hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
マイクロプロセス技術を利用した新しい輝度均一標準光源の開発

本研究は、技術進歩が著しい画像技術に資するために、マイクロレンズや高機能光学素子技術等を利用することにより、高安定かつメガコントラスト範囲の輝度制御可能な輝度均一標準光源の開発を目的としており、研究期間内において、輝度均一標準光源の光源部の設計・構築を行い光源部の妥当性検証、レイトレーシング法を用いた輝度均一標準光源の拡散光学部の光学モデル作成とその最適化、更には、輝度均一標準光源の試作・評価などの成果を達成した。今後の研究展開としては、今回の検討結果を利用し、輝度の標準供給に使用することができる標準光源を完成させることである。本研究は、マイクロレンズや高機能光学素子技術等を利用することにより、高安定かつメガコントラスト範囲の輝度制御可能な輝度均一標準光源の開発目的としている。本年度は、主に、1.光源部となるLED光源ユニットの設計と構築, 2.均一な輝度面を有する拡散光学部の光線追跡法による検証に取り組み、以下の成果を得た。1.光源候補となるLEDの基礎光学データ(配光特性・分光分布等)・温度特性データの取得を行った。得られた結果に基づき最適なLEDを選択し、更には温度特性データ等を考慮し、ペルチェ素子および温度センサから構築される温度安定化機能を有するLED光源ユニットの設計・構築を行った。2.マイクロレンズアレイや精密アパチャーから構成される拡散光学部の光学モデルの構築と、光学モデルの検証を光線追跡法によるシミユレーションにより行った。シミュレーション結果により、輝度均一標準光源の可搬性を追求し、小型化を目指した場合、筺体内部からの反射成分が均一な輝度面を乱す大きな原因となることが判明した。このため、反射成分を除去するためのライトトラップ構造を検討し、ライトトラップ構造を適切な位置に設計することにより、均一な輝度面が得られることを見出した。また、筺体部からの反射成分削減の検討において、ライトパイプを利用する拡散光学部についても検討を行った。ライトパイプを用いる拡散光学部では、光学部の自由度はマイクロレンズアレイを利用した場合に比べて劣り、ライトパイプの形状に大きく依存してしまうが、マイクロレンズアレイを利用した場合に比べて、輝度均一性は向上することが判明した。これらのシミュレーション結果については、来年度開催の国際会議LS15で発表を行う予定である。次年度は、今年度検討した上記示した2種類の均一な輝度面を有する拡散光学部の試作を行い、輝度均一標準光源を構築し、その妥当性の検証を行う予定ある。今年度は、上記述べたLED光源ユニットの設計と構築,拡散光学部の光線追跡法による検証以外に、マイクロレンズアレイ、マイクロレンズ型のディフューザ等の拡散光学部開発において重要となる高機能光学部品の調査、輝度均一標準光源の評価装置構築のための物品調達と整備、更には広ダイナミックレンジ計測のためのパルス点灯電源システムの開発等にも取り組んでおり、来年度行う輝度均一標準光源の構築やその妥当性検証のための評価装置構築のための下地を整えることができた。一方で、各光学部品の光学パラメータの情報が少ないことによる光線追跡法によるシミユレーションの限界も判明しており、シュミレーション精度を向上させるためには、各光学部品の実測データの取得や試作品の妥当性検証結果の適切なフィードバック等を行い、シュミレーション精度を向上させる必要がある。本研究は、マイクロレンズや高機能光学素子技術等を利用することにより、高安定かつメガコントラスト範囲の輝度制御可能な輝度均一標準光源の開発を目的としている。本年度は、主に、"1.輝度均一標準光源の試作"、"2.輝度均一標準光源の輝度値の絶対校正・特性評価装置の構築"、"3.光線追跡法による検討結果の国際会議での発表・論文投稿"、に取り組み以下の成果を得た。1.昨年度実施した光線追跡法による検証結果に基づき、3種類の輝度均一標準光源(マイクロレンズアレイタイプ、ライトパイプタイプ、通常拡散板タイプ)の試作開発を行った。これらの3つのタイプは、輝度均一な拡散光学部を実現する方法がそれぞれ異なっており、比較検討を行うために開発を行った。具体的には、各試作器構築のために、筺体部の設計、低反射率精密アパーチャの試作、および光学部品の選定を行った。また昨年度実施した光線追跡法の検証結果との比較および光線追跡法の精度向上のために、設計・選別した各部品は、反射スペクトルや電子顕微鏡像などの評価も併せて行った。2.輝度均一標準光源の輝度値の絶対校正および特性評価のために、精密アパーチャを有する放射照度光学系および分光放射計から構成されるの絶対校正装置の開発を行った。本装置は2次元輝度イメージの測定も可能であり、輝度均一標準光源の輝度均一性評価も可能である。更に広ダイナミックレンジ計測のためのパルス点灯電源システムの整備も併せて行った。校正装置・評価装置の準備を終了させたことにより、輝度均一標準光源の輝度値校正や均一性評価が可能となった。3.昨年度成果である、"均一な輝度面を有する拡散光学部の光線追跡法による検証"について、成果を取り纏め、国際会議での発表および論文投稿を行った。今年度は、上記述べた3種類の輝度均一標準光源の試作器の開発、および試作器の輝度値の絶対校正装置・評価装置の構築を終了させた。当初の予定では、試作器の開発、さらには評価を行い、妥当性検証を行う予定であったが、当初の予定よりも比較検証する試作器の種類が増えたことにより、各部品の設計・選定に時間を有してしまい、評価まで行うことができなかった。一方で、校正装置・評価装置の準備は、今度中に終了したため、最終年度において試作器の輝度値校正や均一性評価等の諸特性評価を行うための下準備は整えた。

また、昨年度実施した光線追跡法の検証結果も取り纏め、国際会議での発表および論文投稿を行ったが、論文投稿に時間を有してしまい、進捗に影響を及ぼした。本研究は、マイクロレンズや高機能光学素子技術等を利用することにより、高安定かつメガコントラスト範囲の輝度制御可能な輝度均一光源の開発を目的としている。本年度は主に、"1. 3タイプの輝度均一標準光源の輝度均一性評価"、および"2.評価結果に基づく改良点の検討"を行った。以下が、その詳細になる。1.開発した3種類の輝度均一標準光源(マイクロレンズアレイタイプ、ライトパイプタイプ、通常拡散板タイプ)の輝度均一性評価を2次元輝度計を用いて行った。マイクロレンズタイプは、Φ9mmで±5 %の輝度均一度を達成したが、その輝度値が不十分であり、さらには微妙なマイクロレンズの設置位置の違いにより、大きく輝度均一度が変わることが分かった。得られた輝度均一度は、ほぼ前年度計算しているレイトレース結果と一致している。一方ライトパイプタイプは、Φ6mmで±4 %の輝度均一度であり、計算結果に比べ得られた均一面積が小さかった。しかしながら、得られる輝度値はマイクロレンズタイプに比べて10倍程度、強いという結果が得られた。通常拡散板タイプは、計算通りΦ9mmで±12.5 %の輝度均一度であった。2.前述した通り、各タイプの評価を行ったが、3タイプの内、輝度値が高いマイクロレンズタイプの輝度均一光源が有望だと考え、マイクロレンズタイプについて再計算・再検討を行った。再検討結果により、ライトパイプの形状を8mm角から12.5mm角に大きくすれば必要とする均一面積が得られることが判明したため、新たな輝度均一標準光源の設計・開発に取り組んだ。しかしながら改善したタイプの評価までは、最終年度終了までに終了させせることができなかった。今後の研究の展開としては、再検討を行った輝度均一標準光源の評価を終了させ、輝度の標準供給に使用することができる標準光源を完成させることである。本研究は、技術進歩が著しい画像技術に資するために、マイクロレンズや高機能光学素子技術等を利用することにより、高安定かつメガコントラスト範囲の輝度制御可能な輝度均一標準光源の開発を目的としており、研究期間内において、輝度均一標準光源の光源部の設計・構築を行い光源部の妥当性検証、レイトレーシング法を用いた輝度均一標準光源の拡散光学部の光学モデル作成とその最適化、更には、輝度均一標準光源の試作・評価などの成果を達成した。今後の研究展開としては、今回の検討結果を利用し、輝度の標準供給に使用することができる標準光源を完成させることである。初年度は、LED光源ユニットの設計と構築、更に均一な輝度面を有する拡散光学部の光線追跡法による検証に主に取り組み、当初の光学モデルとしては想定していなかったライトパイプを利用して拡散光学部を作製する方法等についても検討を行うことができた。
ひまわり8/9号による短寿命気候汚染物質オゾン濃度の高精度導出

短寿命気候汚染物質SLCPsは、今後、約20年間に人間活動が原因で起こる温暖化の約半分に寄与すると考えられている[UNEP/WMO, 2012]。これまで、人工衛星によるオゾン観測は、成層圏オゾンに着目したオゾン全量観測が中心で、全オゾンの1/10以下の量しかない対流圏オゾンのみを衛星によって広域で高精度に観測することはまだ研究途上である。本研究の最終目標は、主要なSLCPsである中・上部対流圏オゾンの濃度情報を静止気象衛星ひまわり8/9号の赤外バンド(9.6μm)データから導出することができるかを明らかにすることである。H30年度は、H29年度に実施した、同期するGOSAT/TANSO-FTSの観測視野とひまわり8号の観測視野を抽出する作業の結果を利用し、ひまわり8号と同期したGOSAT/TANSO-FTSのスペクトルデータからオゾン濃度の鉛直分布の導出を行った。さらに、同じ手法で過去分のTANSO-FTSのスペクトルデータから導出した東アジア域のオゾン濃度の鉛直分布データを、オゾンゾンデおよびScisat-1/ACE-FTSのオゾン濃度の鉛直分布データと比較し、東アジア域でのオゾン濃度のデータ質の検証を行った。検証解析の結果、導出したTANSO-FTSのオゾン濃度は、40 hPa付近より上の高度ではACE-FTSデータのオゾン濃度より高く、それ以下の高度では低くなる傾向は見られたが、どの季節、どの高度についても、TANSO-FTSのオゾン濃度データはACE-FTSのオゾン濃度データに対して顕著なバイアスを持っていないことが確認された。また、つくば(館野)、札幌、那覇のオゾンゾンデのオゾン濃度データと比較したところ、夏季以外の季節では、導出したTANSO-FTSのオゾン濃度はオゾンゾンデのオゾン濃度と概ね良い一致を示すことがわかった。H30年度は、H29年度に実施した、ひまわり8号の観測視野とGOSAT/TANSO-FTSの観測視野が同期し、かつ晴天下での観測であるシーンの抽出結果を利用し、東アジア域で取得されたTANSO-FTSの9.6μm帯の観測スペクトルからオゾン濃度の鉛直分布の導出を行った。ひまわり8号データがある2016年以降に十分なオゾン濃度の検証データが存在しないため、同じ手法で2016年以前のTANSO-FTSのスペクトルデータから東アジア域のオゾン濃度を導出し、オゾン濃度の鉛直分布の高精度観測が可能な他衛星とオゾンゾンデのデータと比較することで、東アジア域におけるTANSO-FTSのオゾン濃度の観測確度・精度を検証した。その結果、TANSO-FTSでも対流圏オゾンの濃度の特徴を捉えられる可能性があることが示唆され、特に春季および夏季で、TANSO-FTSの地表面付近のオゾン濃度が中国大陸で高濃度になっており、東に行くにつれてオゾン濃度が低くなる濃度分布が見られることが明らかになった。これは、TANSO-FTSの9.6μm帯の観測で大陸から日本に向けて対流圏オゾンが流入している様子を捉えられているということであり、下方視型センサーであるTANSO-FTSのオゾン濃度データを用いて近年問題になっている大陸からの越境汚染に関する解析が行える可能性が示されたと言える。H29年度は、GOSAT/TANSO-FTSとひまわり8号の同期観測データを抽出する解析作業を行い、オゾン濃度の導出に適した晴天観測シーンを選定することができた。H30年度は、実際にTANSO-FTSの9.6μm帯の観測スペクトルからオゾン濃度の鉛直分布の導出を行い、他衛星やオゾンゾンデのオゾン濃度データとの比較等を通して、TANSO-FTSから導出した東アジア域の対流圏オゾンが十分なデータ質(確度・精度)を有していることを確認した。最終年度は、TANSO-FTSおよびその後継機であるGOSAT-2/TANSO-FTS-2の観測スペクトルから東アジア域での対流圏オゾン濃度の高精度導出を進め、さらに、同期するひまわり8号の9.6μmバンドからオゾン濃度の導出を試み、両者の比較を通して、ひまわり8号を利用した東アジア域の対流圏オゾン濃度の常時監視の可能性を検討する。その目的のために、TANSO-FTSおよびTANSO_FTS-2とひまわり8号の同期・晴天観測シーンをより効率的に抽出する手法を開発する必要がある。ひまわり8号のバンドデータからオゾン濃度情報を抽出するアルゴリズムの開発、TANSO-FTSおよびTANSO_FTS-2の対流圏オゾン濃度の高精度導出アルゴリズムの改良に加えて、ひまわり8号、TANSO-FTSおよびTANSO-FTS-2の晴天観測シーンを正確に抽出できるアルゴリズムの開発に注力する計画である。H29年度は、ひまわり8/9号の9.6μmバンドから導出されるオゾン濃度の高度情報と、ひまわり8/9号に同期したGOSAT/GOSAT-2の9.6μm帯スペクトルから導出されるオゾン濃度の高度分布を比較するために、まず、同期するGOSAT/TANSO-

FTSの観測視野とひまわり8号の観測視野を抽出する作業を行った。TANSO-FTSの空間分解能が約10.5 kmであるのに対し、ひまわり8号の空間分解能はバンドによって異なるが0.5 kmから2 kmであるため、ひまわり8号の観測データの中心がTANSO-FTSの観測視野内にあり、かつ、ひまわり8号の観測開始時刻の前後1分以内に取得されたTANSO-FTSの観測データを同期データとして抽出した。GOSAT/TANSO-CAI及びTANSO-FTSのデータに基づいて晴天域と判定されているTANSO-FTSの観測スペクトルデータを用いて、オゾン濃度プロファイルの導出を試みた。その際、昼間のTANSO-CAIによる雲判定及び昼夜間のTANSO-FTSによる雲判定を、同期するひまわり8号の雲判定と比較したところ、両者に20-40%の不一致が見られることがわかった。H29年度は、当初はスペクトルデータ用のline-by-lineモデル(LBLRTM等)[Clough et al., 2005]を使用して、ひまわり8号のバンドデータ及びGOSAT/TANSO-FTSのスペクトルデータの観測を想定した放射伝達計算を行い、作成した疑似観測データを用いてオゾン濃度導出シミュレーションを実施する予定であった。しかしながら、ひまわり8号データのアーカイブの使用が想定したよりも容易であったため、GOSAT/TANSO-FTSとひまわり8号の同期観測データを抽出する解析作業を先に実施し、TANSO-FTSの実観測スペクトルデータから導出したオゾン濃度プロファイルのデータ質を著しく損なう観測視野内の雲の被覆状況について、GOSATとひまわり8号のそれぞれの同期観測データをもとに評価する研究を実施した。その結果、GOSATとひまわり8号で同期する観測視野内の雲判定が異なるケースが20-40%存在しており、特にひまわり8号の雲判定で曇天と判定されているにも関わらずTANSO-CAI及びTANSO-FTSの雲判定で晴天と判定されているTANSO-FTSの観測シーンが、抽出したシーンの10%から30%近く存在していることがわかった。このようなTANSO-FTSの観測地点は、ひまわり8号の雲判定が正しいとすると、本来は通常の温室効果ガスの導出処理を行うことに適していない観測地点であると考えられ、濃度の導出結果の信頼性も低いと言える。今後、両者のオゾン濃度の導出結果を比較・評価する上で、両者が確実に晴天である観測シーンを注意深く選択する必要があることがわかった。短寿命気候汚染物質SLCPsは、今後、約20年間に人間活動が原因で起こる温暖化の約半分に寄与すると考えられている[UNEP/WMO, 2012]。これまで、人工衛星によるオゾン観測は、成層圏オゾンに着目したオゾン全量観測が中心で、全オゾンの1/10以下の量しかない対流圏オゾンのみを衛星によって広域で高精度に観測することはまだ研究途上である。本研究の最終目標は、主要なSLCPsである中・上部対流圏オゾンの濃度情報を静止気象衛星ひまわり8/9号の赤外バンド(9.6μm)データから導出することができるかを明らかにすることである。H30年度は、H29年度に実施した、同期するGOSAT/TANSO-FTSの観測視野とひまわり8号の観測視野を抽出する作業の結果を利用し、ひまわり8号と同期したGOSAT/TANSO-
外割混合によるフライアッシュのコンクリートへの大量有効利用に関する研究

単位セメント量を一定としフライアッシュを外割で混合するコンクリートの調合則の確立を目的として,フレッシュ,強度,耐久性状から検討を行った.1.フレッシュ性状に関する検討単位水量165kg/m^3,185kg/m^3の調合において単位フライアッシュ量と骨材量の関係における普通コンクリート,中流動及び高流動コンクリートの領域を明確に区分することができた.2.強度性状に関する検討圧縮強度の発現性状に関して,フライアッシュ外割コンクリートは,材齢初期から強度が高く,長期にわたって圧縮強度が増大する事が確認できた.強度に関する等ポテンシャルラインを示して内割および外割の調合槻念の違いを明確にし,外割における調合と強度性状との関係を明らかにした3.耐久性状に関する検討フライアッシュのポゾラン反応によるCa(OH)_2と硬化体組織が緻密化を定量的に評価して,それぞれと単位フライアッシュ量の関係を定式化し,最終的には中性化速度に関する等ポテンシャルラインを示すことができた.これらよりフライアッシュを外割大量使用する場合に,調合時点で普通コンクリート,中流動及び高流動コンクリートの設定ができ,なおかつ圧縮強度の予測及び耐久性の評価を行うことが可能となった.また本方法で混合できるフライアッシュ量は最大640kg/m^3と極めて大きいことが確認できた.単位セメント量を一定としフライアッシュを外割で混合するコンクリートの調合則の確立を目的として,フレッシュ,強度,耐久性状から検討を行った.1.フレッシュ性状に関する検討単位水量165kg/m^3,185kg/m^3の調合において単位フライアッシュ量と骨材量の関係における普通コンクリート,中流動及び高流動コンクリートの領域を明確に区分することができた.2.強度性状に関する検討圧縮強度の発現性状に関して,フライアッシュ外割コンクリートは,材齢初期から強度が高く,長期にわたって圧縮強度が増大する事が確認できた.強度に関する等ポテンシャルラインを示して内割および外割の調合槻念の違いを明確にし,外割における調合と強度性状との関係を明らかにした3.耐久性状に関する検討フライアッシュのポゾラン反応によるCa(OH)_2と硬化体組織が緻密化を定量的に評価して,それぞれと単位フライアッシュ量の関係を定式化し,最終的には中性化速度に関する等ポテンシャルラインを示すことができた.これらよりフライアッシュを外割大量使用する場合に,調合時点で普通コンクリート,中流動及び高流動コンクリートの設定ができ,なおかつ圧縮強度の予測及び耐久性の評価を行うことが可能となった.また本方法で混合できるフライアッシュ量は最大640kg/m^3と極めて大きいことが確認できた.単位セメント量を一定としフライアッシュを外割で混合するコンクリートの調合則の確立を目的として,フレッシュ,強度,耐久性状から検討を行った。1.フレッシュ性状に関する検討単位水量165kg/m^3,185kg/m^3の調合において単位フライアッシュ量と骨材量の関係における普通コンクリート,中流動及び高流動コンクリートの領域を明確に区分することができた.2.強度性状に関する検討圧縮強度の発現性状に関して,フライアッシュ外割コンクリートは,材齢初期から強度が高く,長期にわたって圧縮強度が増大する事が確認できた.また圧縮強度は単位フライアッシュ量が増加するに伴い増大しており,両者の間の関係を把握できた.3.耐久性状に関する検討促進中性化試験の結果,フライアッシュを用いた全ての調合においてセメント単味のの場合に対し中性化の進行が遅延しており,フライアッシュのポゾラン反応によるCa(OH)_2の消費よりも硬化体組織が緻密化する効果が卓越することを確認し,別に行った透気係数及びCa(OH)_2含有量の測定からも定量的に検証できた。従ってフライアッシュ使用量から中性化性状が予測可能であることを示した.これらよりフライアッシュを外割大量使用する場合に,調合時点で普通コンクリート,中流動及び高流動コンクリートの設定ができ,なおかつ強度の予測及び耐久性の評価を行うことがある程度可能となった.また本方法で混合できるフライアッシュ量は最大640kg/m^3と極めて大きいことが確認できた.次年度は更に詳細に検討を行う.単位セメント量を一定としフライアッシュを外割で混合するコンクリートの調合則の確立を目的として,フレッシュ,強度,耐久性状から検討を行った.1.フレッシュ性状に関する検討単位水量165kg/m^3,185kg/m^3の調合において単位フライアッシュ量と骨材量の関係における普通コンクリート,中流動及び高流動コンクリートの領域を明確に区分することができた.2.強度性状に関する検討圧縮強度の発現性状に関して,フライアッシュ外割コンクリートは,材齢初期から強度が高く,長期にわたって圧縮強度が増大する事が確認できた.強度に関する等ポテンシャルラインを示して内割および外割の調合概念の違いを明確にし,外割における調合と強度性状との関係を明らかにした3.耐久性状に関する検討フライアッシュのポゾラン反応によるCa(OH)_2と硬化体組織が緻密化を定量的に評価して,それぞれと単位フライアッシュ量の関係を定式化し,最終的には中性化速度に関する等ポテンシャルラインを示すことができた.これらよりフライアッシュを外割大量使用する場合に,調合時点で普通コンクリート,中流動及び高流動コンクリートの設定ができ,なおかつ圧縮強度の予測及び耐久性の評価を行うことが可能となった.
ヒト子宮頸管熟化に関わるヒアルロン酸合成酵素の遺伝子発現および分子量変化の意義

非妊娠時および分娩時の子宮頚部組織の一部を用いて、組織中のヒアルロン酸合成酵素遺伝子(HAS)発現を、Quantitative Real Time RT-PCRを行ない測定した。その結果、(1)子宮頚部にHAS1、HAS2、HAS3が発現すること、(2)HAS2、HAS3の発現が、HAS1の発現に比較して、増強していること、(3)HAS2の発現は、分娩直後の子宮頚部において、著明に低下することが認められた。以上より、子宮頚部におけるHASの発現は、分娩時と非妊娠時において異なることから、HASが子宮頚部熟化に関与することが推定された。さらに、HAS抗体を用いた免疫組織学的検討により、その局在部位は、子宮頚部線維芽細胞であることが確認された。また、培養ヒト子宮頚部線維芽細胞を用いて、HAS発現の変化を検討した。妊娠後期の子宮頚部熟化時に子宮頚部組織に誘導されるサイトカインおよびエストロゲン、プロゲステロンを培養液中に添加し、熟化した子宮頚管の状びを再現した。その結果、IL-1β添加によりHAS2、HAS3発現が、濃度依存性および時間依存性に増強した。IL-8、エストロゲン、プロゲステロン添加では、発現の変化は認められなかった。また、HAS1の発現は認められなかった。以上より、子宮頚部熟化時のHA代謝に関与するのはHAS2、HAS3であり、IL-1βがその作用を増強させるケモカインであることが推定された。さらに、細胞内シグナル伝達経路を検討する目的で、IL-1レセプター・アンタゴニストおよびactivating protein-1(AP-1)系を特異的に抑制する物質であるSB203580を用いて同様の検討を行ない、IL-1βは、IL-1レセプターとAP-1系を介して、HAS発現を引き起こすことが推定された。われわれの既報の所見、および以上の結果より、IL-1βがHAS発現を引き起こすことにより、ヒアルロン酸産生を促進する。特に低分子ヒアルロン酸を誘導するHAS2およびHAS3が、この経路に関与していることが、推定された。したがって、HAS2およびHAS3の発現を促すことにより子宮頚部の熟化を引き起こすことが理論上可能であることが示唆され、今後は新規薬剤の開発に向けた検討を行う予定である。産婦人科良性疾患の適応により子宮全摘出術を施行された非妊娠婦人(n=2)および分娩時の妊婦(n=2)より同意を得た後に、子宮頚部組織の一部を採取し、組織total RNAをAGPC法により抽出した。ヒアルロン酸合成酵素遺伝子(HAS)に特異的なPCR primer(既報)とprobe(既報)を用いて、ABI PRISM7700 Sequence Detector(Perkin-Elmer)により、QuantitativeReal Time RT-PCRを行ない、各検体中のHAS1、HAS2、HAS3の発現量を測定した。その結果、(1)HAS1、HAS2、HAS3の子宮頚部における発現が認められた。(2)HAS2、HAS3の発現は、HAS1の発現に比較して、子宮頚部において増強していることが認められた。(3)HAS2の発現は、分娩直後の子宮頚部において、著明に低下することが認められた。次に、産婦人科良性疾患の適応により子宮全摘出術を施行された非妊娠婦人より同意を得た後に、子宮頚部組織の一部を採取し、線維芽細胞を培養し、得られた培養細胞を用いて、HAS発現の変化を検討した。妊娠後期の子宮頚部熟化時に子宮頚部組織に誘導されるサイトカインおよびエストロゲン、プロゲステロンを培養液中に添加し、熟化した子宮頚管の状態を再現した。

妊娠後期の子宮頚部熟化時に子宮頚部組織に誘導されるサイトカインおよびエストロゲン、プロゲステロンを培養液中に添加し、熟化した子宮頚管の状びを再現した。その結果、IL-1β添加によりHAS2、HAS3発現が、濃度依存性および時間依存性に増強した。IL-8、エストロゲン、プロゲステロン添加では、発現の変化は認められなかった。また、HAS1の発現は認められなかった。以上より、子宮頚部熟化時のHA代謝に関与するのはHAS2、HAS3であり、IL-1βがその作用を増強させるケモカインであることが推定された。さらに、細胞内シグナル伝達経路を検討する目的で、IL-1レセプター・アンタゴニストおよびactivating protein-1(AP-1)系を特異的に抑制する物質であるSB203580を用いて同様の検討を行ない、IL-1βは、IL-1レセプターとAP-1系を介して、HAS発現を引き起こすことが推定された。われわれの既報の所見、および以上の結果より、IL-1βがHAS発現を引き起こすことにより、ヒアルロン酸産生を促進する。特に低分子ヒアルロン酸を誘導するHAS2およびHAS3が、この経路に関与していることが、推定された。したがって、HAS2およびHAS3の発現を促すことにより子宮頚部の熟化を引き起こすことが理論上可能であることが示唆され、今後は新規薬剤の開発に向けた検討を行う予定である。
どのような親のストレスが子どもの発達や健康に影響するかー前向きコホート研究

本研究は環境省「子どもの健康と環境に関する全国調査(エコチル調査)」の九州大学サブユニットセンターの追加調査として実施するものである。エコチル詳細調査に参加する子どもが3歳になった時点で、その母親を対象としてストレスに関する自記式質問票調査を行い、ベースラインデータとする。子どもが4歳になった時点で母親から同じ質問票への回答を得る。その1年間における子どもの健康状態や成長発達に関するデータを入手し、これらをアウトカムとする。母親のストレス及びその1年間の変化とアウトカムの関連について解析する。平成29年度にベースライン調査(3歳時調査)の大部分を実施済である。平成30年度は3歳時調査の残りと、追跡調査(4歳時調査)を実施した。研究対象者の転居等の理由により、ベースライン調査と追跡調査の両方が実施できたのは当初予定していた220名より減少し、192名となったが、アンケートへの参加率はひじょうに良好であった。本調査はエコチル全体調査で行われる4歳時質問票調査および4歳時詳細調査と同時に実施することとしており、そのため調査への高い参加率を得られたものと考えられた。3歳時および4歳時点の2回のアンケート結果をもとに、個々の母親のストレス・応答行動特性とその1年間の変化について検討し、参加者全員に結果を送付した。結果票には、結果の見方について説明した文書を同封した。1名から結果についての問い合わせがあり、対応した。平成30年度末までに、当初の予定通り全てのベースライン調査および追跡調査を終了し、平成31年度は主にデータの解析を行う予定である。3歳時および4歳時のアンケート調査は当初の予定よりやや早く、平成30年度中に終了した。参加者の転居等により、2回とも本研究に参加できた人数は当初の予定より減少したが、エコチル詳細調査対象者の本研究への協力率はひじょうに高く、調査の実施方法(実施のタイミングや実施内容、謝礼等)は妥当であったと考えられる。エコチル調査事務局の調査員との連携も十分取れており、スムーズな調査実施ができたと思われるため、おおむね順調に進展していると考えられた。平成31年度は主としてデータ解析を行う。エコチル全体調査および詳細調査によって得られる、その1年間における子どもの健康状態および精神神経系/身体発達に関するデータを入手し、これらをアウトカムとする。母親のストレスおよびその1年間の変化とアウトカムの関連について解析を行う。本研究は環境省「子どもの健康と環境に関する全国調査(エコチル調査)」の「追加調査」の一つとして実施するものである。エコチル調査は平成26年3月までに参加者登録が完了し、現在追跡調査が行われている。本研究の対象者は、エコチル調査九州大学サブユニットセンターにおいてエコチル「詳細調査」に参加する母子223組を対象としている。質問票は社会関係性におけるストレス応答行動特性や、自律性(オートノミー)を測定する質問項目からなり、我々が先行研究において開発したものである。平成29年度は3歳児の親を対象としたアンケート調査約220件を施行し、ベースライン調査はほぼ終了した。3歳児調査と並行して、4歳児のエコチル詳細調査の際にその親を対象としたアンケートを実施した。3歳・4歳時点でのアンケート調査が終了した参加者(約100名)については、1年間のアンケート結果の変化をもとに結果の解析を行った。すなわち、セルフレギュレーション、対象依存(失意)、対象依存(怒り)、不利な状況、受容欲求の非充足感、利他性、利己性の各項目についての回答(3歳時および4歳時)を得点化し、3歳時と4歳時に分けてグラフ化して1年間の変化をみたものである。結果とその見かたについて分かり易く説明した文書を作成し参加者に郵送にて返却した。平成30年度も引き続き4歳児の親へのアンケート調査を実施し、参加者個人への結果返却を行うと同時に、全調査が終了したら子どもの成長・発達と親のストレス・ストレス応答行動特性について全体としてどのような傾向があるのかを検討する予定である。3歳児、および4歳児の親に対するアンケート調査は子どものエコチル調査と同じタイミングで施行し、研究への参加率はひじょうに良好である(エコチル詳細調査に登録の3歳児223名中、約220名の親が研究に参加)。1年後の4歳時に施行するアンケート調査では、参加率は3歳と同様に良好であるが、遠方への転居等で4歳時の調査が九州大学サブユニットセンターで実施できない参加者が複数みられた。本研究は3歳、4歳の2回アンケート調査を実施するため、当初予定していた参加者よりも減ってしまうことになるが、参加者の大幅な減少はない見込みである本研究は環境省「子どもの健康と環境に関する全国調査(エコチル調査)」の九州大学サブユニットセンターの追加調査として実施するものである。

平成30年度は3歳時調査の残りと、追跡調査(4歳時調査)を実施した。研究対象者の転居等の理由により、ベースライン調査と追跡調査の両方が実施できたのは当初予定していた220名より減少し、192名となったが、アンケートへの参加率はひじょうに良好であった。本調査はエコチル全体調査で行われる4歳時質問票調査および4歳時詳細調査と同時に実施することとしており、そのため調査への高い参加率を得られたものと考えられた。3歳時および4歳時点の2回のアンケート結果をもとに、個々の母親のストレス・応答行動特性とその1年間の変化について検討し、参加者全員に結果を送付した。結果票には、結果の見方について説明した文書を同封した。1名から結果についての問い合わせがあり、対応した。平成30年度末までに、当初の予定通り全てのベースライン調査および追跡調査を終了し、平成31年度は主にデータの解析を行う予定である。3歳時および4歳時のアンケート調査は当初の予定よりやや早く、平成30年度中に終了した。参加者の転居等により、2回とも本研究に参加できた人数は当初の予定より減少したが、エコチル詳細調査対象者の本研究への協力率はひじょうに高く、調査の実施方法(実施のタイミングや実施内容、謝礼等)は妥当であったと考えられる。エコチル調査事務局の調査員との連携も十分取れており、スムーズな調査実施ができたと思われるため、おおむね順調に進展していると考えられた。平成29年度に行ったアンケート結果の解析は、母親が自分の感じているストレスやストレス応答行動特性の傾向を知り、また子どもが3歳から4歳になる間に自身の感じるストレスやストレス対処行動にこの一年間でどのような変化があったかを知るものである。3歳時調査(ベースライン調査)はほぼ終了したが、平成30年度も引き続き4歳児の親へのアンケート調査を実施していく。4歳時調査の大部分が平成30年度から平成31年度前半までに終了する予定であり、3歳および4歳の2回の調査が終了した後は、エコチル詳細調査より入手する子どもの成長・発達に関する諸データと、親の心理的傾向・ストレス応答行動特性との関連について詳細な解析を行う予定である。平成31年度は主としてデータ解析を行う。エコチル全体調査および詳細調査によって得られる、その1年間における子どもの健康状態および精神神経系/身体発達に関するデータを入手し、これらをアウトカムとする。母親のストレスおよびその1年間の変化とアウトカムの関連について解析を行う。旅費50,000円を計上していたが、平成29年度は研究協力者との打ち合わせをメール回議等で実施できたこと、研究結果の学会等での発表がまだできなかったこと、等により旅費が不要となったため、次年度使用額が生じた。研究は順調に進んでおり、次年度以降はアンケート調査の解析結果の学会発表などを検討している。アンケート調査の参加者が当初の予定より少なくなったこと、および、平成30年度は主に調査実施を行い、結果の解析は平成31年度の課題であることから学会等で研究成果の発表を行う段階ではなかったこと、等により次年度使用額が生じた。
海外子女教育関連教育情報の流通化に関する研究

海外子女教育関連教育情報をデ-タベ-ス化し、1次情報を検索するスステム完成する事を、本研究の目的としている。海外子女教育関連教育情報とは、海外子女教育に関連した研究文献、カリキュラム資料、教材開発、学習指導等の文献や資料等を示すが、主として海外にある日本人学校、補習授業校、国内にある帰国子女受け入れ校等で作成された実践的教育情報である。これらの教育情報は、東京学芸大学の海外子女教育センタ-既にに数万件蓄積されており、光ディスクシステムとしてその1部の情報が蓄積されている。本研究では、東京学芸大学海外子女教育センタ-に蓄えられた1次情報を、将来的には他の地域からでも検索可能な流通システムを構築するため、その1次情報の検索システムを完成しようとするものである。このため次の目標を設定して、研究を進めた。1.検索のためのキ-ワ-ドシソ-ラスの開発2.検索システムの完成3.上記システムの試験的実験による評価その結果検索システムは完成したが、試験的な評価までは出来なかった。本研究の目的は、海外子女教育関連教育情報を、日本国内のみならず海外にある在外教育施設等に、資料そのものを示す1次情報を伝送させるシステムを完成する事である。本年度は、1.キ-ワ-ドシソ-ラスの開発と検索システムへの組み込みを実施した。(1)海外子女教育関連文献情報は既に約2,500件、光ディスクシステムに約17,000ペ-ジが入力されている。これらの各文献のキ-ワ-ドはフリ-キ-ワ-ドとして登録されているので、これを頻度別に出力させた。(2)上記のキ-ワ-ドを関連付けクラスタ-化して、5階層のシソ-ラス体系にまとめた。(3)本シソ-ラス体系が完備されるためには、上記の実践的教育情報以外の文献からキ-ワ-ドを抽出する必要があり、各専門家の協力により、シソ-ラス体系を完成させた。(4)システム内部で、自由キ-ワ-ドとシソ-ラスキ-ワ-ドを選別して登録できるようなプログラムは、時間の関係で完成出来なかった。来年度以降の課題である。本年度は、1.検索システムへの完成と、2.通信制御システムの開発の2つを重点的に実施した。その概要は以下の通りである。1.既に開発したシソ-ラス体系をシステムに組み込んだ。この場合、入力時はシソ-ラス辞書を参照しないで自由連想によるキ-ワ-ド入力としたが、システム内部で自由キ-ワ-ドとシソ-ラスキ-ワ-ドを選別して登録できるようなプログラムを完成した。2.通信制御システムを開発した。1つは、光ディスク側の画面制御であるが、これは検索システム側で実施し、その制御プログラムを完成させた。次に、ファクシミリ通信制御プログラムを組み込んだ。この時点で民間企業研究協力者と連係して、プログラムを作成した。3.上記の1.と2.のプログラム開発に時間がかかり、東京工業大学教育工学開発センタ-と東京学芸大学海外子女教育センタ-の間の通信の実験はできなかった。4.デ-タ入力は、継続して実施した。5.1次情報の著作権の問題が発生したので、専門家の意見を聞いたり、在外教育施設にアンケ-ト調査した。その結果70%は、本デ-タベ-スの作成に協力を得ることが出来た。本年度は、1.検索システムへの完成と、2.通信制御システムの開発と、3.著作権についての調査を重点的に実施した。1.検索システムについて既に開発したシソ-ラス体系をシステムに組み込んだ。この場合、入力時はシソ-ラス辞書を参照しないで自由連想によるキ-ワ-ド入力とするが、システム内部で、自由キ-ワ-ドとシソ-ラスキ-ワ-ドを選別して登録できるようなプログラムを完成させた。2.通信制御システムについて1つは、光ディスク側の画面制御であるが、これは検索システム側で実施し、その制御プログラムを完成させた。次に、ファクシミリ通信制御プログラムを組み込む予定であったが、民間企業研究者の協力が得られず、プログラムが完成しなかった。3.著作権の調査について通信制御プログラムが成功しなかったので、実験ができなかった。

このため、在外教育施設から送付されてきた文献の著作権について、調査した。以上から、本システムは中途半端な結果となってしまったが、実用的なシステムを完成させるには、かなり大規模で組織的な取り組みが必要である。本研究結果では、実験的な検索システムを完成したに留まった。
複素トーラス上の定積分の研究

Wiringer積分とは超幾何積分表示を楕円曲線上に持ち上げることによって生まれた4つのテータ函数の複素冪積の積分のことである.これを出発点として楕円曲線上あるいは複素トーラス上に超幾何積分の新たな一般化を考え解析を行なうための基礎的研究を行った.一般化には2つの方向性があり,ひとつは楕円曲線上の分岐点の数を4点以上にした乗法的函数の積分であり,これの満たす微分方程式を作成やこの積分とモノドロミー変形との関連を調べた.もうひとつは積分の領域を2次元アーベル曲面上で考えるものであり,テータ因子の配置のツイス(コ)トホモロジー群の構造を明らかにした.Wiringer積分とは超幾何積分表示を楕円曲線上に持ち上げることによって生まれた4つのテータ函数の複素冪積の積分のことである.これを出発点として楕円曲線上あるいは複素トーラス上に超幾何積分の新たな一般化を考え解析を行なうための基礎的研究を行った.一般化には2つの方向性があり,ひとつは楕円曲線上の分岐点の数を4点以上にした乗法的函数の積分であり,これの満たす微分方程式を作成やこの積分とモノドロミー変形との関連を調べた.もうひとつは積分の領域を2次元アーベル曲面上で考えるものであり,テータ因子の配置のツイス(コ)トホモロジー群の構造を明らかにした.2次元複素トーラス(じつはJacobian)上からテータ因子を2つぬいた空間を考える.このテータ因子上で分岐した多価函数により基本群の1次元表現からきまる局所系係数のホモロジーを調べた.結果はH_0,H_1,H_3,H_4は消えていることがわかり,H_2については基底を具体的に構成した.H_2は複素6次元あり,1次独立なホモロジー類は構成の仕方に応じて計3種類に分けられ,「大域的な」ホモロジー類と呼んでいるもの1つ,「配置に付随する」ホモロジー類1つ,「テータ因子(種数2のリーマン面)の種数に付随する」ホモロジー類4つある.射影空間の超平面配置で構成されるものとの違いは,とくに大域的なものとテータ因子の種数に付随するものにあり,これが射影空間の幾何と複素トーラスの幾何の違いを物語っている.この種のホモロジー類の構成は射影空間以外では新しいのではないかと思われる.これは複素トーラス上の定積分の積分領域を考える際の基礎となる結果である.また,接続問題モノドロミー問題や微分方程式を考える際の基礎となる.1次元トーラス上9点分岐の積分論と関係して,q差分第6パンルヴェ方程式の漸近解析と接続問題に関する結果を得た.連続第6パンルヴェ方程式の接続問題や漸近解析にqに関する極限をとることにより応用が期待される.さらに1次元トーラス上の積分の満たす線形方程式の一般化として,結節点を持つ有理曲線上の線形微分方程式のモノドロミ保存変形の定式化に関する結果を得た.これは従来は非特異リーマン面上に限ったモノドロミー保存変形の理論を特異点のある多様体に拡張するための出発点と考えられる.2次元ヤコビ多様体からテータ因子をふたつ抜いた空間を考える.テータ因子で分岐する多価函数による基本群の1次元表現から決まる局所系係数のツイストホモロジー群H_2の基底の構成のうち,配置に付随するツイストホモロジー類の構成では,ツイストサイクルの「へり」がテータ因子上の曲線のとり方によるが,どのようなとり方でもツイストホモロジー類は同一であることが証明された.ごの種の状況は射影.空間における超平面配置ではおこり得ない問題であった.これにより,きまざまな多様体上(とりあえずは2次元)の必ずしも超平面ではない配置に対するツイストホモロジー類の厳密な構成法を確立したといえる.さまざまな応用がかんがえられ,射影平面上で考えた場合でも直線ではない配置、たとえば楕円曲線が現れる場合の構成に示唆を与えるものと考える.従来超幾何積分は高々2次式のべき積の積分で定義されており,分岐が現れる多様体はすべて本質的に射影空間であるが,.必ずしもそうでない新たな超幾何積分を定義できる可能性がある.Riemann-Wirtinger積分の基礎付けをツイスト(コ)ホモロジー論によって与える研究は以前より続けられてきたが証明法に改善を加え査読論文として掲載が決まった.これは1次元トーラス上の積分の構成に関し過不足なく積分を与える方法,接続問題,コホモロジーの微分加群としての構造を調べる際の基礎となる結果である。またこの結果を利用してレベル一般のモジュラー曲線上のWhtinger積分から決まるフックス型方程式の特性指数についての研究に関し結果を得,論文化した.ガルニエ系の解の行列式表示とパデ近似の関係について明らかにしたほか,高階シュレジンガー系の解とパデ近似の拡張理論との関係について研究に進展があった.三重大学の川向洋之氏と共同で差分ガルニエ系の構成について研究を推進した.昨年度では、1次元複素トーラスからn点を除いた空間上のツイストコホモロジーをDeligneの系6.10に基づきスペクトル系列を用い決定した。これは2012年に眞野氏との共同研究で得た結果の別証明である。本年度(平成25年度)はこの手法を2次元に応用し、以下のような結果を得た。即ちXを2次元アーベル多様体,D_1,...D_Nを正規交差するN個のテータ因子とし,Xからこれらを除いた補集合をMとする.M上の局所系係数のコホモロジーはH2以外は消滅する。

またH2にはDに沿った極に関する適当なフィルトレーションの構造が入りコホモロジー基底を与える有理型2形式を具体的に選ぶことができる。2次元のXの場合で新たに導入した手法は、消滅の証明で用いたツイストDolbeaultコホモロジーおよびDeligneによる対数微分形式の層の、極の位数による分解である。これらを導入した結果、消滅の証明は比較的シンプルなものとなり、H2のコホモロジー基底の計算もテータ函数の複雑な計算は殆ど必要とせず、スペクトル系列の代数的計算で求められるようになった。またここでの手法は一般n次元アーベル多様体に対するテータ因子の配置のコホモロジーの研究にも応用可能と思われる。眞野は、高階の線形微分方程式のシュレジンガー変換がエルミート-パデ近似と同時パデ近似の間の双対性を用いて記述できることを明らかにし、応用として、あるモノドロミ保存変形の特殊解として現れる超幾何関数の繰り返し積分による積分表示を得た。また本研究で得られたシュレジンガー変換のアルゴリズムを正則点に対して適用することにより、見かけの特異点の生成および解消のアルゴリズムが得られ、これはWirtinger積分のみたす微分方程式を構成する際に余分な見かけの特異点が現れるという困難を回避するために役立つことが期待される。1次元トーラスのツイストコホモロジーについては,Watanabe(2007)およびMano-Watanabe(2012)により構造が詳しく調べられたが,そこでの手法は特異点周りの局所的考察ののちMittag-Lefflerの定理を応用する函数論的なもので複雑な計算を伴い,高次元への一般化がしづらいものであった.ところが,平成24年度ではこれらの論文で得られた結果を,Deligneの対数的DeRhamコホモロジー論およびスペクトル系列を用いることにより,複雑な計算を伴わなわず非常に簡易に導くことができた(https://www.sites.google.com/site/watanabehumihikonopejiに5月上旬に結果要約公開予定).ここでなされた議論はどの部分も容易に高次元化ができるような姿をしているので,この研究課題の目的である2次元複素トーラスのツイストコホモロジーの研究に応用できるのではないかと考えている.しかもこの方法を射影空間の超平面配置の幾何学に応用することも可能ではないかと考えられ,青本・喜多氏の著書にある議論よりかなり短い議論で同様の結果に到達できる可能性がある.Mano-Watanabe(2012)の応用として,眞野智行は,自然数Nに対して1次元複素トーラス上のN等分点に零点をもつテータ関数の冪積の積分(レベルNのWirtinger積分)についてこれがレベルNのモジュラー曲線上で定義されたフックス型微分方程式の解となることを示し,また確定特異点における特性指数を明示的に記述した.これはKyushu J. Math. (2012)に出版された.研究が進展した結果,論文化もできている部分もある.その一方で,ツイストホモロジー類がテータ因子上の曲線のとり方によらず同一のものを定めるということの証明は,4次元トポロジーの技巧を駆使しておこなうため難解なものであり,類似の問題がこれまでの超幾何函数論にはなかったため,これの解決に予定をこえて時間を消費してしまった(最終解決は1月末).このためコホモロジーの考察に遅延が見られる.25年度が最終年度であるため、記入しない。1次元トーラス上の積分は眞野により結果が導かれていることからほぼ予定通りの進行であるといえる.
脳虚血時のニューロステロイド生合成系にヒト中枢神経系CYP1B1が与える影響

本研究では、ヒトアストロサイトモデル細胞であるMOG-G-CCM細胞を用いて脳虚血モデルとして汎用されている低酸素低グルコース負荷(Oxygen Glucose Deprivation : OGD)モデルを作成し、中枢神経細胞に虚血様負荷を与えた際のニューロステロイド生合成の制御にCYP1B1が与える影響について検討を行った。【研究方法】1、OGDモデル作成MOG-G-CCM細胞をプレートに播種した後、OGD培地(グルコース不含)を添加した。その後、脱酸素剤および嫌気指示薬の入ったアネロパック角型ジャーの中に入れ、CO2インキュベーター内で5時間培養を行った(OGD処理)。OGD処理後、プレート内の培地は通常培地へ戻し培養した。2、OGDモデルにおけるニューロステロイド合成酵素系および17β-エストラジオールの発現解析CYP1B1はニューロステロイド生合成系において、17β-エストラジオールの水酸化を行いエストロゲン代謝に寄与している。そこで、MOG-G-CCM細胞にOGD処理を行い、処理後のCYP1B1、ニューロステロイド合成酵素系の一つであるCYP17A1のmRNA発現量をリアルタイムPCR法により測定した。また、17β-エストラジオールの生成については細胞免疫染色法により解析した。【研究成果】OGD処理により、MOG-G-CCM細胞におけるCYP1B1の発現が0.62倍に抑制された(p<0.001)。一方、CYP17A1の発現量に変化は認められなかった。また、17β-エストラジオールの生成はMOG-G-CCM細胞において認められなかった。上記結果より、虚血条件下のヒトアストロサイトにおいてCYP1B1発現は抑制される一方で、CYP17A1の発現は変化しない可能性が示唆された。また、MOG-G-CCM細胞において17β-エストラジオールの生成は認められず、ヒトアストロサイトにおける17β-エストラジオール産生機構を見出すことが出来なかった。しかし、虚血様負荷によるCYP1B1発現の低下は、ニューロンなどのアストロサイト以外の脳神経構成細胞から分泌された17β-エストラジオールの水酸化を抑制し、ニューロステロイド代謝を負に制御する可能性が示唆された。
木漏れ日を活かした都市緑化空間のための設計支援ツールの開発

都市緑化の設計や計画の際に、樹木の日射遮蔽効果を熱・紫外放射環境として定量的に予測・評価するツールの開発に向け、昨年度に提案した樹木の日射遮蔽モデルを用いて、都市緑化の設計に役立っ知見を得るために、以下の2カ所の実在市街地において、樹種や樹木の配置が異なる様々な都市緑化について、樹木の日射遮蔽効果を比較した。1)北と東側を高層ビル群に囲まれた公開空地における夏季と冬季の樹木による生活空間の日射調整効果を、樹高10m程度の樹冠形状と日射透過率が異なる高木落葉樹であるイチョウ、ケヤキ、モミジバフウ、プラタナス、サクラで比較した。評価は、地上高さ1.5mにおける平均放射温度と紫外放射スカラー照度を用いた。その結果、夏季の日射遮蔽,冬季の日射取得,夏季の紫外放射の遮蔽のそれぞれで有利となる樹種が異なり,樹木の日射遮蔽効果を多面的に捉えながら樹種を検討する必要性を示した。2)歩行者天国となる南西から北東へ伸びる街路空間を対象に、配植が異なる16ケースで樹木による夏季日中の紫外放射遮蔽効果を、地上高さ1.5mにおける紫外放射スカラー照度と、人体を想定した微小六面体の各面が受ける紫外放射量で比較した。その結果、太陽高度が高い時間帯は、微小六面体の上面を効果的に遮蔽する大きな樹冠が最も有効であった。その一方で太陽高度が低い時間帯は、建物壁面からの反射が影響するため、微小六面体の鉛直面への遮蔽効果が高い多層植栽が有効であり、街路樹の形態と反射面との位置により、配植や樹冠形状を検討する必要性を定量的に示した。今後,これらの成果を基に実務での緑化設計支援に向けた樹木モデルのデータベース作成に取り組む予定である。(抄録なし)本研究は都市緑化の設計や計画の際,樹木の日射遮蔽効果を熱・紫外放射環境として定量的に予測・評価するツールの開発を目的とし,1)CGの樹木を用いた樹冠部の日射透過率のモデル化,2)熱・紫外放射環境シミュレータと樹木モデルの構築,3)数値シミュレータのための都市緑化用樹木のデータベースの作成を行う。このうち当該年度は,1)と2)に取り組み,樹木の形態的な特徴をパラメータとする樹木の日射遮蔽モデルを構築し,都市空間における木陰の熱・紫外放射環境を予測・評価した。1)CGで再現した樹種(イチョウ,ケヤキ,モミジバフウ,プラタナス,サクラ)の葉の密度が異なる樹木を用いて,樹木の形態と直達日射が樹影へ到達する確率(日射透過率}との関係を数値解析した。その知見を基に,樹種の違いと枝による遮蔽を表すため,既往の葉の密度,分布,角度をパラメータとした式に,A)枝の角度,B)樹冠形状が起因するクランピング係数,C)葉群と枝の配置関係を表す係数を考慮した日射透過率の算出式を提案した。B)とC)は新たに定義し,B)は日射通過距離の相対分散,C)は葉面積指数の関数として,回帰的にパラメータを定式化し日射遮蔽モデルを構築した。これにより,葉の密度が低いイチョウやケヤキは枝が影響し,密度が高いモミジバフウやサクラは葉と枝の分布が影響することを再現した。さらに,構築した日射遮蔽モデルの精度検証を行い,対象とした樹種の葉の密度の違いが比較可能であることを確認した。2)既往の3D-CAD対応熱環境シミュレータと,その短波放射解析アルゴリズムを基に紫外放射環境シミュレータを構築し,1)の日射透過率の算出式を樹木モデルへ導入した。そして,実在街区における樹木の樹種,配置,着葉状況の違いによる樹木の日射遮蔽効果を,樹影内の表面温度,木陰の平均放射温度,紫外放射照度として定量的に予測・評価できることを確認した。

その一方で太陽高度が低い時間帯は、建物壁面からの反射が影響するため、微小六面体の鉛直面への遮蔽効果が高い多層植栽が有効であり、街路樹の形態と反射面との位置により、配植や樹冠形状を検討する必要性を定量的に示した。今後,これらの成果を基に実務での緑化設計支援に向けた樹木モデルのデータベース作成に取り組む予定である。研究目的に挙げた項目のうち,現在までに1)の樹冠部の日射透過率のモデル化,及び2)既往の熱・紫外放射環境シミュレータへの導入を達成した。これにより,都市空間における様々な形態の樹木への適用ができ,提案した日射透過率の算出に必要な各パラメータが熱・紫外放射環境へ与える影響について感度分析を樹種別に行うことが可能となり,次年度の数値シミュレーションのための樹木のデータベースの検討へつながる成果となった。今年度に提案した日射透過率のモデル式を用いて,実際の都市空間における樹木の日射遮蔽効果を,数値シミュレータにより熱・紫外放射環境として予測・評価するために,設計に有用な樹木のデータベース(DB)を作成する。当初は実務者へのインタビュー調査を基にDBの作成を予定していた。しかし,今年度の解析より,樹冠部の日射透過率に影響する形態は,樹種別に感度が大きく異なることが示されている。したがって,様々な形態の樹木への対応を目指すにはまず,今年度一定として扱った樹齢,剪定による葉の密度・分布の変化についても,それぞれの形態が持つ特徴が,提案した日射透過率の算出式のパラメータに与える影響を検討した上でDBを作成した方が,より汎用性が高まると考える。そこで,樹齢と,実務書を基に密度が異なる剪定樹木をCGで作成し,その影響を分析した上でDBの作成を行うことを次年度の目的とする。(抄録なし)