hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
DNA結び目への応用を目指す結び目の局所変形の研究

結び目,絡み目のH(2)移動,バンド手術,SH(3)移動など種々の局所変形に関する研究をおこなった.とくに,これらの局所変形に関する2つの結び目の距離を評価するための様々な方法を与えた.その応用として,バンド手術で移り合う2つの絡み目のジョーンズ多項式やQ多項式の特殊値に関する条件により,DNAの部位特異的組み換えに現れる酵素Xerの位相的な作用の特徴付けに寄与することができた.結び目,絡み目のH(2)移動,バンド手術,SH(3)移動など種々の局所変形に関する研究をおこなった.とくに,これらの局所変形に関する2つの結び目の距離を評価するための様々な方法を与えた.その応用として,バンド手術で移り合う2つの絡み目のジョーンズ多項式やQ多項式の特殊値に関する条件により,DNAの部位特異的組み換えに現れる酵素Xerの位相的な作用の特徴付けに寄与することができた.(1)結び目のH(2)移動の研究:H(2)移動は反ひねりのバンドによる手術による結び目解消操作である.また,H(2)ゴルディアン距離は2つの結び目がH(2)移動で移り合うためのH(2)移動の最小数である.H(2)結び目解消数を評価するためのいくつかの方法をすでに与えたが,それらがそのまま平行して,H(2)ゴルディアン距離を評価する方法に拡張できることがわかった.すなわち,H(2)ゴルディアン距離が1の2つの結び目のアルフ不変量,符号数ジョーンズ多項式の特殊値の間の種々の条件,および,Q多項式の特殊値を使ったH(2)ゴルディアン距離の評価を与えた.また,それらの方法を用いて7交点までの結び目の間のH(2)ゴルディアン距離の表を与えた.(2)結び目のバンド手術の研究:バンド手術で移り合う2つの絡み目の間のジョーンズ多項式の特殊値,Q多項式の特殊値に関する条件を与えた,その応用として,リボン・フュージョン数(リボン結び目のフュージョンをおこなうリボンの最小数)の評価,および,DNAの部位特異的組み換えに現れる酵素の位相的な特徴付けに寄与することができた.すなわち,(6,2)型トーラス絡み目になっているDNA絡み目に組み替え酵素XerCDが作用して,7交点のトーラス結び目になっているDNA結び目が得られることが知られている.この作用はバンド手術の変形である.そこで,一般に,(2n,2)型トーラス絡み目から(2n+1)交点の結び目への1回のバンド手術による変形の特徴付けが問題となる。当研究では,2つの7交点の結び目が(2,6)型トーラス絡み目のバンド手術で得られないことを証明した.下川氏(埼玉大)によると,これにより先行結果とあわせてn=3の場合に,この特徴付けの問題は解決されたことになった.(1)空間グラフの有限型不変量の研究.3正則空間グラフの最も簡単なものとして,シータグラフと手錠型グラフがあり.シータグラフの埋め込みについては,位数4までの有限型不変量の空間の基底が知られている.そこで,手錠型グラフについて位数3までの有限型不変量の空間の基底を調べた.結果は,手錠型グラフの2成分部分絡み目の情報だけで,切断辺の埋め込みの情報は現れないことがわかった.しかし,石井敦氏のコンピュータによる計算結果から,2成分絡み目の位数4の空間の基底を比較してみると,切断辺の情報が位数4で現れることがわかる.今後,この結果を精査する必要がある.(2)仮想結び目が表すリボントーラスの研究.実交点が4までの117個の仮想結び目が表す4次元に埋め込まれたリボントーラスの分類をおこなった.まず,それらの補空間の基本群の分類をおこない,同じ群をもつリボントーラスの分類を試みた.結果は,群は高々10種類しかなく,多くは無限巡回群であった.また,無限巡回群をもつリボントーラスの多くはすぐに自明であることがわかったが,自明であることを示せない例もあった.また,同じ群をもつトーラスの分類はペリフェラル部分群を用いるとうまくいくときもあったが,同型かどうか不明な例もあった.バンド手術は結び目にバンドを張ることにより行われる結び目の局所変形である.主にバンド手術に関連する研究を行った.(1)2成分の向きの付いた絡み目がバンド自明可能とは,1回の向きの付いたバンド手術によって自明な結び目に変形できるときをいう.与えられた2成分絡み目がバンド自明可能かどうかという問題を考えた.その結果,9交点までの素な絡み目についてバンド自明可能かどうかを決定することができた.そのために,符号数,ジョーンズ多項式,Q多項式,アルフ不変量を用いた.バンド自明可能絡み目の4次元種数は0なので,9交点の素な絡み目の4次元種数についても調べた。さらに,2n+1交点の2本橋結び目が(2,2n)型トーラス絡み目からバンド手術で得られるかという問題についても若干の進展をみた.この問題はDNAの部位特異組み換えの研究からもたらされた問題である.(2)バンド手術と,SH(3)移動,デルタ移動,ガンマゼロ移動など他の結び目の局所変形との関係を調べた特に,SH(3)移動は結び目解消操作なので,SH(3)結び目解消数が定義されるが,9交点までの結び目についてその値を決定することができた.また,デルタ移動も結び目解消操作でデルタ結び目解消数が定義されるが,その値はSH(3)結び目解消数以上である.
ネフロ-ゼ症候群患者の腎尿細管内の微環境変化を推察するための非侵 襲的診断法の開発

ネフローゼ症候群を含む重症の腎障害患者の尿中の血清アルブミン(以下HSA)やα1-酸性糖蛋白質(以下AGP)の結合サイトの結合能および尿中物質の成分や量の違いを推測できる2種類の非侵襲的尿中診断法を確立した。本診断法より、患者個々で尿中に漏れ出たタンパク(HSAとAGP)と尿中物質の違いを評価できた。したがって、本診断法は尿により尿細管中の薬物の結合能や病態の差異を簡便に評価できることが示唆された。ネフローゼ症候群患者の場合、腎尿細管中に多量の血清タンパク質が漏れ出るため、タンパク結合性の高い薬物は腎尿細管中のヒト血清アルブミン(HSA)と主に結合し、尿細管中での薬理効果を発揮できない。したがって、腎尿細管内のHSA結合能の変化を推察するための非侵襲的尿中診断法の確立は重要である。本研究に関し以下の成果を得た。1様々なデータベースや文献等より情報を収集および予備実験を行い、最適なサイトプローブとしてHSAのサイトIはワルファリン(蛍光)とフェニトイン(UV)を、サイトIIはイブプロフェン(蛍光)とジァゼパム(UV)を選定し、蛍光およびUVでの測定法を確立できた。2健常人尿にHSAを一定量添加することで作製した疑似ネフローゼ症候群タンパク尿中のサイトプローブにはワルファリン(蛍光)とイブプロフェン(蛍光)を用いた結果、それぞれのサイトプローブ遊離濃度を尿中物質の妨害を受けず定量できた。そこで、2人の尿を用い個々の疑似ネフローゼ症候群HSA尿を作製し本定量法を施行し、HSAサイトIとIIの結合能を比較した結果、それぞれのサイト結合能に大きな差を生じることが判明した。3尿中に存在する蛋白結合を有する内因性物質(インドール酢酸:IA、インドキシル硫酸:IS、馬尿酸:HA、3-カルボキシ-4-メチル-5-プロピル-2-フランプロパン酸:CMPF)のHSAへの結合部位を本定量法で同定した結果、CMPFは低濃度においてワルファリンの遊離濃度を著しく増加させたがイブプロフェンの遊離濃度は変化しなかったことよりサイトIであることが判明した。一方、IA、ISは低濃度においてイブプロフェンの遊離濃度を著しく増加させたがワルファリンの遊離濃度は変化しなかったことよりサイトIIであることが判明した。1.尿中におけるHSA濃度の影響を明らかにするために、2人の健常人尿に濃度の異なるHSA(100500μM)を加えてネフローゼ疑似尿(AおよびB)を調製し、それぞれの疑似尿にサイトプローブ(サイトI:ワルファリン、サイトII:イブプロフェン)を一定量添加して試料を調製し、サイトIおよびIIの結合能を評価した。その結果、疑似尿AとBにおけるHSAサイトIおよびIの結合能は、程度の差があるもののHSA濃度の増加と共に増強した。したがって、尿中に漏出するHSA濃度の差異は尿細管に存在する薬物のHSA結合能の強弱に反映される可能性が高い。2.2人の健常人尿から調製したネフローゼ疑似尿におけるHSAのサイトIとIIの結合能に及ぼす尿中成分の影響を検討したところ、尿中成分で各結合サイトの結合能に関係する臨床検査値はクレアチニンと尿素窒素であり、特に、クレアチニンは尿素窒素より各結合サイトへの影響を正確に反映していた。さらに、蛋白結合を有する尿中の尿毒症物質(インドール酢酸:IA、インドキシル硫酸:IS、馬尿酸:HA、3-カルボキシ-4-メチル-5-プロピル-2-フランプロパン酸:CMPF)を測定したところ、ISやHAの濃度は高く、個人差も著しく大きかった。一方、IAやCMPF濃度は低く、個人差も小さかった。個々のサイトIIの結合能への影響の違いは尿毒症物質であるISやHAの濃度の違いに依存することが判明した。くわえて、尿中成分にはHSAの各結合サイトの結合能に影響するほどの遊離脂肪酸は含まれていないことが分かった。ネフローゼ症候群患者の場合、腎尿細管中に多量の血清タンパク質が漏れ出るため、タンパク結合性の高い薬物は腎尿細管中のヒト血清アルブミン(HSA)やα1-酸性糖蛋白質(AGP)と結合し、尿細管中での薬理効果を発揮できない。したがって、腎尿細管内のHSAやAGP結合能の変化を推察するための非侵襲的尿中診断法の確立は重要である。本年度は、昨年度の研究で見出した疑似ネフローゼ症候群

タンパク尿中のサイトプローブ遊離濃度の定量法を用い尿中診断法の確立とその精度の検討を行った。1)ネフローゼ症候群患者に対する非侵襲的尿中診断法の妥当性の検証については、それぞれのネフローゼ症候群患者尿を一定量採取し、それに各結合サイトプローブを添加して結合能を算出た。それらの尿中HSAや尿中クレアチニンおよび尿中尿素窒素の濃度との関係は、主に尿中HSA量に大きく依存することが分かった。その結果より、非侵襲的尿中診断法におけるサイトプローブの結合能の変動はHSA濃度の変動に大きく依存し、尿中クレアチニンおよび尿中尿素窒素にはあまり依存しないものと考えられた。ただし、尿毒症物質はサイトプローブの結合能に影響を与える可能性が高い。2)1の診断法を補強するために、第二の診断法についても検討した。この診断法は、微量のHSAやAGPを一定量含んだ溶液に低濃度の数種のサイトプローブを一定量加えたものに、それぞれの患者の尿を一定量添加し、それぞれのサイトプローブの結合能の変化を比較すると、患者間でHSAやAGPの結合サイトの結合に差が見られた。本診断法は蛋白結合に影響する尿中物質の大小を推察できることが示唆された。測定可能な内因性物質のデータから、各結合サイトの結合能予測がある程度可能であることが判明したため(想定範囲内の結果を得ることができたため)。24年度が最終年度であるため、記入しない。ネフローゼ患者の尿を採取できない場合には、尿細管中に分泌され利尿効果を発揮するHSA結合の強いフロセミドをモデル薬物として用いて、ネフローゼ疑似尿における結合阻害薬の影響を非侵襲的尿中診断法で捕らえることができるか検討を進める。
量子クラスタモンテカルロ法による低次元格子上のフェルミリボ-ズ粒子系の研究

モンテカルロシミュレーションは多体問題の数値解法として広く用いられるが,問題に依存する部分が少ないことがその特徴である.分配関数が経路積分によって表現される量子系に対しては,通常,鈴木・トロッター公式と呼ばれる経路積分の近似的離散化公式を用いてまず特殊な古典系への変換を行い,それに対して,モンテカルロ法を適用する.この際,通常の古典系のモンテカルロシミュレーションでもみられる臨界緩和などの表現がみられ,物理的な転移点・臨界点近傍や低温でシミュレーションの効率が著しく低下する.従来,限られた古典系の場合にはこの問題に対処する方法として,状態の更新を局所的に行う普通のシミュレーションに対し,大局的に更新するクラスタモンテカルロ法が有効であることが知られていた.川島・Gubernatisは,経路積分を離散化することで得られる古典系一般に適用可能なクラスタモンテカルロ法の構成方法を示し,それを用いて臨界緩和が劇的に軽減されることを見出した.川島・Jarrell・Gubernatisは,クラスタモンテカルロ法を量子XYモデルに適用して,動的構造因子を計算した.動的構造因子は中性子回折などの実験と比較する際に重要な量であるが,量子モンテカルロ法を用いてこれを計算するには非常に高精度のデータを必要とするため,これまでは計算例がなかった.量子XYモデルは磁性体のモデルであると同時に,^4Heの様なハードコアをもったボゾンのモデルにもなっている.原田・川島は,このモデルに関して,超流動成分の密度を計算し,その有限サイズスケーリングを詳細に検討した.その結果,転移がKosterlitz繰り込み方程式によって正確に記述できることが分かった.このことは最近議論がなされていた,「転移は本当にKosterlitz-Thouless転移か」という疑問に対して肯定的な強い論拠となる.モンテカルロシミュレーションは多体問題の数値解法として広く用いられるが,問題に依存する部分が少ないことがその特徴である.分配関数が経路積分によって表現される量子系に対しては,通常,鈴木・トロッター公式と呼ばれる経路積分の近似的離散化公式を用いてまず特殊な古典系への変換を行い,それに対して,モンテカルロ法を適用する.この際,通常の古典系のモンテカルロシミュレーションでもみられる臨界緩和などの表現がみられ,物理的な転移点・臨界点近傍や低温でシミュレーションの効率が著しく低下する.従来,限られた古典系の場合にはこの問題に対処する方法として,状態の更新を局所的に行う普通のシミュレーションに対し,大局的に更新するクラスタモンテカルロ法が有効であることが知られていた.川島・Gubernatisは,経路積分を離散化することで得られる古典系一般に適用可能なクラスタモンテカルロ法の構成方法を示し,それを用いて臨界緩和が劇的に軽減されることを見出した.川島・Jarrell・Gubernatisは,クラスタモンテカルロ法を量子XYモデルに適用して,動的構造因子を計算した.動的構造因子は中性子回折などの実験と比較する際に重要な量であるが,量子モンテカルロ法を用いてこれを計算するには非常に高精度のデータを必要とするため,これまでは計算例がなかった.量子XYモデルは磁性体のモデルであると同時に,^4Heの様なハードコアをもったボゾンのモデルにもなっている.原田・川島は,このモデルに関して,超流動成分の密度を計算し,その有限サイズスケーリングを詳細に検討した.その結果,転移がKosterlitz繰り込み方程式によって正確に記述できることが分かった.このことは最近議論がなされていた,「転移は本当にKosterlitz-Thouless転移か」という疑問に対して肯定的な強い論拠となる.
歯の移動による歯根膜改造に見られる抗原提示細胞の役割

歯根膜に存在する抗原提示細胞の役割を明らかにするために計画Lた項目のうち、以下の項目について研究結果が集積し、整理検討中である。1,「歯根膜抗原提示細胞の同定」歯根膜抗原提示細胞の特徴付けを免疫組織化学を用いた透過型電顕にて行った。抗原提示細胞の特徴としてMHC classII分子を細胞膜表面に認めるが、様々な免疫電顕での検索で、その表原型のデータが集まった。その結果、細胞サイズ、細胞形態、細胞膜の様相、細胞内小器官、免疫組織化学への反応様式などに特徴付けを行うことができた。また、歯膜における抗原提示細胞の発生経路についても、様々な分化過程を示すと考えられる細胞形態から推測すべく検討中である。このテーマに関しては、これまでの研究成果の一部を公表準備中である。2,「歯根膜への力学的な負荷に対する抗原提示細胞の反応様式の解明」歯根膜に負荷を与えた時の抗原提示細胞の分布、超微形態の変化から歯根膜抗原提示細胞の動態を観察した結果、歯根膜負荷に対して、抗原提示細胞は歯根膜での分布様式を変化させた。すなわち力学的に圧迫を受ける部分には抗原提示細胞は減少し、代わりに破骨細胞が多く出現した。また、破骨細胞が多く存在した骨吸収領域の歯根膜に力学的が圧力を少なくすると、抗原提示細胞が明らかに多く出現した。これらから歯根膜抗原提示細胞が歯根膜への力学的負荷に反応し、特に歯根膜での分布様式を変化させることが明らかとなった。3,「歯根膜改造における他の歯根膜細胞(特に破骨細胞)との関係」単球から分化した抗原提示細胞は、その分化過程に破骨細胞との接触が重要であるという過程のもと、抗原提示細胞と破骨細胞の接触現場を透過電顕で探索中である。歯科矯正学的歯の移動に際しておこる歯根膜改造において、抗原提示細胞の一種である樹状細胞の役割について以下の項目に分け、現在研究進行中である。1.歯根膜樹状細胞の同定歯根膜樹状細胞を免疫組織化学(MHC Class II分子)、酵素組織化学(ACP ase活性)により特異的に標識し、透過型電子顕微鏡、共焦点レーザー顕微鏡により特徴を探った。そして、細胞形態、大きさ、細胞内小器官に特徴が見られることが明らかとなり、さらに、分化過程における細胞形態の変化を推察した。2.歯根膜への力学的負荷に対する樹状細胞の反応様式ラットの臼歯に力学的に負荷をかけて歯を移動させ、歯根膜の樹状細胞の変化、特に分布様式の変化を観察した。そして、歯根膜改造によって出現した破骨細胞と樹状細胞が密接に関連した動態を示すことが明らかとなった。3.歯根膜樹状細胞の分化経路の解明ラット臼歯の器官培養により血行性の新たな樹状細胞供給が遮断された環境において歯根膜樹状細胞の動態を観察した。現在はまだ、予備実験の段階であり来年度に継続して実験予定である。
ナノ構造化銅酸化物光カソードの光・電気化学的構築と高効率水分解水素生成への展開

CO2排出量の大幅削減に資する太陽光活用水分解水素生成用高効率光カソードとして適用可能なCuOとCu2Oから構成される積層体・ナノ混合体・超格子ならびにその電気化学製膜法を実現する。電位制御によりCuOとCu2Oを作り分けることができる新規なCu-錯体水溶液を熱力学に立脚して提案・実証し、光電気化学パルス堆積法により積層体からナノ混合体・超格子まで構築する。これにより、大きな光電流密度を実現すると共に、キャリア輸送特性と光カソード特性の定量的解析からナノ構造化効果を解明し、高効率化の指針を明確にする。さらに、電気化学的に表面保護酸化物層を選定・形成し、光カソード安定性を向上させる。
ＡＩと共創する創作活動から学ぶ著作権教育プログラムの構築と評価

AIが自立的に生成した作品は,人間が創作した著作物と区別できない可能性が指摘されている.本研究は,人とAIとの共創的な創作活動を通し,著作権のあり方を文化の発展の見地から総合的に考察できる人材の育成を目的とする.本研究では,学習者はAIによる創作支援を受けることで,自身の作品を展開する.学習者は,これらの経験から自身の身近な創作活動が情報技術と色濃く結びつく可能性を理解し,その影響と可能性を理解する.AIが自立的に生成した作品は,人間が創作した著作物と区別できない可能性が指摘されている.本研究は,人とAIとの共創的な創作活動を通し,著作権のあり方を文化の発展の見地から総合的に考察できる人材の育成を目的とする.本研究では,学習者はAIによる創作支援を受けることで,自身の作品を展開する.学習者は,これらの経験から自身の身近な創作活動が情報技術と色濃く結びつく可能性を理解し,その影響と可能性を理解する.
射影代数多様体の上の自己準同型写像の研究

小平次元が負の3次元射影代数多様体Xで非自明なetale自己準同型写像を持つクラスの構造を研究した。端射線の収縮写像が双有理写像の場合は、自己準同型写像の反復合成で保存されないという難点が生ずる。しかし、自己準同型写像を自己同型写像との合成で取り替えると、殆んどの場合に極小モデルプログラムは自己準同型写像のカテゴリー内で機能することが判明した。多様体Xの候補の絞込みにはほぼ成功した。本研究の目的は同型でない(つまり、非自明な)自己準同型写像を数多く持つ射影代数多様体の構造を、代数多様体の分類論の視点から解明することである。我々の研究対象は複素力学系のように写像でなく、多様体の構造そのものである。それは、アーベル多様体やトーリック多様体を含むクラスであり、非常に簡明な構造を持つと予期できる。非自明な自己準同型写像を持つ高次元代数多様体の分類には、自己準同型写像により保存されるデーターを見つけることが不可欠である。私は中山昇氏(数理研)との共同研究で以下の定理を証明した。定理:Rを非自明な自己準同型写像f:X→Xを持つ射影代数多様体X上の端射線で、収縮写像が双有理でない(即ち、Xより次元の低い多様体の上の森ファイバー空間の構造を持つ)と仮定する。このとき、Rはfの適当な反復合成の下で保存される。これを利用して、小平次元が負の3次元射影代数多様体で非自明なエタール自己準同型写像を持つクラスの研究をし、多様体の候補の絞込みにはほぼ成功した。難点は端射線の収縮写像が双有理写像ならば、端射線が写像の反復合成で保存されず、極小モデルプログラムが自己準同型写像の範疇で機能しないことである。この問題点の克服が当面の課題である。小平次元が負の3次元射影代数多様体で非自明なエタール自己準同型写像を持っクラスの研究をし、多様体の候補の絞込みにはほぼ成功した。難点は端射線の収縮写像が双有理写像ならば、端射線が写像の反復合成で保存され極小モデルプログラムが自己準同型写像の範疇で機能するか否かが一般論からは直ちに従わない点にある。今年度の研究では、この候補となるべき多様体の構造を個別に解析し、ほぼ全ての場合に(一部、条件付きではあるが)因子収縮型の端射線が写像の反復合成で保存されることを確かめた。多様体の構造の最終決定には未だ至っていないが、来年22年度もこの研究を継続予定である。本研究の目的は同型でない(つまり、非自明な)自己準同型写像を数多く持つ射影代数多様体Xの構造を、代数多様体の分類論の視点から解明することである。今年度も小平次元が負の3次元射影代数多様体Xで非自明なエタール自己準同型写像を持つクラスの研究を継続した。(Rを非自明な自己準同型写像f : X→Xを持つ射影代数多様体X上の端射線で、収縮写像が双有理でない(即ち、Xより次元の低い多様体の上の森ファイバー空間の構造を持つ)と仮定する。このとき、Rはfの適当な反復合成の下で保存されることは中山昇氏(数理研)との共著論文で示していた。そこで、極小モデルプログラムを非同型な不分岐被覆の無限降下列を持つ代数多様体多様体の範疇で機能させ、その構造を大雑把に解析した上で、個別に個々の多様体Xの構造を調べるという方法を採用した。この結果、ほとんどの場合に極小モデル理論は自己同型写像との合成の下で、自己準同型写像のカテゴリー内で機能することが判明した。Xが楕円繊維曲面の上のコニック束の爆発から得られる場合、底曲面の可能性を絞り込むことが最大の難点であったが、22年度の研究により解決し、Xの候補の絞込みにはほぼ成功した。現在、成果を論文にまとめている。
核受容体によるサイトカインの接着分子の発現制御の特異性とその分子機構―新規抗炎症薬の開発を目指して

血管内皮細胞の接着分子VCAM-1発現に対するプロゲスチンの作用について検討した。プロゲステロン(Prog)やR5020は、TNF-αにより誘導される細胞表面VCAM-1蛋白とVCAM-1 mRNAの発現を抑制した。一方、MPAはVCAM-1の発現を抑制しなかった。TNF-αにより誘導されるVCAM-1遺伝子プロモーターへのNF-κBの結合をProgは抑制したが、MPAはこれを抑制しなかった。Progは、TNF-αによるNF-κB p65の核内移行を抑制しなかった。すなわち、ProgはTNF-α刺激によるp65の核内移行後のステップでNF-κB活性を阻害しVCAM-1遺伝子の転写を抑制することが判明した。血管内皮細胞におけるProgとMPAの異なる作用は、selective progesterone receptor modulator (SPRM)の可能性を示すものである。ついで、グルココルチコイド受容体(GR)リガンドは血管内皮細胞におけるTNF-α誘導性のIL-6発現を抑制するがVCAM-1発現を抑制しないこと、一方PPARαはIL-6とVCAM-1のいずれの発現をも抑制することを明らかにした。このようなGRとPPARαの作用の特異性は、IL-6およびVCAM-1プロモーター活性および各々のプロモーター領域に対するNF-κB結合についても同様に認められた。すなわち、NF-κB依存性の遺伝子発現に対する抑制作用には、核受容体-標的遺伝子間で特異性が存在することを証明した。さらに、抗グルココルチコイド作用と抗アンドロゲン作用を示すことが明らかにされているRU486が、TNFα誘導性IL-6発現に対するPPARαの抑制作用を、蛋白レベルおよび遺伝子の転写レベルで阻害することを証明した。培養血管内皮細胞の免疫染色解析の結果から、PPARαのリガンド依存性核移行をRU486が阻害することが明らかとなった。核受容体の核移行を拮抗することにより核受容体のアンタゴニスト作用を示すとの報告はこれまでになく、受容体のアゴニスト・アンタゴニスト作用の機構を考える上で興味深いと思われた。ヒト臍帯静脈由来内皮細胞(HUVEC)を種々の核受容体リガンドで処理後TNF-αで刺激したときの各種接着分子の発現量をwhole cellELISAにより測定した。標的遺伝子のプロモータ領域に対する転写因子の結合はEMSAにより解析した。さらに、ウシ大動脈由来内皮細胞(BAEC)に種々のレポーター遺伝子を導入し、標的遺伝子の転写活性に対する核受容体リガンドの作用について解析した。その結果、progesteroneは血管内皮細胞におけるTNF-α誘導性VCAM-1発現を遺伝子の転写レベルで抑制し、これはTNF-α刺激後のNF-κBの核内移行後にVCAM-1遺伝子の上流プロモータ領域へのNF-κBの結合を阻害することによってもたらされることを証明した。一方、同じprogesterone receptorのリガンドであるmedroxyprogesteroneにはこの作用が認められず、VCAM-1の遺伝子発現抑制作用にはリガンド特異性が認められることが判明した。また、PPARαのリガンドであるfenofibrate(Feno)が同じ機構でVCAM-1発現を抑制すること、同様にNF-κB誘導性遺伝子であるIL-6遺伝子の転写に対してもFenoが抑制作用を示すことを明らかにした。

一方、GRのリガンドであるdexamethasone(Dex)はIL-6遺伝子のみの転写を抑制しVCAM-1遺伝子の転写活性に対しては抑制作用を示さないこと、DexはIL-6遺伝子プロモータに対するNF-κBの結合のみを阻害しVCAM-1遺伝子プロモータに対するNF-κBの結合は阻害しないことが明らかとなった。すなわち、同じようにNF-κBにより転写促進される遺伝子であっても、核受容体による転写抑制作用には標的遺伝子により特異性があることが判明した。血管内皮細胞における炎症性遺伝子の発現に及ぼす核受容体の作用を、蛋白レベル・転写産物レベル・遺伝子の転写活性のレベルで検討した。我々はすでに昨年、PPARαとグルココルチコイドレセプター(GR)が血管内皮細胞のIL-6産生を、遺伝子の転写レベルで抑制することを報告しているが、GRのアンタゴニストであるRU486が、PPARαの炎症性遺伝子発現抑制に対して興味深い作用を示すことを見出した。すなわち、RU486がPPARαのリガンド依存性核内移行を阻害するという現象であり、その結果RU486はPPARαのIL-6遺伝子転写抑制に対して抵抗的に作用し、GRのみならずPPARαの抗炎症作用を阻害することが判明した。次いで、血管内皮細胞における接着分子VCAM-1の発現抑制物質の探索の過程で、PGI_2アナログであるベラプロスト(BPS)が同作用を有しており、血管内皮への単球接着を抑制することを発見した。臨床的にも、BPS投与中の糖尿病患者で血液中可溶性VCAM-1濃度の減少が認められ、同患者では動脈硬化病変の退循が確認された。したがって、BPSが動脈壁の炎症に対して抑制作用を示すことが、in vivoにおいても明らかとなった。核受容体PPARγは脂肪細胞分化促進因子であるが、C/EBPβ・C/EBPδ欠失細胞を用いた実験より、脂肪細胞におけるIRS-2やGLUT4の発現にPPARγとこれら転写因子の協調作用が必要であることを証明した。すなわち核受容体一転写因子間クロストークがインスリン作用機構において作働していることを示した。昨年度の成果も含め、核受容体の抗炎症作用は、核受容体によって標的遺伝子特異的であり、リガンドにより特異性が認められることを明らかにした。また、これら抗炎症作用は、標的遺伝子に対する直接作用ではなく、他の転写因子とのクロストークによってもたらされることを証明した。
映画フィルム文化の歴史的・技術史的な基盤研究

映画製作から上映まであらゆる側面においてデジタル化が進行する現在の状況下において、映画フィルムや資料の発掘・調査・分析を通じて、失われつつある映画フィルム文化の批判的再検討と再評価をさまざまなレベルで実施することができた。特に神戸映画資料館とIMAGICAの協力を得て、多くの成果をあげることができた。今年度は現像所の歴史を探るべく、大阪の現像所であるIMAGICAウェストにおいて、関連資料を閲覧したほか、IMAGICAウェストの現役スタッフおよびOBの方々への聞き取り調査を、同社松尾好洋氏と共に実施し、過去の現像所内における仕事内容等を記録した。また東京の現像所であるIMAGICAにも関連資料があることを確認しており、次年度に閲覧する予定である。さらにこれまで発行された映画書籍や雑誌のなかの現像書関連の記事を収集しており、新しい視点から日本の映画史を明らかになりつつある。特に、1930年代の映画撮影所である新興キネマの現像課スタッフが残した一次資料を入手し、現在その資料の分析を進めている。その成果は次年度の日本映像学会全国大会において口頭発表する予定である。2014年6月8日、日本映像学会第40回大会(於:沖縄県立芸術大学)において、「日本の撮影所における現像部の役割と現像プロセスの検証ー新興キネマ現像部資料を読み解く」と題する口頭発表を、松尾好洋(株式会社IMAGICAウェスト)氏と共同で行った。また株式会社IMAGICAの協力を得て、同社の戦前資料の閲覧を実施することができた。また1930年代に日本に輸入されアマチュア映画作家たちに活用されたコダカラーというフィルムについての調査とデジタル化に関する調査・研究を実施した。本年度は最終年度なので、これまで蓄積した調査・分析を複数の成果としてまとめ、発表した。まず第41回日本映像学会全国大会(2015年5月30日、京都造形芸術大学)では、「1930年代におけるアマチュア映画文化と色彩ーコダカラーの研究活用とアーカイビング」と題して、松尾好洋氏と共同発表を行った。また、東京国立近代美術館フィルムセンターが所蔵する小宮コレクションについて、京都国立近代美術館の映画上映イベント「MOMAK FILMS」のリーフレットにおいて「映画コレクションから見えるフィルムの循環と異文化受容(MoMAK F Column 006)」と題するエッセイを執筆した(2015年4月)。また、映画フィルムの復元の倫理に関する論考である「映画復元の倫理とテクノロジー四つの価値の百分率」を、塚田幸光編『映画とテクノロジー(映画学叢書)』(ミネルヴァ書房、2015年4月発行、269-290)において執筆した。また、大阪箕面市で戦後に活躍したアマチュア映像作家沖中陽明のフィルム調査を実施し、その成果は2回の講演としてまとめられた。以上のように、映画製作から上映まであらゆる側面においてデジタル化が進行するなかで、映画フィルムの発掘・調査・分析を通じて、映画フィルム文化の批判的再検討と再評価をさまざまなレベルで実施することができた。今年度は現像所の歴史に関連する映画雑誌や新聞記事などをさらに収集し、各時代の現像所の特徴を明らかにした。また東京に所在する現像所の内部資料を閲覧させてもらい、これまで解明されていなかった戦前における現像所と当時の映画業界の関係を解明に着手した。さらに1930年代のアマチュア映画作家たちに使用されていたカラーフィルムである「コダカラー」のフィルムと現像について調査し、神戸映画資料館で発見されたコダカラーフィルムの復元とデジタル化に協力した。映画学最終年度では、日本の映画産業のなかで現像所が果たした役割を解明し、研究成果として発表する予定である。また、コダカラー・フィルムと戦前の日本におけるアマチュア映画の関係については、今後日本映像学会全国大会において口頭発表予定である。さらに現像所のIMAGICAウェストとも協力関係を継続させ、現像所の歴史的な研究成果を、現代の現像所で実施されるフィルム復元に活用できるようにする。これまでほとんど調査されてこなかった現像所の歴史や役割についての基礎的な調査が進展しており、次年度にはそれらの基礎調査に基いて、いくつかの研究成果が生まれる予定である。次年度はさらに現像所関連の資料を収集し、映画界における現像所の役割を明らかにしたい。またさらに聞き取り調査を進めて、特に戦後における現像所の内部事情についての記録を蓄積させたい。
メッシュ更新法を導入した客観的ALE手法による地盤の破壊近傍解析とその応

本研究においては、地盤の大変形問題を、精度よく安定的に解析することをめざして、固体力学の分野で主に用いられているLagrange的記述、流体力学の分野で主に用いられているEuler的記述、の両手法の利点を取り入れたArbitrary Lagrangian-Eulerian手法(ALE手法)の開発的研究を行った。この研究から得られた事項をまとめると以下のようになる。土と水の連成問題について、固相および流体相からなる2相系材料のALE手法に基づく有限要素定式化を行った。つまり、2相系材料のつりあい式と連続式をALE表記法に基づいて有限要素離散化した。ALE手法とメッシュ更新法の組み合わせ手法を提案した。ALE手法においても難点は存在する。それは計算する際、初期メッシュを作成するときに、各節点の種類(Euler, Lagrange, Interpolate)を指定しなければならないことである。この作業は、非常に人為的なため、適切な解を導くことができないか、適切な解を導くために計算の回数をふやさなければならない場合がある。そこで、本研究においては、これら主観的な作業を、少しでも客観的に行うための1つの方策として、メッシュ更新法を併用した解析手法を提案した。有限要素解析例として、四角形要素供試体の解析を行った。その結果、解析の安定性、精度の両面から、組み合わせ手法の有効性が確認できた。粘性土地盤への適用をはかるために、構成式として弾粘塑性構成式を導入した解析を実施した。粘性地盤内への剛体の貫入問題についてである。その結果、有効な節点速度指定を施したALE手法が、より安定的な解析結果を与えることがわかった。しかしながら、この解析例においては、メッシュ更新法との組み合わせが行われておらず、節点速度指定がかなり主観的となっており、今後はメッシュ更新法との併用による解析が望ましいとの結論が得られた。ラバル型口径サンプラーによって採取した軟弱自然粘土の平面ひずみ試験および中空ねじり試験を実施した。そして、特に破壊時近傍の変形の局所化と含水比の局所化を精度よく計測した。また、比較実験として通常のピストンサンプラーで得た試料についても、三軸圧縮試験を実施した。その結果、正規圧密粘土のせん断帯近傍では、含水比が低下していること、ひずみ速度の違いによって供試体内の変形の均一性に著しい差異が生じること、また、大口径サンプラーによって採取された粘土試料が高品質であることがわかった。解析誤差を最小限に留めるメッシュ更新法を導入して、それまで解析者の主観的判断によって制御されていたメッシュの動きを、客観的に制御する新しいALE有限変形有限要素法の基礎的なバ-ジョンを作成した。この基礎的バ-ジョンを用いた簡単な解析を実施した。その結果、剛体の押し込み問題等の非常に大きな変形を伴う問題について、提案手法が安定的に解を与えることがわかった。平成7年度において作成した新しいALE有限変形有限要素法は、あくまでも基礎的バ-ジョンであり、土質材料の破壊を予測する上で重要な水の流れについては考慮されていない。したがって、平成8年度においては水の連続式を支配方程式の中に取り込み、土質材料の排水、非排水および部分排水的挙動が予測できるように改良しなければならない。

本研究においては、地盤の大変形問題を、精度よく安定的に解析することをめざして、固体力学の分野で主に用いられているLagrange的記述、流体力学の分野で主に用いられているEuler的記述、の両手法の利点を取り入れたArbitrary Lagrangian-Eulerian手法(ALE手法)の開発的研究を行った。この研究から得られた事項をまとめると以下のようになる。・土と水の連成問題について、固相および流体相からなる2相系材料のALE手法に基づく有限要素定式化を行った。つまり、2相系材料のつりあい式と連続式をALE表記法に基づいて有限要素離散化した。・ALE手法とメッシュ更新法の組み合わせ手法を提案した。ALE手法においても難点は存在する。それは計算する際、初期メッシュを作成するときに、各節点の種類(Euler,Lagrange,Interpolate)を指定しなければならないことである。この作業は、非常に人為的なため、適切な解を導くことができないか、適切な解を導くために計算の回数をふやさなければならない場合がある。そこで、本研究においては、これら主観的な作業を、少しでも客観的に行うための1つの方策として、メッシュ更新法を併用した解析手法を提案した。有限要素解析例として、四角形要素供試体の解析を行った。その結果、解析の安定性、精度の両面から、組み合わせ手法の有効性が確認できた。粘性土地盤への適用をはかるために、構成式として弾粘塑性構成式を導入した解析を実施した。粘性地盤内への剛体の貫入問題についてである。その結果、有効な節点速度指定を施したALE手法が、より安定的な解析結果を与えることがわかった。しかしながら、この解析例においては、メッシュ更新法との組み合わせが行われておらず、節点速度指定がかなり主観的となっており、今後はメッシュッ更新法との併用による解析が望ましいとの結論が得られた。
液体中原子間力顕微鏡(AFM)による極限表面構造解析

原子間力顕微鏡(Atomic Force Microscope;以下AFMと略す)は走査トンネル顕微鏡(STM)の一つのファミリーとして発展してきたが、極く最近絶縁物表面の原子構造まで解像可能であること明らかになりつつある。研究代表者等は既にSTMによる各種金属電極及び半導体電極表面の構造を原子レベルでの解像力で、溶液に浸漬したままその場測定(in situ)する方法を完成している。しかし、この方法によると測定対象は電子伝導体に限られ、化学的に興味ある多くの絶縁物には応用することが出来ない。こうした背景のもとに本試験研究においては、絶縁物表面の原子構造を液体中で直接in-situ測定し得る方法の確立を行い、そのための関連装置と測定技術の開発を目的とした。以下にその装置開発の経過と、それを用いた成果について述べる。1)STMによる原子分解能の達成を通して、AFMに必要な除震技術の確立、制御回路の確立を行った。2)STMによりAu(111)の原子、吸着原子の解像を達成した。3)開発したAFM装置の総合性能を以下に示す。a)純水中でマイカ、グラファイトの原子像を達成した。b)硫酸水溶液中でマイカ、さらに電位制御下でグラファイトの原子像を達成した。c)硫酸水溶液中で電位制御下においてAu(111)上の明確な単原子ステップを解像した。d)最終目的としてAu(111)面上での個々の原子解像に成功した。e)以上の基礎的研究成果に基ずいて原子分解能を有するAFM装置の開発にセイコー電子工業は成功した。研究の目的原子間力顕微鏡(Atomic Force Microscope;以下AFMと略す)は走査トンネル顕微鏡(STM)の一つのファミリ-として発展してきたが、ごく最近絶緑物表面の原子構造まで解像可能であることが明らかになりつつある。研究代表者らはすでにSTMによる各種金属電極及び半導体電極表面の構造を原子レベルでの解像力で、溶液に浸かったままその場測定(inーsitu)測定する方法を完成している。しかし、この方法によると、観察対象は電子伝導体に限られ、化学的に興味ある多くの絶緑物には応用する事は出来ない。こうした背景のもとに本試験研究においては、絶緑物表面の原子構造を液体中で直接その場(inーsitu)測定しうる方法の確立を行い、そのための関連装置と測定技術の開発を目的とした。本年度の研究実施計画は以下の項目について、主に装置開発を主力に行なった。1.液体中AFM本体の開発;AFM装置本体の開発においては、3つの重要な要素がある。(1)カンチレバ-の開発(2)位置検出方法、(3)試料をX,Y,Z軸に動かすピエゾ圧電体の開発である。2.液体中AFM制御回路の開発;基本的にはSTMの制御回路が使用可能と考えられるが、カンチレバ-からの反射光を位置検出する前置増幅器との整合性等を検討する。3.防振・防音構造の確立;STM開発で確立した技術をさらに向上させ、0.1オングストロ-ム以下の凹凸像を解像可能にする。4.画像処理用ソフト開発;高分解能の測定に対応すべく、ソフト開発を行なう。以上の検討を通して、装置の分解能を検討したところ、1nm程度であった。さらに高分解化に向けての研究開発を行なう。原子間力顕微鏡(Atomic Force Microscope;以下AFMと略す)は走査トンネル顕微鏡(STM)の一つのファミリ-として発展してきたが、ごく最近絶縁物表面の原子構造まで解像可能であることが明らかになりつつある。研究代表者らはすでにSTMによる各種金属電極及び半導体電極表面の構造を原子レベルでの解像力で、溶液に浸かったままその場測定(in-situ)測定する方法を完成している。しかし、この方法によると、観察対象は電子伝導体に限られ、化学的に興味ある多くの絶縁物には応用する事は出来ない。

こうした背景のもとに本試験研究においては、絶縁物表面の原子構造を液体中で直接その場(in-situ)測定しうる方法の確立を行い、そのための関連装置と測定技術の開発を目的とした。本年度の研究実施計画は以下の項目について、主に装置開発を中心に行なった。1.液体中AFM本体の開発;AFM装置本体の開発においては、3つの重要な要素がある。(1)カンチレバ-の開発(2)位置検出方法、(3)試料をX,Y,Z軸に動かすピエゾ圧電体の開発である。2.液体中AFM制御回路の開発;基本的にはSTMの制御回路が使用可能と考えられるが、カンチレバ-からの反射光を位置検出する前置増幅器との整合性等を検討する。3.防振・防音構造の確立;STM開発で確立した技術をさらに向上させ、0.1オングストロ-ム以下の凹凸像を解像可能にする事を目的とした。以上の結果、Au(111)面上に存在する単原子ステップ(高さ2.4Å)を明確に解像された。しかし、Au(111)面上の原子を解像するには、上記した第1項目である装置のより一層の改良が必要となっている。AFMと技術的には同じ要素開発が必要なSTM装置を用いた研究においては世界的な成果を本研究期間において上げた。
国際連携による幼児期の天文教育の研究

[1]保育現場での教育実践:これまでの保育現場での教育実践「うちゅうのおはなし」の振り返り方法、教員養成段階の学生への好影響について、それぞれ論文発表した。また、特にひかりこども園(大阪府藤井寺市)での「うちゅうのおはなし」について、美術教育の研究者・実践者である前沢知子氏(世田谷美術館)との議論を通し、大きく印字した絵の上に座る、子どもそれぞれのペースで絵を見て考えて意見を交換するといった宇宙を身近に感じる仕掛けが、宇宙をテーマとした子どもの作品の創作意欲へ発展させることを振り返った。[2]小学校教科横断STEAM教育実践:火星への旅と移住をテーマにした電子絵本を作成し、その過程で共同作業や科学的な知識や物語作成の力などの教科の力をつけようという、ヨーロッパの国々で行われている教育実践Stories of Tomorrowに参加した。和歌山大学教育学部附属小学校6年生担任の久保文人教諭、三重大学教育学部附属小学校3年生担任の前田昌志教諭によって各クラスで実践が行われ、富田はそのコーディネーターとして調整を行なった。7月にはギリシャでヨーロッパでこの実践を行なっている学校教員が集まる夏の学校に参加し、国を超えて学校教員どうしが交流した。[3]国際連携のもとでの実践と議論:Stories of Tomorrowでの実践の中で、学習指導要領の改訂についてヨーロッパの実践者・研究者との議論を行った。また、天文分野のカリキュラムについて、特に日本とフィリピンの間の比較を検討した。2019年度に国際天文学連合の作業部会が開発した天文分野の教員研修プログラムNASEを日本で開催するにあたり、教材内容の検討を行った。[1]保育現場での教育実践:五月山こども園(和歌山県海南市)で園児対象に2回、この園での子育て支援の活動で保護者との子ども向け科学教育の意見交換1回、大阪市中央区子ども・子育てプラザで保護者と子ども対象に1回、長期入院の子どもの家族を支援するドナルド・マクドナルドハウスおおさか・すいたで地域の方々に1回、視覚障害の子どもたちの文化活動を支援するNPO弱視の子どもたちに絵本をで1回、和歌山県立たちばな支援学校の小学部で1回「うちゅうのおはなし」の実践を行い、現場の保育者と意見交換を行い、観察の記録を共有した。[2]小学校教科横断STEAM教育実践:Stories of Tomorrowの教育実践について、実践を統括するポルトガルのグループと連絡を取り合い、主に年度後半に行った。この実践は予定通り今年度の作業を終えた。[3]国際連携のもとでの実践と議論:Stories of Tomorrowの実践を行った。次年度のNASEの日本での開催を見通して、教材の準備を進めた。視覚障害者向け天文教育実践、子ども向け天文教育実践、それらの教材開発は、国際的な共同研究としても進めた。[1]保育現場での教育実践:富田自身による「うちゅうのおはなし」の実践とその振り返りに加え、「幼児が体験しやすい、指導者が指導しやすい天文教材を追求する」視点を前に押し出すため、大阪大谷大学の小谷卓也氏、長瀬美子氏、大阪樟蔭女子大学の辻弘美氏らの指導のもと、北恩加島幼稚園(大阪市大正区)や他の園で保育者と共同しつつ、保育者による天文・科学あそび実践と、その振り返りという研究活動を新たに行なう予定。保育者養成・研修の充実という観点をより前面に出したい。[2]小学校教科横断STEAM教育実践:Stories of Tomorrowについては、児童からのアンケート結果をまとめ、研究として振り返る。教育実践の課題としては、Stories of Tomorrowと関連した他の課題をいくつか新たに検討している。[3]国際連携のもとでの実践と議論:教員研修NASE(NASE-Japan 2019)を2019年11月、大阪で開催する。その教育効果の研究を行う。またNASEを含め、世界の教員研修プログラムをサーベイし、日本の科学・天文教育における保育者・教員の養成・研修に資するものを検討する。

[1]保育現場での教育実践:五月山こども園(和歌山県海南市)で園児対象に2回、この園での子育て支援の活動で保護者との子ども向け科学教育の意見交換1回、大阪市中央区子ども・子育てプラザで保護者と子ども対象に1回、長期入院の子どもの家族を支援するドナルド・マクドナルドハウスおおさか・すいたで地域の方々に1回、視覚障害の子どもたちの文化活動を支援するNPO弱視の子どもたちに絵本をで1回、和歌山県立たちばな支援学校の小学部で1回「うちゅうのおはなし」の実践を行い、現場の保育者と意見交換を行い、観察の記録を共有した。[2]小学校教科横断STEAM教育実践:Stories of Tomorrowの教育実践について、実践を統括するポルトガルのグループと連絡を取り合い、主に年度後半に行った。この実践は予定通り今年度の作業を終えた。[3]国際連携のもとでの実践と議論:Stories of Tomorrowの実践を行った。次年度のNASEの日本での開催を見通して、教材の準備を進めた。視覚障害者向け天文教育実践、子ども向け天文教育実践、それらの教材開発は、国際的な共同研究としても進めた。[1]保育現場での教育実践:富田自身による「うちゅうのおはなし」の実践とその振り返りに加え、「幼児が体験しやすい、指導者が指導しやすい天文教材を追求する」視点を前に押し出すため、大阪大谷大学の小谷卓也氏、長瀬美子氏、大阪樟蔭女子大学の辻弘美氏らの指導のもと、北恩加島幼稚園(大阪市大正区)や他の園で保育者と共同しつつ、保育者による天文・科学あそび実践と、その振り返りという研究活動を新たに行なう予定。保育者養成・研修の充実という観点をより前面に出したい。[2]小学校教科横断STEAM教育実践:Stories of Tomorrowについては、児童からのアンケート結果をまとめ、研究として振り返る。教育実践の課題としては、Stories of Tomorrowと関連した他の課題をいくつか新たに検討している。[3]国際連携のもとでの実践と議論:教員研修NASE(NASE-Japan 2019)を2019年11月、大阪で開催する。その教育効果の研究を行う。またNASEを含め、世界の教員研修プログラムをサーベイし、日本の科学・天文教育における保育者・教員の養成・研修に資するものを検討する。
衛星データと数値モデルによる植生地の広域熱収支時空間分布に関する研究

本研究の研究実施計画にしたがって研究を遂行した結果、以下の成果が得られた。・水田における長期熱収支時空間分布の推定植生地の代表的形態の一つである、水田を対象にして地表面熱収支の長期・広域分布の推定を行った。その結果、植生の成長が著しい期間においても、衛星熱赤外放射温度、地上気象データ、地表面熱収支モデルの三者を組み合わせることによって、適切な陸面過程パラメータおよび地表面熱収支の推定を行うことができた。特に注目すべき点は約1ヵ月ほどの解析期間内において、わずか4回の衛星赤外データを元に、地表面熱収支の定量的な時空間分布に成功したことである。具体的には、衛星データにはNOAA/AVHRRの熱赤外画像、地上気象データにはアメダス等、地表熱収支モデルには、Matsushima and Kondo(1995)の線型熱収支モデルに基づいて本研究で開発された、植生地にも対応する二層モデルを用いた。対象領域は宮城県の平地にある水田で対象領域の総面積は約400km^2である。解析期間は1994年6月の1ヵ月間で、葉面積指数が0.1から2まで著しく上昇する期間である。同時に測定された水田での傾度法による地表面熱フラックス検証データとの比較では、日平均値について、二乗平均誤差が正味放射量で37Wm^<-2>,顕熱で13Wm^<-2>,潜熱で28Wm^<-2>だった。また、月平均値の計算値と観測値との比較では、正味放射量が+5W^<-2>m、顕熱・潜熱では+4Wm^<-2>の差があった。正味放射量の推定誤差が大きくなってたのは、主に日射量の推定誤差が大きかったことによるもので、この誤差が顕熱・潜熱の大きさに比例して配分されたと解釈される。また、空間分布については、顕熱が620Wm^<-2>、潜熱は6090Wm^<-2>(いづれも月平均値)であった。この分布の原因は主に風速によることが分かった。本年度の研究実施計画にしたがって以下のような成果が得られた。1.地表面フラックス検証データの観測水田サイト(東北大学大気境界層観測所、宮城県小牛田町)および果樹園サイト(東北大学東根気象観測点、山形県東根市)において、それぞれ地表面熱収支観測(乱流および放射フラックス)を行った。その結果、研究対象とする作付期間または展葉期間において、時々欠測が生じたものの、本研究の遂行には十分な量のフラックスデータを取得することができた。また、フラックスの時系列とともに、地表面粗度の時間変化(季節変化)、およびその風向依存性を検出することができた。2.数値モデルの開発-地表面熱収支2層モデル(植生、土壌+湛水)Kondo and Watanabe(1992)の植生・土壌2層モデルをMatsushima and Kondo(1995)の線形熱収支モデルに組み込み、線形熱収支2層モデルを構築した。このモデルでは、新たに土壌上に浅い湛水の熱容量や温度変化を評価できるモデルを組み込んだ。このモデルは、水稲群落および果樹園に適用できるように設計されており、テストランでは陸面過程パラメータを与えた場合と衛星データを与えた場合でいずれも良好な結果を示した。本モデルの計算には地上気象のグリッド値を与える必要があるが、各種地上気象データおよび海面温度データよりグリッド値を導出するモデルを開発した。各グリッドが必要とするデータの分布範囲は平均して半径15km以内で十分であった。

また、空間分布については、顕熱が620Wm^<-2>、潜熱は6090Wm^<-2>(いづれも月平均値)であった。この分布の原因は主に風速によることが分かった。