最大波高を再現した結果を利用して寄り回り波浸水危険度図の作成を試みる。また、AMR法による寄り回り波シミュレーションを推進する。爆弾低気圧情報データベースを完成させ、情報公開により、爆弾低気圧による災害の軽減・防止に貢献する。