hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
「ひとつの民」の保護とエンパワーメント？－国境を越える災害と人間の安全保障

オスカル・ゴメズを中心とする今期の研究については、二つの主要な課題があった。第一は、成果として形になりつつある論文を仕上げることであり、第二は、すでに査読に入っている三つの論文を発表することだった。前者については'informationprovision forpersons with migration background'および`identity and disasters'というテーマで論文のドラフトができており、セミナーで発表できる水準になっている。この二つ目の論文は、慶応大学で9月に開催されたJapan Association for Human Security Studiesの年次大会でゴメズが発表している。これらの論文を研究期間中に査読付き雑誌に投稿することはできなかったが、そのための準備はほとんど整っている。後者については、三つの論文のうち二つはすでに出版されている。その一つは危機状況におけるfood distributionに関するもので、国内雑誌に発表されており、もう一つは災害の様々な局面における留学生の行動に関するもので、国際雑誌に発表されている。災害における外国機関の活動に関する三番目の論文は全文は掲載されていなかったが、国際雑誌に要約が掲載されている。研究期間の早い段階で確立されたネットワークを生かして、これらに加えて、UNDPの人間開発報告書室の依頼を受けて、a guidance noteon human security reportingを作成する機会を得ることができた。成果は、ゴメズ、デス・ガスパー、峯の共著報告書として出版され、ゴメズはその成果にかかわる国際的なプレゼンテーションも何度か行っている。研究成果のドラフトはすべて計画通りに書き上げることができたが、査読のプロセスはあまり迅速なものではなかった。人間の安全保障に関するUNDPからの報告書の出版が実現したことは大きな成果だった。今回の研究成果をふまえて、オスカル・ゴメズはJICA研究所の専任研究員として働く機会を与えられることになった。JICAでの業務がすでに忙しくなっているが、災害救援と被害の予防はゴメズの専門領域であり続けているので、今後もこの領域の研究と成果発表に取り組んでいくつもりである。いずれにせよ、今回の二年間の科研費による研究はゴメズの研究を方向づけるものとなり、さらに人間の安全保障学会などの舞台で広く深く展開されていくものと確信する。本プロジェクトは、震災のような緊急事態において被災地の住民とりわけ外国人住民がどのような影響を受けるかを明らかにし、人間の安全保障に資する災害マネジメントの改善の方策を考えるものである。情報、アイデンティティ、セキュリティ装置という3つのレベルで分析を展開していく。本プロジェクトは2011年11月に始まった。過去5ヶ月の主要な活動は、情報を収集するためのネットワークを確立し、第1ラウンドのフィールドワークを実施し、3レベルのうち第1と第2のレベルの分析を開始することであった。第1レベルにかかわる活動については、UN-OCHA、日本に拠点をもつ様々なNGO、NPO、および国際交流を担当する宮城県および仙台市の部署、さらに東北、関東、関西の研究者コミュニティなど、災害時に様々な水準で活動したアクターと接触し、信頼関係を確立することができた。今後はこれらのステイクホルダーとの関係を深め、成果発表前の適切な段階でコンサルテーションを実施することで、成果の質を改善するとともに実践的な付加価値を高めたいと考えている。第2のレベルにかかわる活動については、50件を超える被災外国人(または被災外国人と関係をもつ日本人)を対象とする定性的なインタビューデータを蓄積することができた。これらの人々の背景や社会階層はきわめて多様であり、第2レベルの分析の主要な素材となることが期待される。ゴメズによるデータ収集活動は昨年度にほとんど修了した。(1)インタビュー対象の外国人のもともとのサンプルの不足分を補うために、5月と7月に追加インタビューを実施した。(2)「世界防災閣僚会議in東北世界の英知を被災地に,被災地の教訓を世界に」および仙台における世界銀行の特別会議という防災に関する二つの国際イベントにに参加した。(3)2013年3月には大船渡の被災地に滞在し、農村と都市地域における経験の参与観察を行うとともに、被災2周年めの地元感情を調査した(これについては峯も同行した)。ゴメズは二つの国際会議に出席し、それぞれ、理論的な報告と実証的な報告を行った。会議はインドネシアとトルコという自然災害の被害を受けやすい国で開催されたので、その機会を利用して災害救援にかかわる政府関係者とNGO関係者に、緊急時の外国人の救援にかかわるインタビューを実施した。昨年度、ゴメズは2本の論文を刊行し、さらに3本が査読中である(そのうち1本は峯との共著論文である)。それに加えて、昨年8月から本年2月まで、峯とゴメズはUNDPの要請を受けて、各国版および地域版の人間開発報告書のうち、人間の安全保障にかかわるものの内容を包括的にレビューする仕事を行った。学術的な性格のものだが、今後のUNDPの人間開発報告書の執筆に影響を与えるガイドラインとして、たいへん有意義な報告書を提出することができた。その他にも、ゴメズは自然災害の教訓を一般に還元し、その研究を進展させる活動に従事した。仙台市で昨年8月に開催されたUNICEFの国際青年フォーラム、昨年9月に愛知大学で開催された第2回人間の安全保障学会学術大会、そしてJSPS事業としての高校生への講演である。前者については'informationprovision forpersons with migration background'および`identity and disasters

'というテーマで論文のドラフトができており、セミナーで発表できる水準になっている。この二つ目の論文は、慶応大学で9月に開催されたJapan Association for Human Security Studiesの年次大会でゴメズが発表している。これらの論文を研究期間中に査読付き雑誌に投稿することはできなかったが、そのための準備はほとんど整っている。後者については、三つの論文のうち二つはすでに出版されている。その一つは危機状況におけるfood distributionに関するもので、国内雑誌に発表されており、もう一つは災害の様々な局面における留学生の行動に関するもので、国際雑誌に発表されている。災害における外国機関の活動に関する三番目の論文は全文は掲載されていなかったが、国際雑誌に要約が掲載されている。研究期間の早い段階で確立されたネットワークを生かして、これらに加えて、UNDPの人間開発報告書室の依頼を受けて、a guidance noteon human security reportingを作成する機会を得ることができた。成果は、ゴメズ、デス・ガスパー、峯の共著報告書として出版され、ゴメズはその成果にかかわる国際的なプレゼンテーションも何度か行っている。当初の5ヶ月間において、データ収集と調査ルートの確立については十分な成果を上げることができた。研究目的はおおむね達成されてきている。ゴメズが執筆してきた論文は査読付きを中心に単行本を刊行できる分量に達しており、UNDPにわれわれが提出した報告書は、共著出版に代わるものである。研究成果のドラフトはすべて計画通りに書き上げることができたが、査読のプロセスはあまり迅速なものではなかった。人間の安全保障に関するUNDPからの報告書の出版が実現したことは大きな成果だった。これまでの研究活動において、分析のレベル1とレベル2については当初の計画通りに完了する見通しである。しかし、セキュリティ装置の展開に関するレベル3にかかわる十分な情報が集まるかどうかについては、必ずしも確実ではない。したがって、自衛隊(および外国軍隊)といったセキュリティ装置の役割を考察するという当初の計画を放棄はしないけれども、対象を国際社会の他のアクターにもやや広げながら研究を深めようとしている。最終成果としての研究書の出版計画については現在検討中である。計画記載の通り、成果のとりまとめの時期に入っている。現在査読中の3つの論文の刊行に力を注ぐとともに、さらに追加して2本ないし3本の論文の刊行を実現させ、さらに口頭の学術発表にも取り組みたい。
リビングカチオン重合による高感度・選択的に物理ゲル化するジブロックポリマーの合成

前年度までには、リビングカチオン重合による種々の刺激応答性ジブロックコポリマーの合成と、ミセル化や物理ゲル化などの自己組織化の設計を行ってきた。本年度は、主に以下の3点を検討した:(i)LCST型相分離が可能なランダムコポリマーの設計、(ii)種々の溶媒にUCST型相分離可能なポリマーの合成とそれを利用した物理ゲル化、(iii)リビングカチオン重合による刺激応答性星型ポリマーの合成。(i)従来の高感度なLCST型感熱応答性ポリマーとして、側鎖にオキシエチレン鎖を有するポリマーが有効であることがわかったが、その種類は限られている。より一般的な方法として、親水性モノマーと疎水性モノマーのランダム共重合体が有効であることがわかった。その際、シークエンス分布をいかにランダム型にするかが重要であることもわかった。(ii)これまでポリマーの相分離は、せいぜい数種類の溶媒にのみ有効であった。そこで、様々な溶媒において相分離が可能なポリマーの設計を行った。その結果、側鎖に長鎖アルキル基(C16以上)を有するポリマーでは、側鎖の結晶-アモルファス転移により、多くの溶媒で高感度な相分離が可能になった。適用する溶媒としては、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、ハロゲン化炭化水素、エーテル、エステル、アルコールなどで、ほとんどすべての汎用溶媒に有効であった。(iii)従来とは全く異なる形状で、機能的にも大きな違いが期待される星型ポリマーの合成を検討した。しかしこれまでは、定量的に合成することが困難で、得られたポリマーも分子量分布が広い欠点があった。我々のリビング重合系を用いて検討した結果、その欠点をなくすことが可能になった。また、星型ポリマーに官能性ポリマーを導入することにより、従来とは異なる刺激応答性が得られるようになった。また、星型ポリマーへの低分子化合物の取り込みも可能で、1分子あたり50400個のアゾベンゼンを取り込むことがわかった。本研究は、平成13年度から15年度までの3ヶ年の予定である。本年度は、種々のジブロックコポリマーの合成と、物理ゲルのように自己組織化する刺激応答性高分子系の分子設計を検討した。まず、性質の異なるセグメントからなり、分子量や分布の制御されたジブロックコポリマーをリビングカチオン重合により合成した。モノマーとしては、性質の異なるセグメントが導入可能なビニルエーテル(VE)を用いた。これらのモノマーは置換基により相対反応性が大きく変化するため、添加塩基、溶媒、温度、活性化剤等の重合条件を詳細に探索する必要があった。種々の条件の検討の結果、最適条件においては、分子量分布が極めて狭く分子量及び構造が制御された、親水性、疎水性、刺激応答性ポリマーやそのジブロックコポリマーが合成できることがわかった。刺激応答性ジブロックコポリマーとしては、親水性セグメントとなるポリ(ヒドロキシエチルVE)[Poly(HOVE)]と感熱応答性のポリ(エトキシエチルVE)[Poly(EOVE)]のジブロックコポリマーを検討した。その結果、最適な分子量、濃度の条件下では、低温において低粘度の溶液状態が、ある温度において瞬時にゲル化することがわかった。また、Poly(EOVE)の代わりに、異なる温度で親水性から疎水性へ変化する感熱応答性セグメントを用いると、設定された温度でゲル化する系も合成可能になった。物理ゲル化機構に関する研究も行い、Poly(EOVE)セグメントの熱応答性疎水化(脱水)によりミセルが生成し、さらにミセル間のパッキングによりゲル化することが、小角中性子散乱や動的光散乱などの結果、及びフリーズフラクチャーを用いたTEM観察の結果などから明らかになった。さらに、上述の結果を応用することにより、その他の種々のセグメントを有するジブロックコポリマーを合成し、様々な刺激(例えば、降温やある温度範囲、有機化合物の添加、pHの変化など)に応答してゲル化する系を見出すことができた。前年度は、種々のジブロックコポリマーの合成と、物理ゲルのように自己組織化する刺激応答性高分子系の分子設計を検討した。今年度は、まず上記ジブロックコポリマーの分子設計に必要不可欠な、新規刺激応答性ポリマーの設計・合成に着手した。その結果、従来のような水中でLCST型の相分離をする刺激応答以外に、様々な有機溶媒系でUCST型相分離を極めて高感度に示すような系を見出すことができた。例えば、水中でLCST型相分離を示したポリ(エトキシエチルビニルエーテル)は、アルカン中でUCST型相分離を示した。特に興味深いことは、その高感度だけでなく、アルカンの長さによりその相分離温度が大きく変化することである。例えば、デカン中では50°C、オクタン中では35°C、ヘキサン中では20°Cである。この結果は、工業的にも、高分子溶液の基礎研究的にも重要な結果である。一方、疎水性のポリ(イソブチルビニルエーテル)は、エタノール中で相分離した。その他、極微量の水(0.05%以下)を添加することにより相分離する系や、pH応答系なども新たに見出した。また、ランダムコポリマーを用いた新しい刺激応答性ポリマーの合成も来年へ向けて検討を始めている。これらの刺激応答性セグメントと親水性または疎水性セグメントとのジブロックコポリマーによる、種々の物理ゲル化挙動に関して検討した。

前年度見出した、数十ナノメートルに大きさの揃ったミセルの生成およびそれらの超格子型配列が、他の刺激応答系でも見られることがわかった。例えば、ポリ(フェノキシエチルビニルエーテル)とポリ(メトキシエチルビニルエーテル)のジブロックコポリマーのアセトン溶液に、選択溶媒の水を添加するだけで、上述のような変化が高感度に起こることが、SANS等によって確認された。前年度までには、リビングカチオン重合による種々の刺激応答性ジブロックコポリマーの合成と、ミセル化や物理ゲル化などの自己組織化の設計を行ってきた。本年度は、主に以下の3点を検討した:(i)LCST型相分離が可能なランダムコポリマーの設計、(ii)種々の溶媒にUCST型相分離可能なポリマーの合成とそれを利用した物理ゲル化、(iii)リビングカチオン重合による刺激応答性星型ポリマーの合成。(i)従来の高感度なLCST型感熱応答性ポリマーとして、側鎖にオキシエチレン鎖を有するポリマーが有効であることがわかったが、その種類は限られている。より一般的な方法として、親水性モノマーと疎水性モノマーのランダム共重合体が有効であることがわかった。その際、シークエンス分布をいかにランダム型にするかが重要であることもわかった。(ii)これまでポリマーの相分離は、せいぜい数種類の溶媒にのみ有効であった。そこで、様々な溶媒において相分離が可能なポリマーの設計を行った。その結果、側鎖に長鎖アルキル基(C16以上)を有するポリマーでは、側鎖の結晶-アモルファス転移により、多くの溶媒で高感度な相分離が可能になった。適用する溶媒としては、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、ハロゲン化炭化水素、エーテル、エステル、アルコールなどで、ほとんどすべての汎用溶媒に有効であった。(iii)従来とは全く異なる形状で、機能的にも大きな違いが期待される星型ポリマーの合成を検討した。しかしこれまでは、定量的に合成することが困難で、得られたポリマーも分子量分布が広い欠点があった。我々のリビング重合系を用いて検討した結果、その欠点をなくすことが可能になった。また、星型ポリマーに官能性ポリマーを導入することにより、従来とは異なる刺激応答性が得られるようになった。また、星型ポリマーへの低分子化合物の取り込みも可能で、1分子あたり50400個のアゾベンゼンを取り込むことがわかった。
進化的計算手法を用いた適応型経路制御アルゴリズムの構築

本研究では、複雑系、人工生命に関連して近年注目を集めている遺伝的アルゴリズムをインターネットにおける経路制御アルゴリズムへ応用することで、ネットワークの負荷変化に動的するアルゴリズムを構築する。現在一般に使用されているルーティングアルゴリズムでは、ネットワークの負荷状態や通信リンクの性能などを考慮せず、単純に通過したゲートウェイの数で表されるホップカウント距離を用いていた。そこで、ネットワークの負荷状態を考慮した適応型のルーティングアルゴリズムを少ない通信負荷で実現するため、遺伝的アルゴリズムにより必要な代替経路群を動的に生成するアルゴリズムを構築した。代替経路を効率的に生成するため、特別に設計された経路遺伝的操作(Path Genetic Operators)を提案した。提案するルーティングアルゴリズムにおいては、初期経路として、従来と同様のホップカウント距離に基づいた最短経路を使用し、ある一定回数以上使用される経路に関して、代替経路を動的に生成し、各代替経路の通信遅延に応じてパケットを分配する。通信遅延の観測に関しては、ルーティングテーブルに存在する各経路に関して、定期的に通信遅延の観測パケットを送出するが、ルーティングテーブルには頻繁に使用される少数の代替経路のみ存在するため、少ない通信負荷で効果的な観測が行われる。アルゴリズムの評価を行うため、離散事象シミュレータを構築し、その上でシミュレーション実験を行い、従来の代表的な手法であるRIP,SPFと比較した。その結果、今回提案した基本的なアルゴリズムにより、ネットワークの負荷が減少し、効果的に通信パケットが送出されていることが確かめられた。
足浴の免疫機能ならびに自律神経機能におよぼす効果と有用性の検討

本研究の目的は,足浴操作が免疫機能および自律神経機能におよぼす効果を明らかにし,身体への効果を総合的に検討することである。健康な20歳前後の女子学生(2124歳)を対象者として,足浴操作は椅座位にて42°Cの湯に足を浸けて10分間行うことを基本とし,その他に足を湯に浸けた状態で足底部への刺激として気泡刺激と振動を加える操作を行った。自律神経機能の評価は心拍変動の周波数解析を行い,免疫機能については,白血球分画,リンパ球サブセットをフローサイトメトリーにて解析し,またナチュラルキラー(NK)細胞の細胞障害活性を測定した。さらに足浴によるストレス軽減の有無等を検討するため,血漿中のTh1細胞産生サイトカイン(IL-2,IFN-γ,TNF-α),Th2細胞産生サイトカイン(IL-4,IL-6,IL-10)の測定を行い,Th1/Th2バランスについて検討した。足浴を行うことにより,副交感神経系の機能が亢進する傾向が認められ,これによって免疫機能においてもNK細胞障害活性が有意に増加し,これらの効果は足浴による温熱刺激に足底部への触・圧刺激が加えられることによって増強された。白血球分画においては,足浴後に好中球の増加が認められたが,これも自律神経系の変化によることが推察された。足浴の効果が,足底部への体性感覚刺激によるものなのか,温熱刺激が加わることによってもたらされた効果なのかを明らかにするために足底刺激のみを行った場合と,膝下まで湯につけた場合とを比較検討したところ,足底部への触・圧刺激と温熱刺激の両方が存在することで効果が現れることが確認された。足浴を一定期間(7日間)実施し,その前後における免疫機能,自律神経機能の評価を行ったところ,自律神経機能では副交感神経系の機能が亢進し,このことによりNK細胞障害活性が増加し,免疫機能を高める傾向が得られた。またTh1/Th2バランスを示すサイトカインについては,足浴により大きな変化を示すことはなく,概して低値を示していた。足浴によりリラクゼーション効果がもたらされ,副交感神経系が優位になることで免疫機能を高めることが推察された。これらのことから免疫機能の低下した患者や高齢者などを対象に気泡・振動付きの足浴を行うことによって,身体機能の改善が期待できることを示唆し,足浴を用いた効率的ケアに貢献するものと考えられた。初年度は足浴操作が免疫機能および自律神経機能におよぼす効果を明らかにし,足浴の身体への効果を総合的に検討することを目的とした。健康な20歳前後の女子学生10名(21・24歳)を対象者とし,足浴操作は,椅座位にて42°Cの湯に足を浸けて10分間行うことを基本とした(足浴群)。

その他に足を湯につけずに座位のままでいる状態(control群)と,足を湯に浸けた状態で足底部への刺激として気泡刺激と振動を加えた足浴(B+V群)の3種類の操作を行った。免疫機能の評価としては足浴前,足浴直後,足浴終了後60分の時点において,末梢血における総白血球数,白血球分画(好中球数,好酸球,好塩基球,単球,リンパ球),リンパ球サブセット(CD4^+T細胞,CD8^+T細胞,CD19^+B細胞,CD3^-CD16^+CD56^+NK細胞の分画)の解析をフローサイトメトリーにて解析した。またナチュラルキラー(NK)細胞の細胞障害活性を測定した。自律神経機能の評価としてはR-R心拍変動解析装置にてR-R間隔ならびに心拍変動の周波数解析を行った。免疫機能において,白血球数は足浴によって増加傾向がみられたが有意差は認められなかった。また白血球分画,リンパ球サブセットにおいても3群間で差は認められなかった。NK細胞の細胞障害活性は,B+V群において足浴終了後60分の時点で有意に増加していた。心拍変動の周波数解析においては,副交感神経を反映していると考えられている高周波数成分(HFC)は足浴終了後において,足浴群,B+V群いずれも増加傾向を認め,交感神経と副交感神経のバランスを反映している低周波成分(LFC)/HFCはB+V群において足浴終了後有意な低下が認められた。足浴終了後に,副交感神経系の機能が亢進する傾向が認められ,また気泡と振動を与えた方がよりリラクゼーション効果は増強されると考えられ,免疫機能においてもNK細胞の細胞障害活性がB+V群で足浴終了後に有意に増加しており,これは自律神経系の変化が関与しているものと推察された。平成15年度においては,足底部に気泡と振動による刺激を加える足浴操作により副交感神経系の機能が亢進し,交感神経系の機能が低下するとともに免疫機能が亢進し,ナチュラルキラー(NK)細胞の細胞障害活性が増加したことを確認した。本年度は,これらの効果が足底部への体性感覚刺激によるものなのか,温熱刺激が加わることによってもたらされた効果なのかを明らかにするために,足底刺激のみを行った場合と,膝下まで湯につけた場合とを比較検討した。また免疫機能に関して液性因子としてサイトカインなどに関しても検討し,足浴によるストレスの軽減等について,Th1(細胞性免疫)/Th2(液性免疫)反応バランスについて検討した。健康な女子6名(2227歳)を対象とし,各被験者は足底部への体性感覚刺激(振動と軽くたたく刺激)と,膝下まで温湯(42°C)につける足浴(水深約30cm)を10分間行った。自律神経系の評価は心拍変動の周波数解析を行い,免疫機能については,白血球分画,リンパ球サブセットをフローサイトメトリーにて解析し,またNK細胞の細胞障害活性を測定した。また足浴によるTh1/Th2バランスの変化について検討するため,Cytometoric Bead Array(CBA)システムを用いてTh1細胞産生サイトカイン(IL-2,IFN-γ,TNF-α),Th2細胞産生サイトカイン(IL-4,IL-6,IL-10)の測定を行った。足浴を行うことにより,心拍変動の周波数解析においては,副交感神経系を反映しているとされる高周波数成分(HFC)は徐々に増加し,足浴終了後も有意ではないが増加した状態であった。またNK細胞の細胞障害活性は,足浴直後,1時間後と時間の経過に伴い活性の上昇が認められた。これらの免疫機能の変化は副交感神経系の亢進によるものと思われた。また足底刺激を行うと刺激中HFCは有意な増加を示したが,刺激終了直後元に戻っていた。またTh1/Th2バランスを示すサイトカインについては足浴または足底刺激により,大きな変化を示すことはなく,概して低値を示していた。
数理計画手法に基づくロバスト最適化

技術革新に伴い,大量の情報資源を有効に利用する必要性が高まってきた.この目的において重要な課題の多くが組合せ最適化問題として定式化できるが,応用上重要な問題は大規模化・複雑化してきている.しかしNP困難性に代表されるように,多くの組合せ最適化問題に対し,問題規模が大きい場合,厳密な最適解を得ることが極めて困難であることが知られている.このような問題を現実的に解決する方法として様々な最適化手法が提案されてきている.厳密な最適解を求める手法である分枝限定法や動的計画法,最適性の保証はないが良質の解を効率良く求めようとする発見的解法などである.最適化手法のほとんどは,入力データが既知のものであるという前提のもとにアルゴリズムが設計されている.しかし,多くの現実問題において入力データには曖昧さや不確定要素が内在している.たとえば,渋滞予測に基づいて平均所要時間最短のルートを選んでも最も早く着くとは限らない.このような例では,到着後には渋滞情報が過去の情報として確定しており,それ基づいて選んだルートの善し悪しが判断できる.したがって「計画段階で別のルートを選んでいればもっと早く着いたのに」と後悔することのないような計画が望まれる.そこで,このような入力データの変動に大きく影響されないようなロバストな解,すなわち変動の組合せによって生じ得るどんな場合に対しても後悔の度合いが小さい解を得るようなアルゴリズムの開発が望まれている.また,開発したアルゴリズムが有用であるためには,大規模なデータに適用できることが望ましい.このような問題を解決するためのアルゴリズム設計の方法論の確立と,効率的なアルゴリズムの開発を研究目的として研究を進めた.本年度はロバスト性の基準として最大後悔最小化を考慮した一般化割当問題を取り上げ,一定の成果を得た.技術革新に伴い,大量の情報資源を有効に利用する必要性が高まってきた.この目的において重要な課題の多くが組合せ最適化問題として定式化できるが,応用上重要な問題は大規模化・複雑化してきている.しかしNP困難性に代表されるように,多くの組合せ最適化問題に対し,問題規模が大きい場合,厳密な最適解を得ることが極めて困難であることが知られている.このような問題を現実的に解決する方法として様々な最適化手法が提案されてきている.厳密な最適解を求める手法である分枝限定法や動的計画法,最適性の保証はないが良質の解を効率良く求めようとする発見的解法などである.最適化手法のほとんどは,入力データが既知のものであるという前提のもとにアルゴリズムが設計されている.しかし,多くの現実問題において入力データには曖昧さや不確定要素が内在している.たとえば,渋滞予測に基づいて平均所要時間最短のルートを選んでも最も早く着くとは限らない.このような例では,到着後には渋滞情報が過去の情報として確定しており,それ基づいて選んだルートの善し悪しが判断できる.したがって「計画段階で別のルートを選んでいればもっと早く着いたのに」と後悔することのないような計画が望まれる.そこで,このような入力データの変動に大きく影響されないようなロバストな解,すなわち変動の組合せによって生じ得るどんな場合に対しても後悔の度合いが小さい解を得るようなアルゴリズムの開発が望まれている.また,開発したアルゴリズムが有用であるためには,大規模なデータに適用できることが望ましい.このような問題を解決するためのアルゴリズム設計の方法論の確立と,効率的なアルゴリズムの開発を研究目的として研究を進めた.本年度は基本的克つ代表的な組合せ最適化問題である一般化割当問題を取り上げ,一定の成果を得た.検討中の手法が有効であることを確認し,アルゴリズム設計の方法論を確立するために,本年度は,基礎的でありつつ一般的な構造を持つ代表的な組合せ最適化問題である一般化割当問題に対するロバスト最適化の手法の開発を進めた.一般化割当問題は,いくつかの仕事とエージェントが与えられたとき,各エージェントの資源制約を守るように各仕事を丁度ひとつのエージェントに割り当てるときの総割当コストを最小化するという問題である.代表的なNP困難問題のひとつであり,割当という基本的な構造を有しているため,応用も多い.探索をスタートする際の制約集合と目的関数値の関係について解析し,上下界を得ることができた.また,発見的解法をいくつか考案し,そのうちのひとつに対する近似精度保証に関する成果を改善することに成功した.さらに,この問題に対する分枝限定法やシナリオ固定法の考え方に基づく発見的解法に関して実験的解析を進めた.理論的解析についても実験的解析についても概ね順調に成果が得られたと考えている.また,他の代表的な組合せ最適化問題についても,ロバスト最適化への拡張を目指して,基礎的な問題構造の検討を行っており,詰込み型の問題に対して一定の成果を得ている.ロバスト最適化への拡張については今後の課題であるが,基礎技術の開発と解析に関しては概ね順調に進展していると考えている.技術革新に伴い,大量の情報資源を有効に利用する必要性が高まってきた.この目的において重要な課題の多くが組合せ最適化問題として定式化できるが,応用上重要な問題は大規模化・複雑化してきている.しかしNP困難性に代表されるように,多くの組合せ最適化問題に対し,問題規模が大きい場合,厳密な最適解を得ることが極めて困難であることが知られている.このような問題を現実的に解決する方法として様々な最適化手法が提案されてきている.

厳密な最適解を求める手法である分枝限定法や動的計画法,最適性の保証はないが良質の解を効率良く求めようとする発見的解法などである.最適化手法のほとんどは,入力データが既知のものであるという前提のもとにアルゴリズムが設計されている.しかし,多くの現実問題において入力データには曖昧さや不確定要素が内在している.たとえば,渋滞予測に基づいて平均所要時間最短のルートを選んでも最も早く着くとは限らない.このような例では,到着後には渋滞情報が過去の情報として確定しており,それ基づいて選んだルートの善し悪しが判断できる.したがって「計画段階で別のルートを選んでいればもっと早く着いたのに」と後悔することのないような計画が望まれる.そこで,このような入力データの変動に大きく影響されないようなロバストな解,すなわち変動の組合せによって生じ得るどんな場合に対しても後悔の度合いが小さい解を得るようなアルゴリズムの開発が望まれている.また,開発したアルゴリズムが有用であるためには,大規模なデータに適用できることが望ましい.このような問題を解決するためのアルゴリズム設計の方法論の確立と,効率的なアルゴリズムの開発を研究目的として研究を進めた.本年度は基本的克つ代表的な組合せ最適化問題である多次元ナップサック問題を取り上げ,一定の成果を得た.検討中の手法が有効であることを確認し,アルゴリズム設計の方法論を確立するために,本年度は,詰め込み型の構造を持つ代表的な組合せ最適化問題である多次元ナップサック問題に対するロバスト最適化の手法の開発を進めた.多次元ナップサック問題は,複数の要素に対する利得と複数資源に対する要求量,および資源ごとの容量が与えられたとき,各資源に対する容量制約を守るように要素を選ぶときの総利得を最大化するという問題である.代表的なNP困難問題のひとつであり,詰込みという基本的な構造を有しているため,応用も多い.この問題に対して発見的解法をいくつか考案し,そのうちのひとつに対する近似精度保証に関する成果を得ることに成功した.さらに,この問題に対するBenders分解法や分枝限定法に基づく厳密解法や,シナリオ固定法の考え方に基づく発見的解法に関して実験的解析を進めた.理論的解析についても実験的解析についても概ね順調に成果が得られたと考えている.また,他の代表的な組合せ最適化問題についても,ロバスト最適化への拡張を目指して,基礎的な問題構造の検討を行っており,異なるタイプのロバスト最適化問題に対しても一定の成果を得ている.より一般的な問題への応用については今後の課題であるが,基礎技術の開発と解析に関しては,概ね順調に進展していると考えている.技術革新に伴い,大量の情報資源を有効に利用する必要性が高まってきた.この目的において重要な課題の多くが組合せ最適化問題として定式化できるが,応用上重要な問題は大規模化・複雑化してきている.しかしNP困難性に代表されるように,多くの組合せ最適化問題に対し,問題規模が大きい場合,厳密な最適解を得ることが極めて困難であることが知られている.このような問題を現実的に解決する方法として様々な最適化手法が提案されてきている.厳密な最適解を求める手法である分枝限定法や動的計画法,最適性の保証はないが良質の解を効率良く求めようとする発見的解法などである.最適化手法のほとんどは,入力データが既知のものであるという前提のもとにアルゴリズムが設計されている.
定速度走行における歩数変化による生体負担度の変動について

1.定常状態が成立するような速度条件において、被検者の自由な歩数とそれに対して最大下の範囲内で、一定の割合で意図的に歩数(歩/分)を増加(+10%と+20%)、あるいは減少(-10%と20%あるいは-15%)させた6分間の走運動の場合と、被検者の自由な歩数とそれに対して、意図的に歩数(歩/分)を増加(+10%)、あるいは減少(-10%)させた30分間の走運動の場合とについて、呼吸・循環器系の応答と主観的強度の変動を検討した。2.6分間の走運動の場合:自由な歩数での走運動は、酸素摂取量、心拍数、PRP(Pressure Rate Product)値およびRPE(Ratings of Perceived Exertion)が必ずしも最少とはならなかった。さらに、歩数を減少させた場合は、増加させた場合よりも同一の増減率であっても、歩数を減少させた場合の呼吸・循環器系への負担度は大きくなった。しかし、体酸素消費量に対する心筋酸素消費量(PRP/VO_2)には、ほとんど変化が認められなかった。3.30分間の走運動の場合:自由な歩数と+10%歩数の走運動とを比較すると、酸素摂取量、心拍数、PRP値およびRPEには差は認められなかった。しかし、-10%歩数の走運動では、自由な歩数と+10%歩数の走運動のいずれよりも明らかに高くなった。また、3種類の歩数条件での走運動の時間経過に伴う酸素摂取量、PRP値およびPRP/VP_2値は、いずれも定常状態を示し変化は認められなかった。しかし、心拍数およびRPEは、時間経過に伴い漸増し定常状態を示さなかった。4.運動不足の解消と有酸素性作業能の維持を目的として、ランニングやジョギングを行うのであるならば、歩数を多くした走歩が、呼吸・循環器系への負担度は低いことが明らかになった。しかし、より積極的に有酸素性作業能の向上を目的とするならば、歩数を少なくした走歩が適当であることが明らかになった。1.被検者は、トレッドミル走と実験手順に慣れさせた健康な男子大学生5名と女子大学生4名の計9名であり、安静時の心拍数、最高と最低血圧、PRPの平均値は、それぞれ65.6±7.0拍/分、121.3±8.9mmHgと68.0±10.4mmHg、7966±1095であった。2.三種類の速度(120,150,180m/分)における、五種類の歩数条件(自由歩数、±10%、±20%)による走運動中の歩数、酸素摂取量、酸素摂取水準、心拍数、最高と最低血圧、PRP、RPEの9名の平均値の変動はそれぞれつぎのとおりであった。4.三種類の速度のいずれについても自由歩数と自由歩数に対して歩数を変化させたことによる以上の測定項目の変動の割合は、歩数を増加(+10%と+20%)させた場合よりも、減少(-10%と-20%)させた場合のほうが大きかった。5.9名の値を平均した全体的な傾向は以上のごとくであるが、被検者によっては歩数変化による影響が顕著な者とそうでない者とがいた。

このような個人差および単位距離あたりの酸素摂取量からみた走効率、換気当量、PRP/V^^・o_2といった、他の測定項目の変動の詳細については検討中である。1.被検者は、トレッドミル走と実験手順に習熟させた健康な男子大学生5名であった。安静時の心拍数、収縮期(最高)血圧と拡張期(最低)血圧およびPRP×10^2値は、それぞれ63.1±5.8拍/分、122.3±9.1mmHgと68.7±8.1mmHgおよび76.98±7.9×10^2であり、循環器系に異常がないと判断された。2.運動負荷は、被検者の有酸素性体力水準を考慮して、定常状態が成立する速度(150あるいは170m/分)として30分間走行させた。歩数条件は、自由な歩数と自由な歩数に対して±10%の三種類とした。3.測定項目は、酸素摂取量、心拍数、収縮期血圧と拡張期血圧、PRP値および主観的強度(RPE)であり、それぞれ走行開始後45分、910分、1415分、1920分、2425分および2930分の六回測定した。血圧は右上腕部にて、昭和63年度に購入した運動負荷用血圧監視装置(日本コ-リン:STBP-680)と、平成元年度に購入したその専用プリンタ-(日本コ-リン:P-680)を用いて測定記録を行った。4-(1)。自由な歩数条件と±10歩数条件での場合、各測定項目の値には歩数条件の違いによる差は認められなかった。30分間の走運動中のRPEと心拍数は、時間経過に伴い漸増したが酸素摂取量、収縮期血圧と拡張期血圧およびPRP値は定常状態を示していた。4-(2)、-10%歩数条件での場合は、すべての測定項目の値は自由な歩数条件と±10%歩数条件での場合よりも高い値となった。
CCDマイクロスコープによるヒト冠微小循環の術中計測

本研究では、ヒト拍動心で冠微小血管の形態異常や機能異常を直接評価することを目的として、心臓手術中に冠微小血管をリアルタイムで観察する方法を開発した。まず動物実験を行い、方法論的問題点を検討して、それを克服するための技術的改良を行った。その要点を記すと、組織を障害することなく安定して血管を観察するために、先端に衝撃吸収のためのバルーンを装着したニードル型CCDマイクロスコープを用いるとともに、バッファー液を任意の温度に調節してスコープの先端から観察部に流すフラッシュシステムを開発・応用した。以上の手段によって、心表面の血管を長時間にわたって安定した状態で観察できることが明らかになった。また、心臓手術中の限られた時間内に計測を円滑に進めるために、プローブの操作をより容易にすることを目的としてプローブ支持システムを開発した。血管内に特別なコントラスト増強剤を注入することなく良好な血管イメージを得るために、光学システムにグリーンフィルターを導入した結果、冠細動脈だけでなく、細静脈も良好に観察できることが明らかになった。これらの技術的な改良によってヒトにおいて微小血管イメージを得ることを確認した。次に、冠微小血管観察の病態生理的意義を明らかにするため、動物実験において心内膜側の冠微小血管を解析した。心内膜側の冠細動脈・細静脈とも心外膜側のそれとは逆に収縮期に直径が約20%減少した。ニトログリセリンは、拡張期に血管径を増大させるが、同時に拍動性変化量も増加させた。平成4年度は、心臓手術中に、冠血管を傷害することなく安定して観察することができる方法論の確立を目的として実験を行なった。すなわち、麻酔開胸犬あるいはブタを対象に、ニードル型CCDマイクロスコープ(日本光電、直径4.5mm、510x492画素、200-400倍)で心表面の細動・静脈を観察した。ニードル型CCDマイクロスコープによるin-vivoにおける血管観察では、ニードル型レンズを血管に軽く接触させるが、これによる機械的血管傷害を防ぐために、先端に衝撃吸収のためのバルーンを装着したシースを開発した。また、観察中の血管および血管周囲組織の代謝環境を生理的に保つ目的で、生理的緩衝液を任意の温度に調節してスコープの先端から観察部に流すフラッシュシステムを開発・応用した。さらに、血管内に特別なコントラスト増強剤を注入することなく良好な血管イメージを得るため、光学システムにグリーンフィルターを導入したところ、冠細動脈だけでなく、細静脈も良好に観察できた。これにより、短時間の冠血流遮断後に出現する反応性充血時の冠血管径変化も十分観測可能であった。ニトログリセリンの効果を検討した実験では、ニトログリセリンは細動脈だけでなく細静脈も著しく拡張させることが明かになった。今後は、限られた時間内で円滑に計測を進めるために、ブローブの操作性の向上を目的として、プローブ支持システムを改良する。本研究では、ヒト拍動心で冠微小血管の形態異常や機能異常を直接評価することを目的として、心臓手術中に冠微小血管の形態・機能をリアルタイムで評価できる方法を開発した。まず動物実験を行ない、方法論的問題点を検討して、それを克服するための技術的改良を行なった。また、心臓手術中の限られた時間内に計測を円滑に進めるために、ブローブの操作をより容易にすることを目的としてプローブ支持システムを開発した。血管内に特別なコントラスト増強剤を注入することなく良好な血管イメージを得るために、光学システムにグリーンフィルターを導入した結果、冠細動脈だけでなく、細静脈も良好に観察できることが明かになった。

これらの技術的な改良によってヒトにおいて微小血管イメージを得ることができることを確認した。さらに、ニトログリセリンの効果を検討したところ、ニトログリセリンは心外膜側だけでなく心内膜側の細動脈も著しく拡張させることが明かになった。また、ニトログリセリンは細動脈だけでなく細静脈も拡張させることが明かになった。
疾患モデルショウジョウバエを用いた食品成分の生理機能解析

食品成分が脂肪蓄積抑制効果を持つのかショウジョウバエで検証する方法として、3齢幼虫期の脂肪体(人における肝臓や白色脂肪細胞に相当する組織)をオイルレッド染色し、成分の摂取によって蓄積量の変化を調べることで検証する方法があったが、定量的な解析と成虫での解析が出来ないかが課題であった。吸光度測定器を用いた条件検討により、ショウジョウバエの幼虫・成虫のどちらを用いても脂肪蓄積量を定量的に測定できるアッセイ系を構築することができた。ライ麦含有成分のアルキルレゾルシノールについて、摂取によってショウジョウバエ成虫個体に寿命延長効果をもたらすことを明らかにしていた。このアルキルレゾルシノールに構造が類似した化合物であるオリベトールについて、機能性の検証を行った。マウスを用いた実験により、オリベトールには脂肪蓄積の抑制効果があることが示唆されたため、ショウジョウバエでも同様の効果がみられるか検証した。ショウジョウバエ成虫は高脂肪食で飼育することにより生存率が低下するが、オリベトールを含んだ高脂肪食では、高脂肪食特有の生存率低下に抑制傾向がみられた。しかしながら脂肪蓄積の抑制効果について、定量的オイルレッド染色で調べたところ、顕著な抑制効果はみられなかった。アルキルレゾルシノールと同様な寿命延長効果を持つのか調べる目的でショウジョウバエ成虫に投与したところ、アルキルレゾルシノールほどではないものの、寿命延長効果をもたらすことを明らかにした。機器の故障ど、研究の進捗に影響する大きな問題が生じなかったためショウジョウバエ成虫に寿命延長効果をもたらすアルキルレゾルシノールは、カカオにも微量ながら含まれていることがわかっている。カカオ由来のアルキルレゾルシノールについても同様な寿命延長効果を持つのか、投与実験によって調べる。ショウジョウバエ成虫に寿命延長効果をもたらしたオリベトールについて、分子生物学的解析手法を整備し、代謝経路のどこに作用するのかを明らかにする。ライ麦外皮由来の成分であるアルキルレゾルシノール(ARs)について、これまでに野生型ショウジョウバエでの投与実験によって個体寿命が劇的に延長する結果を得ている(特許出願, 2012)。個体寿命に関与するサーチュイン関連遺伝子について、ショウジョウバエの相同遺伝子はSir2であり、突然変異体個体も知られている。赤ワイン成分のレスベラトロールが証明された方法(Nature, 2004)と同様の手法となるSir2突然変異体個体を用いた投与実験を行ったところ、野生型ショウジョウバエでみられた寿命延長が認められなかったことから、ARsはサーチュインを介した寿命延長作用を有する成分であることを明らかにした。更に、ショウジョウバエ成虫の摂食量を測定する方法(CAFEアッセイ)を用いてARs含有餌とレスベラトロール含有餌の摂食量を比較、ならびにARs、レスベラトロールそれぞれの摂食時における栄養代謝関連遺伝子の発現量変化を定量的RT-PCR法で測定して比較した。その結果、ARsはレスベラトロールとは異なった機構でサーチュインを活性化させている可能性が明らかとなった。イミダゾールジペプチドの一種であるアンセリンとカルノシン(AC)について、その生理活性作用を調べるための疾患モデルショウジョウバエとして、MBF1 (multiprotein bridging factor 1)の突然変異体系統(Jindra, et al. 2004)を入手した。ショウジョウバエにおける主要なジペプチド分解酵素と考えられるCNDPについて、その遺伝子を欠く新規な突然変異体系統を樹立して表現型を調べたところ、CNDPが抗酸化に関わっている可能性が明らかとなった。申請時に掲げた計画通りであるためショウジョウバエを用いた玉ネギ含有成分の生理活性探索:【目的】玉ネギに含まれる成分は、生物個体にどのような生理活性作用をもたらすのかをショウジョウバエで解析した。【方法】1.実験室における野生型系統について、羽化後のオス成虫を玉ネギ抽出物が含まれる餌で飼育し、加齢に伴う繁殖力の変化を測定した。2.成虫を低栄養+玉ネギ抽出物で飼育し、生存率を調べた。3.代謝関連遺伝子の発現量変化をRT-PCR法で調べた。【結果】1.玉ネギ成分の摂取により、オス成虫の加齢に伴った繁殖力低下が抑制されることが示唆された。2.低栄養下での生存率が有意に延長することが判明した。3.遺伝子発現量を調べた結果、主要な抗酸化関連遺伝子や脂質代謝関連遺伝子には顕著な変化がみられなかったものの、インスリン様シグナル伝達系遺伝子は、摂取により亢進される可能性があることが判明した。【結論・今後の課題】玉ネギ成分には、栄養素としてショウジョウバエ個体に直接の作用をもたらす可能性を明らかにした。具体的に玉ネギ成分は生体反応のどこに作用するのか、遺伝学的な解析によって明らかにする。今回の野生型でみられた玉ネギ成分による低栄養下での生存率延長効果が、代謝関連遺伝子などの突然変異体においてみられなかった場合、その遺伝子に関わる経路に作用することが特定できる。ジペプチド分解酵素dCNDPの機能:イミダゾールジペプチドであるアンセリン・カルノシンの機能解析を行っているなかで、ジペプチド分解酵素を欠く新規な突然変異体系統を見出した。遺伝疫学的な解析によってヒトにおけるCNDP遺伝子多型と生活習慣病との関連を調べたところ、肥満と強く関連することを見出した。特に研究分担者との連携が、上手く機能している。

食品成分が脂肪蓄積抑制効果を持つのかショウジョウバエで検証する方法として、3齢幼虫期の脂肪体(人における肝臓や白色脂肪細胞に相当する組織)をオイルレッド染色し、成分の摂取によって蓄積量の変化を調べることで検証する方法があったが、定量的な解析と成虫での解析が出来ないかが課題であった。吸光度測定器を用いた条件検討により、ショウジョウバエの幼虫・成虫のどちらを用いても脂肪蓄積量を定量的に測定できるアッセイ系を構築することができた。ライ麦含有成分のアルキルレゾルシノールについて、摂取によってショウジョウバエ成虫個体に寿命延長効果をもたらすことを明らかにしていた。このアルキルレゾルシノールに構造が類似した化合物であるオリベトールについて、機能性の検証を行った。マウスを用いた実験により、オリベトールには脂肪蓄積の抑制効果があることが示唆されたため、ショウジョウバエでも同様の効果がみられるか検証した。ショウジョウバエ成虫は高脂肪食で飼育することにより生存率が低下するが、オリベトールを含んだ高脂肪食では、高脂肪食特有の生存率低下に抑制傾向がみられた。しかしながら脂肪蓄積の抑制効果について、定量的オイルレッド染色で調べたところ、顕著な抑制効果はみられなかった。アルキルレゾルシノールと同様な寿命延長効果を持つのか調べる目的でショウジョウバエ成虫に投与したところ、アルキルレゾルシノールほどではないものの、寿命延長効果をもたらすことを明らかにした。機器の故障ど、研究の進捗に影響する大きな問題が生じなかったためイミダゾールジペプチドの一種であるアンセリンとカルノシン(AC)は、動物の筋肉中に多く含まれ、抗酸化作用や摂取による疲労回復効果が示唆されるなどの生理作用が指摘されていたが、体内における具体的な作用は未知であった。これまでに野生型ショウジョウバエへのAC投与実験によって、ACがインスリンシグナル伝達経路(ILS経路)に関与する可能性を見出している(Kayashima et al. 2014国際会議発表など)。今後は、投与による遺伝子発現量や体内の生理変化を調べるとともに、疾患モデルショウジョウバエを用いた解析を行い、ACの具体的な生理活性作用を明らかにしていく。ショウジョウバエ脂肪体における脂肪蓄積量の定量:ショウジョウバエにはヒトの肝臓や白色脂肪細胞に相当する脂肪体がある。既に脂肪体特異的にGFPを恒常的に発現するハエ系統の開発や、オイルレッド染色による3齢幼虫の脂肪体の観察法を使い、食品成分の脂肪蓄積抑制効果を調べる方法を見出しているものの、定量性に欠いているため、脂肪蓄積の程度を定量的に解析する方法を確立させる。吸光度測定による解析キットのうち、ハエ個体を調べる場合に最適なキットとその測定方法を確立させ、今後対象とする全ての食品成分に対して汎用的に使えるアッセイ系にする。ショウジョウバエ成虫に寿命延長効果をもたらすアルキルレゾルシノールは、カカオにも微量ながら含まれていることがわかっている。カカオ由来のアルキルレゾルシノールについても同様な寿命延長効果を持つのか、投与実験によって調べる。ショウジョウバエ成虫に寿命延長効果をもたらしたオリベトールについて、分子生物学的解析手法を整備し、代謝経路のどこに作用するのかを明らかにする。
海洋観測データセットからの3次元的海洋流速場の診断計算

2年計画の最終年であり,診断モデルによりLevitus et al.(1994)による水温・塩分データセットから流速場を計算した.モデルは全体として観測などによる海洋循環像をよく再現する.1991年に行った結果を比較しても,モデルのエラーは小さくなった.水温・塩分データ(Levitus,1981)が更新され,精度が向上したことやモデルの解像度を高めた(水平2度,鉛直15層から水平0.5度,鉛直29層),海底地形をより正確に再現できたことによる.深層での流れを調べるため,標識粒子を投入してその移動を調べた.深層水の起源とされるグリーンランド沖やウェッデル海に投入した標識粒子の一部は北太平洋の深層に達することが確かめられた.最も速い粒子の移動に要する時間は200年程度であり,化学トレーサーなどからの数千年という推定とは異なるが,主に混合・拡散の効果をモデルでは無視しているためであり,今後の課題である.標識粒子により同定された深層水の移動経路などを今後,観測などと比較し,その確からしさなどを把握する必要もある.なお,モデル計算と合わせて,日本東方域の流速観測・CTD観測データなどの解析も行い,伊豆小笠原海溝における北上・南下の流れを明らかにした.流速観測では局所的な地形の効果は明瞭である一方,CTD観測では水塊の性質が均一化されているため,循環がわかりづらい.これらをモデルと合わせることで深層循環に関する理解を深めることができよう.本年度は,研究の第1年目として,まず,数値モデルの入力となるデータセットの整備を行なった.水平解像度は緯度・経度ともに0.5度とし,鉛直には深層部分で250m厚となる29層を取る.大循環に関わる海洋構造を再現するには十分な解像度であり,一方で,計算機の記憶容量も500Mバイトを越えることから,妥当なものと考えている.モデルでは,地形,海上風応力,水温・塩分の3つを入力データとして必要とする.観測データを編集して作られたデータセットもうち1よく使われるものは地形は5分,風は2度,水温・塩分は1度の解像度である.特に風は海洋循環にとり値そのものよりもその勾配の方が重要であることから,今回はスプライン補間により2度データを0.5度格子へ割りふった.実際の数値計算も行っており,計算自体に特に問題は見られない.現在,モデル中の不確定要素であるいくつかのパラメータに関してケーススタディを行い,その最適と思われる値を探しているところである.また,計算結果の応用として,日本ウナギの産卵場所を調べるため,うなぎの稚魚をpassiveなフロートと考え,過去に報告者が計算した流速場によりラグランジュ的な追跡を行った.日本沿岸に至る稚魚は北赤道海流域に分布していたことが確かめられたが,モデルの解像度などの点から定量的には問題点も多いことがわかった.これらは来年度行う高解像度のモデルでは解消されると期待できる.2年計画の最終年であり,診断モデルによりLevitus et al.(1994)による水温・塩分データセットから流速場を計算した.モデルは全体として観測などによる海洋循環像をよく再現する.1991年に行った結果を比較しても,モデルのエラーは小さくなった.水温・塩分データ(Levitus,1981)が更新され,精度が向上したことやモデルの解像度を高めた(水平2度,鉛直15層から水平0.5度,鉛直29層),海底地形をより正確に再現できたことによる.深層での流れを調べるため,標識粒子を投入してその移動を調べた.深層水の起源とされるグリーンランド沖やウェッデル海に投入した標識粒子の一部は北太平洋の深層に達することが確かめられた.最も速い粒子の移動に要する時間は200年程度であり,化学トレーサーなどからの数千年という推定とは異なるが,主に混合・拡散の効果をモデルでは無視しているためであり,今後の課題である.標識粒子により同定された深層水の移動経路などを今後,観測などと比較し,その確からしさなどを把握する必要もある.なお,モデル計算と合わせて,日本東方域の流速観測・CTD観測データなどの解析も行い,伊豆小笠原海溝における北上・南下の流れを明らかにした.流速観測では局所的な地形の効果は明瞭である一方,CTD観測では水塊の性質が均一化されているため,循環がわかりづらい.これらをモデルと合わせることで深層循環に関する理解を深めることができよう.