hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
骨粗鬆症患者の骨強度を高精度で臨床上実用的に評価できる方法の確立

東京大学医学部附属病院の各診療科において十分なインフォームドコンセントおよび東京大学医学部倫理委員会、各診療科、および患者遺族の承認のもとに収集した椎体の凍結標本を用いた実証実験を行った。骨強度評価用有限要素ソフトウエアの精確性の検証を行った。骨標本を骨量ファントムとともにCT撮影を行い、画像データをコンピュータに転送し、3次元有限要素モデルを作成した。標本を荷重試験機によって椎体軸方向に荷重負荷し、骨に貼付した歪ゲージから荷重値に対応した歪を求め、骨破断強度も求めた。骨折後の椎体に対して、マイクロCTを撮影し骨折部位の詳細を検証した。一方、椎体有限要素モデルへ仮想的な荷重負荷(圧縮実験で行った条件と合わせた)し,解析モデル上で応力と歪、骨折危険領域を計算した。骨折危険領域が表示される最小荷重を求め、予測骨折荷重とした。各標本の解析データと、実験データを比較し,強度解析法の精度を検証した。結果は、最小主ひずみ、骨折荷重は、r=0.9程度と高い相関を得ることができた。骨折部位も予測可能であった。これは、2004年の50th Annual meeting of Orthopaedic Research societyで報告を行った。今年度、大腿骨頚部骨折を受傷した患者に対し、十分なインフォームドコンセントのもとに骨折受傷後1週間以内に非骨折側の大腿骨のCT画像収集を進めた。非骨折側の大腿骨に対し,強度予測評価を行った。片脚起立条件、側方条件ともに非骨折者の大腿骨頸部の予測強度と比較すると、低い結果となった。また、骨折型に関しても、立位条件において頚部に骨折が予測され、側方転倒する条件では、転子部または頚部に骨折が予測された。この成果は、Journal of orthopaedic Scienceへ報告を行った。H14年度中は臨床症例のCT画像を利用し,改良中の骨強度解析ソフトウェアを用い,実際大腿骨頚部骨折を起こした患者4人の非骨折側の大腿骨頚部と健常人1人の大腿骨頚部に対し,片脚起立時と転倒時の姿勢を模擬した荷重拘束条件下で,それぞれの強度及び骨折危険領域の評価を行った。その結果,患者群では,200kg強の荷重量で片脚起立時、転倒時とも大腿骨頚部で骨折が予想されたのは3人で,片脚起立時では大腿骨頚部、転倒時では大腿骨転子部で骨折が予想されたのが1人であった。健常人の解析では大腿骨頚部に骨折が生じたが,必要な荷重量は患者群の3倍であった。臨床上いわゆる大腿骨頚部骨折は大腿骨の頚部か転子部かに起こる。本研究の方法による解析結果はすべて臨床上実際に生じる現象と一致した。また骨折の発生に必要な荷重量は日常生活中に大腿骨にかかる荷重量からみて合理的な量であり,本研究で得た結果は信頼できるものと考える。来年度以降は計画に則り上記結果をさらに分析し,予備実験後にヒト骨標本を利用した実証実験をおこなう予定である。また,H14年度内には,骨強度がやや低い延長骨の骨強度についても本法で解析検討した。体重量荷重時における延長脛骨の重要な力学的特性である主歪とヤング率を計算し,同一患者の健側骨のデータと比較検討した。またソフトウェア上で擬似3点曲げ試験も延長骨と同一患者の健側骨で比較検討した。その結果、延長骨の主歪は健側のより大きく,ヤング率は健側のより小さかった。すなわち,延長骨の骨強度は健側のより小さかった。擬似3点曲げ試験の結果も同様であった。しかし時間とともに延長骨の骨特性は健常骨に近づいていった。これらの結果はX線写真等の臨床上の現象と一致していた。本研究で開発中の骨強度解析ソフトウェアは骨粗鬆症患者だけでなく,他の疾患で骨強度の低い患者にも応用できると思われる。H15年度は、大腿骨近位部骨折を受傷した患者の非骨折側の大腿骨のCT画像収集を進めた。12名の大腿骨近位部骨折患者の非骨折側の大腿骨に対し,強度評価を行った。強度評価方法は、片脚起立時の条件を模擬した荷重・拘束条件、側方に転倒する条件と後側方に転倒する条件を模擬した3種類の荷重・拘束条件を利用した。それぞれの荷重・拘束条件に対して強度及び骨折危険領域の評価を行った。結果、骨折荷重は、片脚起立条件よりも転倒条件で有意に小さくなった。側方に転倒する条件よりも後側方に転倒する条件で、骨折荷重は小さくなった。骨折部位に関しては、片脚起立条件ではすべて頚部に骨折が予測され、後側方に転倒する条件で、すべて転子部に骨折が予測された。荷重方向により、骨折部位が変わると言うことが明らかとなった。骨強度ソフトウエアは、強度評価だけではなく、骨折の受傷機序等の解明に貢献する可能性を示すことができた。今後、ヒト骨標本を利用した実証実験をおこなう予定である。実証実験用の治具を作成し、その治具の性能、実験法の確認のため、実証試験用の模擬大腿骨を使用し、圧縮実験を行った。結果は、骨強度、表面のひずみに関して、実験値と解析値は高い相関が見られることが明らかとなった。また、骨折部位に関しても、シミュレーション上予測された位置に現れた。治具の性能、実験法に特に問題は見られなかった。

また、上記の検討作業と同時に、東京大学医学部附属病院の各診療科において十分なインフォームドコンセントおよび東京大学医学部倫理委員会、各診療科、および患者遺族の承認のもとに、大腿骨の死体骨凍結標本の収集を行っている。東京大学医学部附属病院の各診療科において十分なインフォームドコンセントおよび東京大学医学部倫理委員会、各診療科、および患者遺族の承認のもとに収集した椎体の凍結標本を用いた実証実験を行った。骨強度評価用有限要素ソフトウエアの精確性の検証を行った。骨標本を骨量ファントムとともにCT撮影を行い、画像データをコンピュータに転送し、3次元有限要素モデルを作成した。標本を荷重試験機によって椎体軸方向に荷重負荷し、骨に貼付した歪ゲージから荷重値に対応した歪を求め、骨破断強度も求めた。骨折後の椎体に対して、マイクロCTを撮影し骨折部位の詳細を検証した。一方、椎体有限要素モデルへ仮想的な荷重負荷(圧縮実験で行った条件と合わせた)し,解析モデル上で応力と歪、骨折危険領域を計算した。骨折危険領域が表示される最小荷重を求め、予測骨折荷重とした。各標本の解析データと、実験データを比較し,強度解析法の精度を検証した。結果は、最小主ひずみ、骨折荷重は、r=0.9程度と高い相関を得ることができた。骨折部位も予測可能であった。これは、2004年の50th Annual meeting of Orthopaedic Research societyで報告を行った。今年度、大腿骨頚部骨折を受傷した患者に対し、十分なインフォームドコンセントのもとに骨折受傷後1週間以内に非骨折側の大腿骨のCT画像収集を進めた。非骨折側の大腿骨に対し,強度予測評価を行った。片脚起立条件、側方条件ともに非骨折者の大腿骨頸部の予測強度と比較すると、低い結果となった。また、骨折型に関しても、立位条件において頚部に骨折が予測され、側方転倒する条件では、転子部または頚部に骨折が予測された。この成果は、Journal of orthopaedic Scienceへ報告を行った。
回転円筒水槽実験による気象力学の実験室シミュレーション

ここ数十年の間に、対流のラグランジュ運動の研究は、流体力学特に気象学や海洋学において基本的に重要であることが確認されてきた。しかし、現在まで実験室でそれを研究しようとする試みは少ない。大気力学に関して、大気大循環を実験室で再現する回転円筒水槽実験において定常傾圧波の流体粒子のラグランジュ運動の実験的観測を行った。暗室で螢光物質の微粒子に紫外線を当て、我々が独自に開発した回転二重円盤実験台の観測用円盤を1個の微粒子を追って回転させる事により微粒子を含む水平・垂直断面をビデオカメラで記録する方法で3次元的追跡を可能にした。この研究で科学研究費補助金を受けた1年目(平成7年度)には、水中に長時間浮遊する粒子の製作方法を確立し、すでに延べ10時間以上の浮遊粒子の追跡に成功した。実験結果は物理学会、気象学会、流体力学会、可視化情報学会で報告され、又論文としても近々発表される。この実験結果の一部は、菅田・余田による数値計算結果に近いが、信頼できる結論を出すにはまだ観測時間が不足している。特に一回の実験で10時間以上の連続追跡が必要であることが分かった。新しい発見としては、波数の異なる定常傾圧波の観測からラグランジュ運動の特徴が波数に強く依存していることが分かったことである。このことは、波数によって水平方向の熱輸送のメカニズムが異なることを示しており、気象学の上で極めて重要な意味がある。2年目の平成8年度には、長時間実験を可能にするため、パソコンを用いた自動追跡システムを完成し、又スリ-テックデイビス社の協力を得て染料カプセルを試作しそれをトレーサー粒子として用いることを可能にした。今後はどの様な物理的条件で長時間観測を行うかを再検討してから実験を行う計画である。気象研・菅田氏、京都大学地球物理・余田氏及び東大海洋研・木村氏との議論と地球物理図書及び東大海洋研図書における資料収集により気象・海洋学におけるカオス的解析さらに実験データからリアプノフ数・フラクタル次元の計算法を調べた。これから行う長時間追跡実験のデータの解析においてこの成果を生かしていく予定である。ここ数十年の間に、対流のラグランジュ運動の研究は、流体力学特に気象学や海洋学において基本的に重要であることが認識されてきた。実験方法としては、2次元回転流体内におけるラグランジュ運動の観測がSolomon et alによってなされたが、3次元ラグランジュ運動の観測を行っているのはこの研究が世界的に初めてである。実験結果の一部はすでに解析も終わり、その結果は物理学会と気象学会で発表され、又論文として投稿中である。

これまでの実験結果は、菅田・余田による数値計算結果に近いが、信頼できる結果を出すにはまだ観測時間が不足している状態である。特に一回の実験で10時間以上の連続追跡が必要であることが分かった。新しい発見としては、波数の異なる定常傾圧波の観測からラグランジュ運動の特徴が波数に強く依存していることが分かったことである。このことは、波数によって水平方向の熱輸送のメカニズムが異なることを示しており、気象学の上で極めて重要な意味がある。気象研・菅田氏、京都大学地球物理・余田氏及び東大海洋研・木村氏との議論と地球物理図書及び東大海洋研図書における資料収集により気象・海洋学におけるカオス的解析さらに実験データからリアプノフ数・フラクタル次元の計算法を調べた。平成8年度に行う予定の実験データの解析においてこの成果を生かしていく予定である。ここ数十年の間に、対流のラグランジュ運動の研究は、流体力学特に気象学や海洋学において基本的に重要であることが認識されてきた。しかし、現在まで実験室でそれを研究しようとする試みは少ない。大気力学に関して、大気大循環を実験室で再現する回転円筒水槽実験において定常傾圧波の流体粒子のラグランジュ運動の実験的観測を行った。暗室で螢光物質の微粒子に紫外線を当て、我々が独自に開発した回転二重円盤実験台の観測用円盤を1個の微粒子を迫って回転させる事により微粒子を含む水平・垂直断面をビデオカメラで記録する方法で3次元的追跡を可能にした。この研究で科学研究費補助金を受けた1年目(平成7年度)には、水中に長時間浮遊する粒子の製作方法を確立し、すでに延べ10時間以上の浮遊粒子の追跡に成功した。実験結果は物理学会、気象学会、流体力学会、可視化情報学会で報告され、又論文としても近々発表される。この実験結果の一部は、菅田・余田による数値計算結果に近いが、信頼できる結論を出すにはまだ観測時間が不足している。2年目の平成8年度には、長時間実験を可能にするため、パソコンを用いた自動追跡システムを完成し、又スリ-テックデイビス社の協力を得て染料カプセルを試作しそれをトレーサー粒子として用いることを可能にした。今後はどの様な物理的条件で長時間観測を行うかを再検討してから実験を行う計画である。これから行う長時間追跡実験のデータの解析においてこの成果を生かしていく予定である。
ナノドラッグデリバリーシステムと分子イメージングを融合させた新規IVR治療の開発

1.小動物へのIVR技術を有効に実施できるために、これまで実施してきたIVR手技と小動物の肝臓の血管解剖について詳細に検討し、肝動脈の径と体重とに相関関係があること、腫瘍移植をする際は、肝の左葉に実施することが望ましいことを報告した。2.前年度に実施したmicrosphereの分布と抗がん剤の分布について、mass spectrometryの画像技術を用いて、腫瘍内の分布、濃度を評価した。大きなmicrosphereを用いた場合、3日後に抗がん剤濃度が高くなるが、小さなmicrosphereを用いた場合は、7日後に抗がん剤濃度が高くなることが示された。現在、1については論文化できており、2については、作成中である。引き続いて、ナノ粒子の毒性についての検討も実施している。論文化も進み、現在継続して実験を継続している。Microsphereと抗がん剤の分布について検討したデータの論文作成を行う。ナノ粒子の肝動注療法における有用性は示せているため、毒性についての詳細な検討が必要となることから、肝腫瘍モデルラットを用いて、毒性について検討していく。1)ラット肝細胞癌モデルの作成肝細胞がんN1S1株細胞を培養し、がん細胞をSprague-Dawley(SD)ラットの肝臓に移植する。腫瘍作成の確認を1週間後に開腹下あるいは超音波で確認する。腫瘍が約10mm程度の成長することを確認した時点で腫瘍モデル作成の完成とした。2)すでに確立しているIVR技術を用いて肝腫瘍に対して超選択的に血管塞栓術を実施した。塞栓剤として40-60μmと70-150μmの2種類の大きさのmaicrosphereを用いて実施し、その腫瘍内、肝実質内における分布を確認した。40-60μm群においては、70-150μm群と比べて有意に腫瘍内に分布していることが確認できた。腫瘍壊死についても40-60μm群に置いて高いことが確認できた。ラット肝細胞癌モデルが予定通り作成できたこと、IVR手技がすでに確立できていたことから順調に手技が施行できた。使用したmicrosphereも入手が可能であったことから予定通り実施可能であった。1年目は予定通り順調に進行できたが、画像評価としては、まだ不安定な状態である。対策としては、画像の安定した施行と評価方法、パラメータの決定が必要と成る。また、病理組織標本の作成、評価方法についても同様に未実施であり、今年度は画像、病理組織に関しての手技確立を目指していくこととする。ラット腫瘍モデル作成において動物、細胞購入に予算が必要であった。IVR手技を実施するにあたっての道具などにも予算が必要であった。
各種担子菌に共通する子実体形成制御因子類の同定とそれらの機能

昨年度に引き続き、変異体の詳細な表現型解析を行った。それら変異体は(1)菌糸塊形成すら観察できないもの(2)菌糸塊形成途中で形態形成が停止するもの(3)形態形成誘導プロセスが異常であるもの、以上の3種類に分類できた。特に(1)に分類された変異体の多くは、クランプ形成・核移動や無性胞子形成など、キノコ発生(有性生殖)上流に位置する交配型決定因子シグナルが関わる現象に影響が出ていることが観察された。また大多数の変異体において、キノコ発生と関連があると考えられている培地の褐色化に影響が出ていることが観察された。個別の原因遺伝子をみてみると、他の生物種と比較してキノコでのみ遺伝子構造が特殊であったり、その変異体の表現型などが酵母や他の糸状菌における過去の知見と一致しないものが多い。このことは、これら遺伝子が担子菌キノコ(真正担子菌)特有の生命現象に関わるようになったと同時に、その他の機能・役割も大きく変化していることを示唆する。今後は、これらの変異体を利用したキノコ発生誘導時における比較プロテオーム・ジェノミクス解析が計画されている。同時に、昨年度世界に先駆けて実現させたヒトヨタケにおける相同組み換え法をさらにブラッシュアップさせることを試みた。結果、Ku70ホモログをコードする遺伝子の破壊株取得に成功した。この株を用いれば、例外を除き最低60%の頻度で相同組み換え株の取得が可能となった。結論として、この研究課題より得られた知見を食用キノコに当てはめることで、遺伝子工学によるキノコの研究開発を実現するための基盤が整ったと考えられる。採用1年目である昨年度は、特別研究員として採用された研究課題(各種担子菌に共通する子実体形成制御因子類の同定とそれらの機能)を行う上での前提となる事項に関しての調査・検討を行った。シイタケで子実体形成過程初期において著しく転写発現が活発化することが報告されている遺伝子を約10種類選び出し、それらがヒトヨタケにおいてもシイタケと同様の転写発現パターンを示すかを調べた。その結果、ヒトヨタケにおいても大部分の遺伝子の転写発現は、劇的な子実体形態形成がおこる原基形成時または子実体成熟過程の初期で顕著に活発化することが認められた。さらに、子実体形成に深く関与する環境ストレスである光(青色波長)によって、これら遺伝子の転写発現が誘導されることがシイタケとヒトヨタケで同様に確認された。以上の結果からは、少なくともシイタケとヒトヨタケで共通して子実体形成に関わる転写発現調節機構が存在することが示唆された。次に、転写発現を調べた遺伝子の中で、シイタケにおいてLe.CDC5の標的遺伝子として分離されていたctg1遺伝子がシイタケ・ヒトヨタケにおいて共通して子実体の形態形成(柄の伸張)に関わることがヒトヨタケにおける分子遺伝学的実験から示唆された。以上のことからは、共通して子実体の細胞増殖・形態形成に関わる遺伝子の存在することが示唆された。以上の結果を踏まえると、担子菌キノコに共通する子実体形成の分子メカニズムが存在する可能性が強く示され、研究課題の方針で引き続き研究を進めて行くことの有効性が示された。昨年度に引き続き、シイタケとヒトヨタケで類似した転写発現制御を受けていた遺伝子を複数個選び、ヒトヨタケを利用したプロモーター解析とその比較を試みたが、様々な要因が絡み現段階では実用不可能な実験系であった。この問題点の解決のためには、担子菌キノコ(特にヒトヨタケ)では今まで成功例のない相同組み換えを実現させることが必要であると考えた。アカパンカビにおける高頻度相同組み換え実現例を参考にして、Ku70, DNA ligase 4をコードする遺伝子をRNAiにより抑制した株を作成し、形質転換法を検討することで最大20%程度の相同組み換えを実現した。しかし、遺伝子によっては相同組み換え頻度が低く、まだ条件検討も十分でない。今後はキノコにおける相同組み換え法をブラッシュアップし、併せて上記の候補遺伝子のプロモーター比較ならびに破壊・改変を可能にする実験システム構築を目指す。同時に、今年度からキノコの遺伝学では最高水準の技術・業績をもつ鎌田堯教授の研究室に移動したことを活かすため、ヒトヨタケにおいてキノコ発生不全を引き起こす原因遺伝子を多数特定した。この変異体の表現型とその原因遺伝子からは、今まで各種研究により示唆されていた形態形成の分岐制御に関わるシグナル、色素合成との関連などに迫る糸口が見えてきた。同時に、同定した原因遺伝子の中には、担子菌キノコで特徴的に進化している遺伝子も多数みられたり、他の糸状菌・酵母での知見と合致しない結果も得られた。このことからは、キノコ発生に関わる経路は、過去の知見を当てはめるだけでは理解できないものであることが示唆された。

個別の原因遺伝子をみてみると、他の生物種と比較してキノコでのみ遺伝子構造が特殊であったり、その変異体の表現型などが酵母や他の糸状菌における過去の知見と一致しないものが多い。このことは、これら遺伝子が担子菌キノコ(真正担子菌)特有の生命現象に関わるようになったと同時に、その他の機能・役割も大きく変化していることを示唆する。今後は、これらの変異体を利用したキノコ発生誘導時における比較プロテオーム・ジェノミクス解析が計画されている。同時に、昨年度世界に先駆けて実現させたヒトヨタケにおける相同組み換え法をさらにブラッシュアップさせることを試みた。結果、Ku70ホモログをコードする遺伝子の破壊株取得に成功した。この株を用いれば、例外を除き最低60%の頻度で相同組み換え株の取得が可能となった。結論として、この研究課題より得られた知見を食用キノコに当てはめることで、遺伝子工学によるキノコの研究開発を実現するための基盤が整ったと考えられる。
中英語による異界夢文学の翻訳及び写本図像との比較研究

(1)中英語による異界夢文学の邦訳等研究期間中に中英語による異界夢文学の翻訳を行った。邦訳を行ったのは、主としてThe Vision of Paul, St.Patrick's Purgatory,そしてThe Vision of Tundaleである。この内、後者2作品については、研究報告書(冊子)に全訳を掲載した。この2作品は中世の夢文学を代表する作品であり、共通する内容を有することから、中世庶民の異界に対する観念を把握することができた。邦訳作業を進めるうえで、特に、気がついたことは上記作品と聖書記述との関連である。両者の関連は、邦訳の註に指摘した。今後は、更に他の作品の研究を継続し、聖書(聖典、外典、偽典)との関連を調査する予定である。(2)研究報告書作成及び学会口頭発表研究報告書作成に及んで、13年度、イギリス大英博物館やオックスフォード大学のボドレイアン図書館等で行った異界研究書の調査、ならびに関連する諸写本における図像の掲載状況の調査結果をまとめた。また、図像の35mmスライドフィルムを海外より入手し、邦訳した作品の記述との比較検討を試みた。特に図像との比較は、文献のみでは理解が及ばない色彩や異界のイメージを視覚的に把握するのに役立ち、記述内容のより深い理解に役立った。また、研究成果の一部を勤務校の研究紀要に掲載し、更に、平成15年5月には、日本英文学会の全国大会にて口頭発表(題目:夢文学2作品の楽園描写における'joye'について)を行った。発表後、フロアから貴重な質問や助言を得ることができ、今後の研究に生かしたいと思う。平成13年度研究報告(1)中英語による異界夢文学の邦訳The Vision of Paulについては、中英語版による翻訳に先立って、原文であるラテン語から現代英語に訳された散文をインターネットから入手し、とれを邦訳することで原文の内容を確認した。来年度は、ラテン語原文とは内容がかなり異なる中英語の文献を翻訳する予定である。St. Patrick's Purgatoryについては、既に邦訳を終えた。特に中英語における'red gold'という語句について、諸種の論文を通じて、現代とは異なる中世的色彩感覚について新たな知見を得た。The Vision of Tundaleについては、およそ半分の試訳を終えた。来年度も継続して、翻訳の草稿を作成する。(2)海外における文献調査本年度の夏期休暇中に、本科学研究費補助金の海外出張旅費を利用して、イギリス大英図書館やオックスフォード大学のボドレイアン図書館等にて異界夢文学の諸写本の実地調査や国内では入手できない異界研究文献を調査した。写本調査では、Robert Easting(1997)が挙げる7つの夢文学の写本を出来る限り多く閲覧し、図像の掲載有無を確認した。特に聖人列伝の写本内に描かれた図像は、中世における聖人のイメージを把握するのに極めて有益と思える。来年度は、調査報告を作成する予定である。平成14年度研究実績(1)中英語による異界夢文学の邦訳等本年度は、昨年度に引き続き異界夢文学の翻訳を行った。昨年度と本年度にかけて、邦訳を行ったのは、主としてThe Vision of Paul, St.Patrick's Purgatory,そしてThe Vision of Tundaleである。しかし、原文の語句ついては、まだ詳細な検討が必要であり、本年度以降も研究を継続する予定である。(2)研究報告書作成及び学会口頭発表研究書作成に及んで、昨年度、イギリス大英博物館やオックスフォード大学のボドレイアン図書館等で行った異界研究者の調査、ならびに関連する諸写本における図像の掲載状況の調査結果をまとめた。

また、図像の35mmスライドフィルムを海外より入手し、邦訳した作品の記述との比較検討を試みた。特に図像との比較は、文献のみでは理解が及ばない色彩や異界のイメージを視覚的に把握するのに役立ち、記述内容のより深い理解に役立った。また、研究成果の一部を勤務校の研究紀要に掲載し、更に、平成15年5月には、日本英文学会の全国大会にて口頭発表する予定である。口頭発表については、既に採択の連絡を受けている。
立木段階におけるスギ材質予測モデルの開発

本年度の研究実績は以下の通りである.1.昨年度に引き続き,木材学会誌,木材工業,林学会誌等を対象にスギの材質に関わる様々な文献およびデータを収集・整理し,電子情報化をすすめた.また海外で進められている材質モデルの作成に関する研究情報を収集し,電子情報化した.2.森林科学分野で進行中のシステム収穫表に基づいた人工林管理支援システムの開発状況およびプログラム内容について調査を行い,木材材質モデルとの連携を図る際の課題等について検討した.3.昨年度に引き続き,大分県湯布院町のスギ品種試験地から得られた27品種を対象に,成長,生材含水率,材色,容積密度,丸太の動的ヤング率,無欠点試験片の力学的性質について調べ,材質モデル作成のための基礎データを得た.4.昨年度に引き続き,大分県九重町にあるスギ品種植栽密度試験地から得られた6品種を対象に,成長,生材含水率,材色,容積密度,丸太の動的ヤング率,無欠点試験片の力学的性質について調べ,材質モデル作成のための基礎データを得た.5.分担者と今年度の研究報告および研究報告書作成に関する打合せを行った.本年度の研究実績は以下の通りである.1.昨年度に引き続き,木材学会誌,木材工業,林学会誌等を対象にスギの材質に関わる様々な文献およびデータを収集・整理し,電子情報化をすすめた.また海外で進められている材質モデルの作成に関する研究情報を収集し,電子情報化した.2.森林科学分野で進行中のシステム収穫表に基づいた人工林管理支援システムの開発状況およびプログラム内容について調査を行い,木材材質モデルとの連携を図る際の課題等について検討した.3.昨年度に引き続き,大分県湯布院町のスギ品種試験地から得られた27品種を対象に,成長,生材含水率,材色,容積密度,丸太の動的ヤング率,無欠点試験片の力学的性質について調べ,材質モデル作成のための基礎データを得た.4.昨年度に引き続き,大分県九重町にあるスギ品種植栽密度試験地から得られた6品種を対象に,成長,生材含水率,材色,容積密度,丸太の動的ヤング率,無欠点試験片の力学的性質について調べ,材質モデル作成のための基礎データを得た.5.分担者と今年度の研究報告および研究報告書作成に関する打合せを行った.本年度の研究実績は以下の通りである.(1)木材学会誌,木材工業,林学会誌等を対象にスギの材質に関わる様々な文献およびデータを収集・整理し,電子情報化した.(2)現在開発が進められているスギを対象にした人工林管理支援システムについて,開発を手がけている研究者を訪問し,モデル開発の基礎を学ぶとともに,それらのシステムに本研究で開発予定の材質モデルを組み込むための課題等について議論した.(3)愛媛大学米野々演習林,宮崎大学田野演習林に試験植栽されている同一クローンのスギ精英樹100本(30年生)を対象に,各試験木の伸長・肥大成長・樹冠量の測定を行なった後,伐倒し,応力波伝播速度と固有振動数による丸太の動的ヤング率の測定を行ない,成長等との関係を検討した.その結果,肥大成長および樹冠量と動的ヤング率との間には密接な関係が認められないこと,スギの動的ヤング率は品種固有の値をもつことが明らかになった.なお,その一部は林学会九州支部で報告した.さらに,現在,各試験木の胸高部位から円板を採取し,基礎材質(材密度,ミクロフィブリル傾角,仮道管長,辺・心材含水率,心材率,未成熟材率,年輪構造),無欠点材による力学的性質の測定を行なっている.(4)異なる植栽密度(1000本/ha4000本/ha)に試験植栽された大分県湯布院町および九重町にあるスギ品種試験地において,各植栽密度あたり30本の試験木を採取し,成長状況の調査を行なうとともに,応力波伝播速度と固有振動数による丸太の動的ヤング率の測定を行なった.現在両者の関係について解析中である.(5)研究分担者と次年度の研究計画について打合せを行った.本年度の研究実績は以下の通りである.1.昨年度に引き続き,木材学会誌,木材工業,林学会誌等を対象にスギの材質に関わる様々な文献およびデータを収集・整理し,電子情報化をすすめた.また,海外で進められている材質モデルの作成に関する研究情報を収集し,電子情報化した.2.森林科学分野で進行中のシステム収穫表に基づいた人工林管理支援システムの開発状況およびプログラム内容について調査を行い,木材材質モデルとの連携を図る際の課題等について検討した.3.昨年度調査した愛媛大学米野々演習林,宮崎大学田野演習林に試験植栽されている同一クローンのスギ精英樹100本(30年生)から得られた成長および動的ヤング率データの解析を行い材質モデルの試作を行った.また大分県湯布院町のスギ品種試験地と大分県九重町のスギ品種植栽密度試験地に生育するスギ品種をMuPS法による品種同定を行い,各品種の立木200本から得られた動的ヤング率データをもとに材質モデルの試作を進めた.4.上記両実験において採取した円板をもとに樹幹解析および基礎材質(材密度,ミクロフィブリル傾角,仮道管長,辺・心材含水率,心材率,未成熟材率,年輪構造)の測定を行い,成長と基礎材質との関係について解析し,基礎材質には品種(遺伝子型)の影響がきわめて大きいこと,品種によって成長と基礎材質の相関関係の強さが異なることなどを確認した.

5.分担者と今年度の研究成果の報告および次年度の研究計画に関する打合せを行った.1.昨年度に引き続き,木材学会誌,木材工業,林学会誌等を対象にスギの材質に関わる様々な文献およびデータを収集・整理し,電子情報化を図った.また海外で進められている材質モデルの作成に関する研究情報を収集し,電子情報化を図った.2.システム収穫表に基づいた人工林管理支援システムと木材材質モデルとの連携を構築するうえで生じると考えられる課題等について検討した.3.昨年度に引き続き愛媛大学米野々演習林,宮崎大学田野演習林に試験植栽されている同一クローンのスギ精英樹100本(30年生)および大分県湯布院町のスギ品種試験地に植栽されたスギ品種200本,さらには過去に得られたデータをもとに成長および動的ヤング率データの解析を行い材質モデルの試作を行った.4.大分県九重町のスギ品種植栽密度試験地から得られたスギ4品種を対象に成長と基礎材質(材密度,ミクロフィブリル傾角,仮道管長,心材・辺材含水率,心材率,未成熟材率,年輪構造)の測定を行い,植栽密度の影響よりも品種(遺伝子型)の影響がきわめて大きいこと,品種によって成長と基礎材質との関係が若干異なることを明らかにした.それらをふまえスギの材質モデル構築には品種の同定をいかに実施するかがきわめて重要であることを指摘した.5.分担者と今年度の研究経過報告および本研究課題のとりまとめについて協議し,研究成果報告書を作成した.
心異所性脂肪は日本人の動脈硬化リスクか？：住民コホート７年間の追跡に基づく検討

本研究は、我が国で初めて一般住民における心臓周囲脂肪(Pericardial fat)の分布の実態、関連要因および潜在性動脈硬化指標との関連を横断的・縦断的に検討したものである。Pericardial fatはBody Mass Index、腹囲、内臓脂肪面積等の肥満指標および中性脂肪と正に、HDLコレステロール値と負に相関した。またPericardial fatは経年的に増加し、特に心筋梗塞既往者で増加の程度が大であった。喫煙状況はベースラインのPericardial fat値と弱い関連を示すのみであったが、経年増加の程度は喫煙者で大であった。飲酒習慣との関連は認められなかった。本研究は、詳細な潜在性動脈硬化関連指標・危険因子測定を実施している日本人一般住民の前向きコホートに、新たに心臓マルチスライスCTによる心臓周囲脂肪(Pericardial fat)の測定を加えることにより、米国人と異なり肥満が少ない日本人におけるPericardial fat分布の実態・関連要因・および潜在性動脈硬化指標との関連を、横断的・縦断的に明らかにしようとするものである。本年度は以下を行った。1)ベースライン調査時Pericardial fatの評価用画像データベース作成平成12年-17年に心臓マルチスライスCT測定を実施した対象者約1,300名のうち、平成22年-24年にフォローアップ調査に参加した600人について、ベースライン時のPericardial fat評価に必要な部分のCT画像に関する画像電子データベースを作成した。2)ベースライン調査時Pericardial fatの定量的評価米国のMESA研究(米国のmulti-ethnic populationおいて実施されている潜在性動脈硬化に関する大規模疫学調査)等におけるPericardial fat測定を統括するなど、Pericardial fatの測定のエキスパートであるHarbor UCLAMedical CenterのBudoff教授にPericardial fat測定を委託し、のべ445人についての測定を実施した。次年度以降は、フォローアップCT測定およびPericardial fat測定を継続するとともに、中間時点のデータベースを完成させ、Pericardial fat分布の実態・関連要因・および潜在性動脈硬化指標との関連について予備的分析を実施する予定である。1)フォローアップ調査時Pericardial fatの定量的評価平成12年-17年に心臓マルチスライスCT測定を実施した対象者約1,300名のうち、平成24年-25年にフォローアップ調査に参加した401人について、フォローアップ時のPericardial fat測定を実施した。Pericardial fatの測定は前年度に引き続き、米国のMESA研究(米国のmulti-ethnic populationおいて実施されている潜在性動脈硬化に関する大規模疫学調査)等におけるPericardial fat測定を統括するなど、Pericardial fatの測定のエキスパートであるHarbor UCLAMedical CenterのBudoff教授にPericardial fat測定を委託し実施した。2)ベースライン調査データベースの構築、および中間解析前年度・前前年度に測定したベースライン時のPericardial fat測定結果を、既存の本調査のデータベースと統合し、ベースライン調査データベースを構築した。これを用いて、Pericardial fat分布の実態、他の肥満指標・生活習慣・潜在性動脈硬化指標との関連について中間解析を実施した。1)フォローアップ調査時Pericardial fatの定量的評価平成12年-17年に心臓マルチスライスCT測定を実施した対象者約1,300名のうち、平成22年-24年にフォローアップ調査に参加した330人について、フォローアップ時のPericardial fat測定を実施した。

2)ベースライン調査データベースの構築、および中間解析前年度に測定したベースライン時のPericardial fat測定結果を、既存の本調査のデータベースと統合し、ベースライン調査データベースを構築した。これを用いて、Pericardial fat分布の実態、他の肥満指標・生活習慣・潜在性動脈硬化指標との関連について中間解析を実施した。本研究は、詳細な潜在性動脈硬化関連指標・危険因子測定を実施している日本人一般住民の前向きコホートに、新たに心臓マルチスライスCTによる心臓周囲脂肪(Pericardial fat)の測定を加えることにより、米国人と異なり肥満が少ない日本人におけるPericardial fat分布の実態・関連要因・および潜在性動脈硬化指標との関連を、横断的・縦断的に明らかにしようとするものである。本年度は以下を行った。1)Pericardial fatの定量的評価:平成12年-17年に心臓マルチスライスCT測定を実施した対象者約1,300名のうち、平成22年-24年にフォローアップ調査に参加した150人について、フォローアップ時のPericardial fat測定を実施した。Pericardial fat測定は、前年度に引き続き、米国のMESA研究(米国のmulti-ethnic populationおいて実施されている潜在性動脈硬化に関する大規模疫学調査)等におけるPericardial fat測定を統括するなど、Pericardial fatの測定のエキスパートであるHarbor UCLAMedical CenterのBudoff教授に委託し、実施した。2)縦断データベースの構築および縦断的解析:平成23年-25年度に構築したベースライン調査データベースに、フォローアップ時のPericardial fat測定結果を統合し、縦断データベースを構築した。これを用いて、Pericardial fatの経年変化の実態を明らかにするとともに、他の指標との関連について縦断解析を行った。3)潜在性動脈硬化指標に関する横断的分析:Pericardial fatと関連する可能性がある潜在性動脈硬化指標について様々な分析を実施し、報告した。26年度が最終年度であるため、記入しない。医学26年度が最終年度であるため、記入しない。フォローアップ調査CT測定は順調に実施され、CT画像電子データベースについては当初の計画以上の速度で進行している。今年度予算の範囲で可能な最大数のPericardial fat測定も実施できた。フォローアップ調査CT測定は順調に実施されている。
機器導体部のプラズマCVD絶縁膜(C_xF_y高分子)によるSF_6ガス代替絶縁

本研究は地球温暖化ガスの一つとして使用量の削減が迫られているSF_6ガスに替わり、自然界にある窒素や酸素あるいは合成空気を用いることを前提とし、その代わり導体部に低誘電率・高絶縁耐力をもつアモルファスa-C:F膜を堆積することにより絶縁補強し、SF_6ガス絶縁と同程度あるいはそれ以上の絶縁耐力を得ようとすることである。膜原料に主としてC_8F_<18>を用い、本膜の物理・化学的特性、電気的特性、ならびにプラズマ中で生成される膜堆積プリカーサを調べるとともに、本膜を堆積した電極のガス絶縁特性を測定した。成果は以下のとおりである。1.Siならびにアルミニウム基板上への堆積速度は、100200nm/min以上で、在来原料のCF_4やC_2F_6に比べ数十倍以上の高堆積速度が得られた。3.C_8F_<18>RFプラズマの発光スペクトルと質量分析装置を用いて観測し、分解種;C_2、CF、CF_2、CF_3、CF_5等の存在を確認した。これらが膜堆積に寄与し、どの種が多く堆積されるかに依存してC/F比が決まるものと考えられる。4.本a-C:FをAl電極上に堆積し、N_2、ArとHeガスのパッセン曲線を測定したが、破壊電圧V_sはAl電極の場合に比べて低pd(気圧x電極間隙)領域で3倍程度上昇した。また、pd<20Torr・cmでは、SF_6のV_sよりも向上することが分かった。これらの結果は、本研究課題で取上げた方法が機器絶縁に大きく寄与することを示した。本研究は地球温暖化ガスの一つとして使用量の削減が迫られているSF_6ガスに替わり、自然界にある窒素や酸素あるいは合成空気を用いることを前提とし、その代わり導体部に低誘電率・高絶縁耐力をもつアモルファスC_xF_y(a-C : F)膜を堆積することにより絶縁補強し、SF_6ガス絶縁と同程度あるいはそれ以上の絶縁耐力を得ようとすることである。絶縁膜原料には、C_7F_<16>とC_8F_<18>(常温では液体で、蒸気圧は数数十Torr)を用い、LFプラズマCVD法により作成し、電気絶縁特性を評価すると同時にプラズマ相で生じた分解種と膜質の関係を調べる準備を整えた。1.本a-C : FをAl電極上に堆積したものを用いてN_2、ArとHeガスのパッセン曲線を測定したが、破壊電圧V_sはAl電極の場合に比べて低pd(気圧x電極間隙)領域で3倍程度上昇した。2.プラズマ相で生じた分解種とa-C : F膜の化学組成の関係を計測するシステムを構築し、予備実験を開始した。プラズマ条件が膜質に与える影響についての解明は、次年度の課題である。本研究は地球温暖化ガスの一つとして使用量の削減が迫られているSF_6ガスに替わり、自然界にある窒素や酸素あるいは合成空気を用いることを前提とし、その代わり導体部に低誘電率・高絶縁耐力をもつアモルファスC_xF_y(a-C:F)膜を堆積することにより絶縁補強し、SF_6ガス絶縁と同程度あるいはそれ以上の絶縁耐力を得ようとすることである。これまでの研究で、a-C:F絶縁膜原料に主としてC_8F_<18>(常温では液体で、蒸気圧は数数十Torr)を用い、本膜の物理・化学的特性ならびに電気的特性の概要を調べ発表してきた。本年度においてはプラズマ中で生成される膜堆積プリカーサを調べるとともに、本膜を堆積した電極のガス絶縁特性を測定した。1.C_8F_<18>

RFプラズマの発光スペクトルを観測し、分解種;C_2、CF、CF_2、を観測した。また、同時に質量分析装置でもこれらの種の他にCF_3とCF_5の存在を確認した。これらが膜堆積に寄与し、どの種が多く堆積されるかに依存してC/F比が決まり、膜の物理・電気特性に影響したものと考えられる。2.本a-C:FをAl電極上に堆積し、N_2、ArとHeガスのパッセン曲線を測定したが、破壊電圧V_sはAl電極の場合に比べて低pd(気圧x電極間隙)領域で3倍程度上昇した。また、pd<20Torr・cmでは、SF_6のV_sよりも向上することが分かった。これらの結果は、本研究課題で取上げた方法が機器絶縁に大きく寄与することを示唆した。
脊椎動物の共同繁殖モデルシステムとしてのタンガニイカ湖魚類の繁殖生態の解明

最終年度には,安房田,大田,守田の三名を調査地に3ヶ月間派遣し,それぞれ,共同繁殖種オルナータス,雄の繁殖多型種ビッタータス,ランプロロギニ族全体の精子競争の問題の解明にあたった。まず,今回の調査でオルナータスは,おそらく脊椎動物の中でも最も多様な婚姻形態をとる種であることがほぼ明らかになってきた。一夫一妻,一夫多妻,共同的一妻多夫,古典的一妻多夫,多夫多妻とこれまで知られるありとあらゆる婚姻形態が確認された。大きな個体が雄だけでなく,雌にも存在する事がカワスズメ科魚類のなかでも最も婚姻形態が多様であることの要因であると言える。雌が雄より優位に振舞える点そして社会の複雑性の点で,鳥類の繁殖では,ドングリキツツキの共同繁殖に類似している。精子競争や婚姻形態の成立過程だけではなく,共同繁殖での操作,雌雄の対立,相互利他主義という極めて興味深い問題の実験材料として優れた対象動物であることが明らかとなった。今後様々な実験系を組むことで,実証研究材料として研究の発展が期待される。また,カリノクロミスについては,大型雌が存在しないため,鳥類の共同繁殖としてはヨーロッパカヤクグリ型と言う事ができる。ここでは最優位個体は雄である。このように種によるちがいの輪郭が明らかになってきた。ビッタータスでは,雄の代替繁殖戦術は条件次第で大きく変わりうる事,大きな可変性を持つ事が明らかになった。また,パイレーツ雄やスニーカー雄の存在は,共同繁殖のα雄戦術,β雄戦術の基本型とも見なしうる。本族の分子系統解析から,Telmatochromis属とJulidochromis,Chalinochromis属は類縁関係が近い事がわかってきた。雄の代替繁殖寄生戦術と共同繁殖におけるα,β雄の起源は相同的である可能性が高いことも示唆された。本年度は,非血縁ヘルパーをともなう共同繁殖魚Chalinochromis brichardi(以下,カリノ)の長期継続観察のための基礎を確立した.すなわち,約80個体を含む調査区を設け,そのなかの各個体を識別し,その行動圏,サイズ,性について把握した.これらはそのまま調査区に戻しており,来年度以降も移動,死亡,成長などについて観察を継続する.今回設けた調査区では,カリノは雌雄ともに旧来の調査区のものより,サイズが大きく,それに伴い,β雄のサイズも大きく,一部は旧調査区のなわばり雄に匹敵するサイズのものも存在した.このことは,共同繁殖に参加する個体のサイズは相対的に決められていることを明白に示している.併せて,本年度および過去の標本のDNA解析から,α雄,β雄,雌は,いずれも非血縁であることが確認された。このような,非血縁個体からなる協同的一妻多夫は,鳥類などでは数種でしられるが,魚類でははじめての発見と言える.また,雌の雄による受精の操作の傍証を得るための,産卵巣の形状把握,産卵行動の野外観察も一定の成果をあげることが出来た.これらの成果から,カリノでは雌がα雄,β雄の受精の操作を行っていることはほぼ確かであるということが出来そうである.雌による受精の操作は,昆虫・鳥類で報告はあるものの,体外受精を行う動物でははじめての報告例となる.カリノの調査の他,雄に繁殖戦術多型の見られるカワスズメ科魚類Telmatochromis vittatus(以下,ビッタータス)で,寄生繁殖するスニーカー雄,パイレーツ雄,そしてなわばり雄での精子競争に伴う,精巣投資や精子の質の違いについて調査を行った.その結果,スニーカー雄の精子は寿命が有意に長く,またそのサイズも大きいことが明らかとなった.

繁殖戦術の違いに応じた精子の質の違いの発見は,世界で二例目となる成果である.昨年度は、本課題研究の大きな目的である魚類の共同繁殖の実態解明を中心に野外調査を行った。協同的一妻多夫魚カリノクロミスの人口学的調査により2タイプの雄の成長,消失率,戦術転換の有無についてほぼ明らかになった。α、β雄ともに成長は遅いが、非繁殖雄の成長は著しく高いことが明らかになった。この結果により,本種の共同繁殖がよりダイナミックに把握できる。また、岩の起伏の少ない新たな調査地において本種の社会を調査した.ここでは,予備調査で示されたとおり、共同繁殖が少なかった。これらの結果から共同繁殖をもたらす生態的要因について今後検討したい。野外において,共同繁殖巣での産卵例をさらに観察し,雌によるα雄・β雄の父性の操作に関する仮説を検証する事例も得た。協同的一妻多夫鳥類における集団サイズを決める生態的要因についてはいくつかの研究があるが,それら魚類に関してはこれまでまったく研究がない.共同繁殖が確認されている,ジュリドクロミス属魚類で,巣の大きさ、ペアのサイズ、隣接巣からの距離、底質、他種の密度、餌量を検討したところ、巣の大きさが根本的な生態要因であることが示唆された。このことは、巣をめぐり繁殖個体間で競争が生じていることも示唆している。我々が,新たに見いだしているオブスキュルスの共同繁殖の予備的観察を開始することにより,この種の共同繁殖について予備的な研究を行うことができた。血縁判定の結果から、この種でも血縁ヘルパーを伴なう共同繁殖の進化が示唆された。この他、雄の繁殖多型が知られるテルマトクロミス属のビッタータスでの繁殖生態の研究を行った。本種では繁殖寄生戦術として、スニーカーとパイレーツ雄は昨年も確認され、さらにパイレーツ雄戦術の効果的な繁殖方法について検討した。これらは、非血縁ヘルパーを伴う協同繁殖の進化経路を考える上で重要である。タンガニイカ湖シクリッド魚類の共同繁殖がどのような要因で進化してきたのか、非血縁型ヘルパーを持つジュリドクロミスでのヘルパー除去実験、さらに長期観察を念頭においた長期の生活史観察をめざし、個々の繁殖群での個体がどう変化するのかを把握すべく、多数個体の計測及び個体識別を行なった。20年度以降も継続調査の連びである。脊椎動物の協同繁殖の進化過程には、オスの代替繁殖戦術との関連が重要であるとの立場から、オスが4パターンもの戦術をとるテルマトクロミス・ビッタータスとテンポラリスでの、特にパイレーツ戦術を中心に戦術間での対抗戦術の研究を行った。いずれもその多型は成長にともない同じ個体か変化させており、条件付き戦術であることが明らかにされた。この点は一妻多夫における雄が条件付き戦術であるのと同じである。また今年度、宗原はミトコンドリアDNA系統解析から、ジュリドクロミス属、カリノクロミス属(以上、協同的妻多夫)とテルマトクロミス属(縄張りオス、スニーカーオス、パイレーツオスなどオスの代替繁殖戦術が多様)が単系統であることをほぼ確認した。我々が注目しているランプロロギ族魚類のなかでも、これら3属が単系統である事は、オスの繁殖戦術の多様性と協同的一妻多夫の密接な関係を裏付けるものとなる。
地球観測衛星のマイクロ波リモートセンシングデータによる積雪の物理量抽出の研究

(1)合成開口レーダの観測データによる積雪物理量の抽出積雪に対する一つの散乱模型を用いる解析によって、地球観測衛星JERS-1およびERS-1に搭載されている合成開口レーダ(SAR)で測定される後方散乱係数を求めた。解析の結果は、JERS-1/SARは湿雪の深さと含水率の測定に効果があり、ERS-1/SARは乾雪の深さと粒径の測定に効果があることを示した。さらに、ERS-1/SARによって得られたデータとグランドトルースデータを比較した結果は、積雪物理量を高い空間分解能で推定するための本解析手法の有効性を示した。(2)マイクロ波放射計の観測データによる積雪物理量の抽出積雪に対する一つの放射模型を用いる解析によって、地球観測衛星MOS-1およびMOS-1bに搭載されているマイクロ波走査型放射計(MSR)で測定される輝度温度と放射率を求めた。解析の結果は、MSRの輝度温度の様々な粒径を持つ積雪の層構造と観測周波数に依存することを示した。衛星搭載MSRによる積雪のリモートセンシングは、空間分解能の改善とともに地形や森林などの影響を詳細に解析する必要はあるが、現段階では、北海道の様な広がりを持った積雪の季節変化や年次変化を大まかに推定するには有効である。(3)携帯型FM-CWレーダの開発積雪の深さ、密度、層構造などのグランドトルースデータを収集するための携帯型FM-CWレーダシステムを開発した。このシステムを積雪の表面で移動し、内部の層構造のトポグラフィを作り液晶ディスプレイに表示した。実験の結果は、衛星からのマイクロ波観測におけるグランドトルースデータの収集に、この携帯型レーダが有効であることを示した。マイクロ波を使った衛星観測デ-タから地表の積雪に関わる物理量を抽出する目的で、MOSー1とMOSー1bに搭載されているMSR(マイクロ波放射計)が、昭和62年から平成3年までの冬季の北海道を観測したデ-タを入手し、処理と解析を行ってきた。地上の積雪深としてアメダスデ-タを使用した。また、MSRが観測する輝度温度に影響を及ぼす要因を調査するために、空間分解能が高い航空機搭載MSRの観測デ-タの解析も行った。解明できた事項をつぎに要約する。1.衛星MSRの輝度温度とアメダス積雪深との間の相関は、多くの場合、負の傾きの回帰直線で表される。2.積雪構造、雪質、地形あるいは植生が、負の相関を妨げる要因として働く場合がある。3.衛星MSRの空間分解能の低さも、海岸地域の相関に影響を与える。4.回帰直線の傾きは、積雪層を構成する粒子や水分の影響を受けて、季節とともに変化する。以上の結果は、積雪特性の季節や年次的変化を概算で求めるには、大地のマイクロ波放射が積雪層により減衰する効果を、MSR輝度温度から抽出する解析アルゴリズムが有効であることを示している。。EERSー1に搭載されているAMI(合成開口レ-ダ)の観測デ-タも本年度中に入手し、解析手法を工夫する予定である。AMIは利用周波数や計測方式がMSRとは異なるので、これまでの解析結果に新たな知見が加わり、積雪物理量の推定精度を向上させることが期待できる。地上でマイクロ波の入射角を変えて、雪質と積雪構造の情報を入手するために、小型・軽量の12ー18GHz帯レ-ダを開発し、現在、野外実験を行っている。受動型センサのマイクロ波放射計あるいは能動型センサの合成開口レーダを搭載した衛星が北海道の積雪を観測したデータを入手し、積雪の深さと雪質の情報を抽出するための解析処理を行ってきた。マイクロ波放射計による観測データは、MOS-1とMOS-1bに搭載されているMSRによるデータを1982年から蓄積してきた。

積雪からのマイクロ波放射は、大地の放射が積雪の内部で散乱と吸収を受けながら積雪層の厚さと共に指数関数的に減衰する成分と、逆に厚さと共に増大する積雪自身の放射成分に大別できる。前者の伝搬模型は、深さや雪質を知る上で重要である。この模型の一次式近似は、MSRが観測した輝度温度と地上観測の積雪深の間で負の傾きを持つ回帰直線として表されるので、回帰直線の傾きが積雪の条件によってどのように変わるかを解析してきた。本年度の新たな知見は、回帰直線の傾きの季節変化が雪質の季節変化と密接な関係があること、気温の季節変化がMSR輝度温度の季節変化に影響を及ぼすことなどである。衛星搭載合成開口レーダは、1992年から、EERS-1のAMIとJERS-1のSARの観測データの利用が可能になった。観測データから積雪の物理量を抽出するには、レーダ方程式の散乱係数を解析することが必要である。均一の粒子で構成された積雪層を仮定して解析シミュレーションを行ったところ、大地に到達する前のマイクロ波が積雪粒子で散乱される体積散乱成分と、大地表面に達し、散乱された後に積雪層により減衰を受ける成分を分離できれば、積雪深、粒径、水分を高分解能で測定できる可能性があることがわかった。1993年1、2月に地上現場観測による積雪データを取得したので、さらに解析を進めていく予定である。マイクロ波放射計による観測データは、MOS-1とMOS-1bに搭載されているMSRによるデータを1982年から蓄積してきた。前者の成分は、深さや雪質を知る上で重要である。この成分の一次式近似は、MSRが観測した輝度温度と地上観測の積雪深の間で負の傾きを持つ回帰直線として表され、回帰直線の傾きの変化は雪質の季節変化と密接な関係があることなどをこれまでに解明した。本年度は、積雪深や雪質を表すMSR輝度温度とアメダス観測点が印された北海道の地図を重ね合わせ、映像化を試みた。1992年から、ERS-1とJERS-1の合成開口レーダ(SAR)の観測データの利用が可能になった。均一の粒子を持つ積雪の散乱模型を使って理論解析を行ったところ、ERS-1/SARは乾雪の深さと粒径のセンシングに、JERS-1/SARは湿雪の深さと含水率のセンシングに効果的であることが分かった。これらの衛星の観測データから求めた積雪物理量は地上観測データと良く一致した。