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新時代の刑事手続における「事実解明」の意義に関する総合的研究

刑事手続において解明されるべき「事実」とはそもそも何かという問題関心のもと、刑事手続の「事実解明」機能の本来の在り方について理論的探究を行いながら、手続の様々な段階で問題となりうる個別具体的なトピックー例えば、(1)証拠法及び証拠調手続に関しては、伝聞法則の解釈・運用の在り方、証拠の関連性の判断基準(特に前科・類似事実の立証の問題)、挙証責任と推定の概念、被告人の証人適格論、(2)公訴・公判手続に関しては、訴因変更の要否の基準、訴因の明示・特定の基準、(3)捜査手続に関しては、取調べの録音録画制度の導入、などーについて、新たな法解釈論ないし法政策論を展開した。わが国において、刑事手続の俎上にのぼるべき(刑事手続における解明の対象とされるべき)「核心的事実」とは何かを明らかにし、また「核心司法」論と被害者や国民の抱くあるべき刑事手続(における事実解明)像との懸隔の状況(その有無も含めて)及びそれへの対応如何を検討することを試みるという目的のもと、前年度に引き続き、(裁判員裁判を含む)近年の公刊されたわが国の刑事裁判例を収集するとともに、裁判員制度等の運用に関する各種実態調査資料を収集し、これらの分析を行った。また、捜査手続のありかた等をめぐって審議継続中である法務省・法制審議会の議事録等の資料を収集し、これを分析する作業も、前年度に引き続いて行った。加えて、諸外国の刑事裁判に関する文献資料を収集し、当該国における刑事手続の事実解明機能のありかたを、わが国のそれと比較しつつ分析する作業も、継続して行った。特筆すべき具体的な研究実績として、まず、法務省および最高裁の裁判員制度に関する有識者懇談会等の議論状況を踏まえたうえで、いわゆる「書証から人証へ」の動きを理論的にどう評価すべきかを検討するとともに伝聞法則の解釈・運用のありかたについて提言を行う論文を公表した。また、平成24年12月に公表された最高裁事務総局「裁判員裁判実施状況の検証報告書」を、上記論文で示した私見に照らして検証する作業を行った。さらに、大阪地方裁判所で開催される研究会に参加して得られた知見をもとに、裁判員裁判全般の運用の現状とその問題点を独自に分析する作業を開始した。加えて、刑事手続に隣接する少年審判手続における事実認定のありかたについて、法制審議会少年法部会での議論も踏まえつつ、独自の分析・検討を行った。刑事手続において解明の対象とされるべき「核心的事実」とは何か、国民の抱くあるべき刑事手続像とは何か、またこの両者に懸隔はないか、仮にあるとしてそれに対していかに対処すべきかを検討するという目的のもと、前年度に引き続き、裁判員裁判を含む近年の公刊されたわが国の刑事裁判例を収集するとともに、裁判員制度等の運用に関する各種実態調査資料を収集し、これらの分析を行った。また、大阪地方裁判所で開催される裁判員裁判に関する研究会に参加して得られた知見をもとに、裁判員裁判全般の運用の現状とその問題点を独自に分析する作業も、引き続き行った。犯罪被害者の関係では、法務省で開催される意見交換会に参加して得られた知見をもとに、刑事手続に対する被害者のニーズや期待の在処を分析し、そうしたニーズと刑事手続の事実解明機能とをいかに調和させるかという観点から独自の研究を行った。さらに、捜査手続を含む刑事司法制度の在り方全般に関して、審議継続中である法務省・法制審議会の議事録等の資料を収集し、これを分析する作業も、前年度に引き続き行った。そのほか、諸外国の刑事裁判に関する文献資料を収集し、当該国における刑事手続の事実解明機能のありかたを、わが国と比較しつつ分析する作業も継続して行った。特筆すべき具体的な研究業績としては、刑事証拠法の個別論点に関するいくつかの研究がある。例えば、伝聞法則の適用範囲に関する従来の研究を総括する論文、前科・類似事実の立証による犯人性の推認に関する近時の最高裁判所判例に関する研究である。ただし、後者は媒体の発行時期との関係で、25年度中には公表に至らなかった。わが国において、刑事手続の俎上にのぼるべき(刑事手続における解明の対象とされるべき)「核心的事実」とは何かを明らかにし、また「核心司法」論と被害者や国民の抱くあるべき刑事手続(における事実解明)像との懸隔の状況(その有無も含めて)及びそれへの対応如何を検討することを試みるという目的の下、(裁判員裁判を含む)近年の公刊されたわが国の刑事裁判例を収集するとともに、裁判員制度等の運用に関する各種実態調査資料を収集し、これらの分析を行った。また、刑事事件の裁判手続のありかたは、その前段階である捜査手続のありかたとも密接に関係するところ、いわゆる「取調べの可視化」を中心として審議継続中である法務省・法制審議会の議事録等の資料を収集し、これを分析した。

以上に基づき、いわゆる「精密司法から核心司法へ」の動きを実証的に観察すること、および、今後のわが国の刑事司法手続の行く末を予測することを試みた。また、英米を中心として、諸外国の刑事裁判に関する文献資料を収集し、当該国における全体としての刑事手続のありかた、とりわけ刑事手続の事実解明機能のありかたを、わが国のそれとの比較という観点から探ることを試みた。以上の総論的研究に加え、各論的研究として、刑事手続の事実解明機能といわゆる訴因制度との関係について、とくに訴因変更手続の運用のありかたを中心として検討した論文を公表した。また、刑事事件の公判における事実認定のために使用が許されるべき供述証拠の種類に関し、いわゆる「犯行計画メモ」の証拠能力について、主に伝聞法則の意義との関係という観点から検討した論文を公表した。刑事手続において解明の対象とされるべき「核心的事実」とは何か、国民の抱くあるべき刑事手続像とは何か、またこの両者に懸隔はないか、仮にあるとしてそれにいかに対処すべきかを検討するという目的のもと、本年度も引き続き、大阪地方裁判所で開催される裁判員裁判に関する研究会に参加して得られた知見等も踏まえつつ、裁判員裁判を含む刑事裁判全般の運用の現状とその課題を独自に検討した。犯罪被害者との関係では、研究代表者も構成員の一人であった法務省の意見交換会が終了したが、そこで得られた知見をもとに、刑事手続に対する被害者のニーズや期待と刑事手続の事実解明機能とをいかに調和させるべきかについて、独自の研究を行った。さらに、取調べの可視化を含む刑事手続全般の改革に関する法制審議会特別部会の議論について、同部会の議事録及び最終取りまとめを具に検討し、刑訴法改正案の理論的正統性の有無及び今後の更なる制度改正の可能性を考察した。そのほか、諸外国の刑事裁判に関する文献資料を収集し、刑事手続の事実解明機能の在り方を、わが国と比較しつつ分析した。本年度の特筆すべき具体的業績としては、訴因制度の解釈論をめぐる近時の学説を批判的に検討した論文、及び、法制審特別部会の議論に関連して、被告人に証人適格を認める制度の導入の是非を検討した論文と、取調べの録音録画制度の意義と問題点を考察した論文を公表したほか、前年度の研究の成果である、前科・類似事実の立証による犯人性推認に関する最高裁判例に対する評釈を公表した。研究期間全体を通じ、捜査手続、公訴・公判手続、証拠法、少年審判という広い領域にわたって独自性のある研究を遂行し、その成果の一部を論文の形で公表する等して、上記の研究目的を達成できた。刑事訴訟法研究目的の達成に必要な国内外の文献資料その他の情報の収集・分析は、概ね順調に実行できている。また、研究目的に関連する個別トピックについて、既に複数の論文を執筆し、公表している。研究目的の達成に必要な国内外の文献資料その他の情報の収集・分析は、概ね順調に実行できている。研究目的の達成に必要な国内外の文献資料の収集・分析は、概ね順調に実行できている。24年度に引き続き、国内外の関連する文献資料の収集・分析を継続するとともに、その対象(例えば研究の対象国)を拡大する。内外の研究会や学会等に積極的に参加することで、文献に限定されない情報の収集にも努める。
「灰吹法」の実証的検証に基づくわが国における金・銀の製錬技術の技術史的研究

わが国における約2500年の金属利用の歴史の中で、特に金・銀に注目し、その純度を高める精錬技術の技術移転と定着、さらには技術発展に関して実証的な検証を行うことが、本研究の目的である。鉱石の採鉱から金属の製・精錬に至る技術の歴史の解明は、日本の技術史上たいへん重要である。しかし、従来の研究は文献史料調査に基づくため、文献史料自体の存在が希薄である古代の実状は詳らかでない。本研究の特徴は、新たに出土した実資料に対する科学的調査の成果に基づき、古代からの技術の変遷を実証的に検証することである。鉛を用いて金・銀の純度を上げる技術は、一般的には「灰吹法」として知られる。日本で最初に灰吹法を導入したとされる島根県大田市の石見銀山遺跡において、灰吹技術に関連するさまざまな遺物に対する科学的調査・研究に加え、灰吹技術の詳細を知るために実験的な検証を実施した。例えば、従来の説より低い温度で銀が吹き分けられる可能性を指摘し、また石見銀山における灰吹法にも炉の形態や灰の材質などに時代的変遷があることも確認した。これまで金・銀の純度を上げる灰吹の技術は、石見銀山に1533年にもたらされたとされてきた。今回、古代日本における最大級の生産遺跡である奈良県明日香村の飛鳥池工房遺跡の出土遺物を検討した結果、7世紀後半にすでに鉛を用いた金・銀の純度を上げる技術が行われていた痕跡を見いだすことができた。これは、いわゆる灰吹法の原型ともいえる技術である。この事実は、これまでの日本の科学技術史を書き換える大きな成果としてよかろう。また、15世紀後半から16世紀前半にかけて山梨県の甲斐金山群でも同様の技術が行われていた可能性を見いだすことができた。このように、本研究が我が国における「灰吹法」の技術的系譜を実証的に明らかにすることに寄与できたものと考える。わが国における約2500年の金属の歴史の中で、特に金・銀に注目し、その純度を高める精錬技術の技術移転と定着、さらには技術発展に関して実証的な検証を行うことが、本研究の目的である。わが国における鉱石の採鉱から金属の製・精錬に至る技術の歴史を解明することは、日本の技術史上たいへん重要であり、従来から試みられてきた。しかし、その論拠の拠りどころは、主に文献史料であるため、文献史料自体の存在が希薄である古代の状況はまったくわかっていないのが実情である。本研究は、従来からの文献史料の調査を踏まえつつ、最近の考古学的発掘によって新たに出土した実資料に対する科学的調査の成果に基づき、古代からの技術の変遷を実証的に検証する手法をとることを大きな特徴とする。本年の研究成果は、大きく2点に集約される。第1点は、8世紀後半に、金・銀の純度を上げる灰吹法の原型とも呼べる方法が、実際に行われていたことを具体的に奈良県飛鳥池遺跡から発掘された資料の分析に基づいて検証したことである。これにより、これまで16世紀まで下がるといわれていた日本での起源を850年程度も遡ることになった。この発見は、日本の科学技術史において大きく位置づけられよう。また、島根県大田市に位置する石見銀山遺跡において、実際に灰吹法に用いた鉄鍋を発見したことが第2点目である。

灰吹用の鉄鍋の発見自体は2例目であるが、これまで1533(天文2)年において導入されたとする灰吹法に鉄鍋を用いることが実際に現地で行われた物証として注目される。以上2点は、いづれも出土した炉跡や土塊、さらには土中から分別した銀-鉛合金の細粒を材料科学の分野で用いる蛍光X線、X線回折、EPMAなどの分析手法を駆使して行った成果である。わが国における約2500年の金属利用の歴史の中で、特に金・銀に注目し、その純度を高める精錬技術の技術移転と定着、さらには技術発展に関して実証的な検証を行うことが、本研究の目的である。わが国における鉱石の採鉱から金属の製・精錬に至る技術の歴史の解明は、日本の技術史上たいへん重要である。しかし、従来の研究は文献史料調査に基づくため、文献史料自体の存在が希薄である古代の実状は詳らかでない。本研究は、最近の考古学的発掘によって新たに出土した実資料に対する科学的調査の成果に基づき、古代からの技術の変遷を実証的に検証する手法をとることを大きな特徴とする。金・銀の純度を上げる灰吹法の原形と呼べる方法が、7世紀後半にまで遡ることを、本研究における昨年度の成果として報告した。今年度は、この技術が、15世紀後半から16世紀前半に行われていたことを、山梨県甲斐金山遺跡からの出土遺物の調査によって確認した。これらの調査成果に基づき、日本における鉛を用いた金銀を精錬する技術には、(1)古代タイプと(2)近世タイプの二通りの系譜がある可能性を示唆することができた。また、(2)近世タイプにも時代による変遷があり、骨灰を詰めた鉄鍋炉から、地面を掘り下げた地床炉を用いるようになることが、石見銀山遺跡の発掘に伴う科学調査によって明らかににすることかできた。これまで1533(天文2)年に日本で初めて導入されたとする灰吹法の原形がすでに古代から行われており、さらに灰吹法に用いる炉の形態にも歴史的変遷があることが実証されたことは、日本の科学技術史を書き換える重要な知見となると考えられる。
東アジアにおける徐福東渡伝承の形成と受容に関する研究

本研究は「徐福東渡伝承」をめぐって、東アジア各地域に残る徐福伝承の成立と伝播・受容を中心に考察した。主な研究成果としては、徐福が渡来したという熊野の新宮・済州島などについて、日本と韓国の関連資料を比較研究し、中国の泰山・岱廟・霊厳寺などのフィールド調査を行なった。また徐福が韓国・済州島に上陸した記念として正房瀑布に「徐市過此」という句を刻んだ徐福刻字の由来をめぐって考察した。さらに、山梨県富士吉田市には『宮下古文書』が遺っており、徐福と関連する明美湖の徐福像・徐福雨乞地蔵祠などを調査した。これらの研究成果は、国内外の学会・研究会に参加して発表し、学術論文を日本語と韓国語で執筆して公表した。初年度は、徐福東渡来伝承を検討するために、日本側の資料『神皇正統記』をはじめ、古文書・縁起書・地誌と、中国側の資料『史記』『三国志』『義楚六帖』と、韓国側の資料『海東諸国記』『太白逸史』などに見られる徐福伝説の記述を調査・渉猟し、諸文献の解読を進めた。また、中国山東大学において「東アジアの文化交流ー徐福日本渡来伝承をめぐってー」というテーマで講演を行った後、泰山・岱廟・霊巌寺などを調査した。泰山は秦の始皇帝の時から「封禅の儀式」が行われた聖なる山で、徐福と深く関わっている(2014年7月24日7月20日)。さらに、韓国の済州島の建国神話と関連がある漢孥山の「三姓穴」と、西帰浦にある「正房瀑布」「徐福記念館」を調査した。とくに徐福刻字は、徐福が済州島に上陸した記念として、正房瀑布の岩壁に「徐市過此」という句を刻んで西の方へ帰ったと伝えられ、その理由で「西帰浦」という地名が名づけられたという(2014年8月26日9月3日)。研究成果としては、「元暁大師と明恵上人ー高山寺関連資料を中心に」(『淵民学志』22、2014)、「明恵における光明真言土砂加持の信仰」(『Journal of East Asian Studies』5、2014)、袴田光康「『入唐求法巡礼行記』に描かれた在唐新羅人」(『洌上古典研究』43、2015)、堂野前彰子「古代日本文学に描かれた若狭ー琵琶湖水系と交易ー」(『若狭の塩、再考』、2014)などがある。平成27年度は、初年度の徐福伝説に関する資料調査を踏まえ、韓国側の資料『海東諸国記』『看羊録』『五山説林』などにみられる徐福伝説を文献学的側面から比較検討した。また、韓国慶尚南道の各地域に伝わる徐福伝説の現地調査と資料収集を合わせて行なった。咸陽の徳裕山は地理的に東方三神山の一つである方丈の智異山と連なっており、徐福は秦の始皇帝は不老草である「山参」を求めてきたといわれるが定かではない。さらに韓国で徐福伝説地として、南海島の良阿里の岩に刻み込まれた「徐市題名刻字」という刻字が残っている。その刻字は、徐市(福)が此の処を過ぎたという意味として解釈されている(2015年8月25日8月29日)。さらに、山梨県富士吉田市には『宮下古文書』が残っており、徐福渡来と関連する明見湖の徐福像・徐福雨乞地蔵祠・阿蘇山太神社境内の徐福祠など現地調査と資料収集を行なった(2016年1月26日1月29日)。研究成果としては、金任仲「百済王善光と長野善光寺」(『淵民学志』24輯、2015)、「明恵における光明真言土砂加持の信仰」(『絵解きと伝承そして文学』、2016)、袴田光康「東ユーラシアにおける庭園と蓬莱ー王朝庭園文学論序説ー」(『王朝文学と東ユーラシア文化』、2015)、「六条院と蓬莱ー庭園と漢詩をめぐってー」(『源氏物語の方法を考える』、2015)、堂野前彰子「日向神話の「韓國」ー『三国遺事』に描かれた「倭」と比較してー」(『冽上古典研究』第47輯、2015)などがある。徐福伝説に関連する現地調査と資料解読など、計画通り順調に進んでいる。最終年度の平成28年度は、徐福伝説に関連する史書・縁起書・古文書・地誌と、韓国側の資料『海東諸国記』『五山説林』『太白逸史』などと総合的に比較し、韓国・中国における徐福伝承の成立と伝播・享受を検討した。これと並行して、現在韓国海南島の摩崖石に「徐市起礼日出」の六字の籀文文字が残っているが、これは徐福集団が朝鮮半島を経由して日本に渡来した貴重な資料であり、その経緯と刻字の由来について、実地調査と資料収集を行なった(2016年8月23日27日)。また、済州島西帰浦の正房瀑布の岸壁には、徐福がこの地を出発する前に、上陸した記念として「徐市過此」を刻んだ文字が残っていると伝えられるが、その拓本を徐福記念館から提供されたことは、本研究において大いに寄与するだろう。

徐福の出航地については、『史記』『三国志』などに記されていないが、現在の山東省から浙江省にかけて諸説があり、江東省・徐福村、山東省・琅邪台など資料収集を通して、文献学的な立場から考証を行なった。研究成果としては、金任仲「新羅僧審祥の来日について」(『東アジア文化研究所紀要』7号、2016)、金任仲「日本華厳宗の祖師元暁大師」(『元暁寺会報』、2016)、袴田光康「須磨の祈りと天神信仰」(『物語研究』16号、2016)、袴田光康「徐福渡来伝承をめぐる断章ー寛輔のことー」(『翻訳と文化/文化の翻訳』12号、2017)、堂野前彰子『古代日本神話と水上交易』(三弥生書店、2016)、堂野前彰子「遠野物語に描かれた山の世界」(『遠野物語を読む』3、2016)、堂野前彰子「恋に生きるー小泉八雲の見た日本ー」(『文芸研究』129号、2016)などがある。本研究は「徐福東渡伝承」をめぐって、東アジア各地域に残る徐福伝承の成立と伝播・受容を中心に考察した。主な研究成果としては、徐福が渡来したという熊野の新宮・済州島などについて、日本と韓国の関連資料を比較研究し、中国の泰山・岱廟・霊厳寺などのフィールド調査を行なった。また徐福が韓国・済州島に上陸した記念として正房瀑布に「徐市過此」という句を刻んだ徐福刻字の由来をめぐって考察した。さらに、山梨県富士吉田市には『宮下古文書』が遺っており、徐福と関連する明美湖の徐福像・徐福雨乞地蔵祠などを調査した。これらの研究成果は、国内外の学会・研究会に参加して発表し、学術論文を日本語と韓国語で執筆して公表した。研究実施計画通り、順調に進んでいる。国内外の学会・研究会などで積極的に発表すると共に、東アジアにおける徐福東渡伝承の成立と受容の形態を明らかにした学術論文を学術雑誌に投稿し、その進捗状況をWeb上で広く社会に発信していく。日本文学今年度は、国内外の学会や研究会に積極的に参加して研究発表を行い、学術論文を日本と韓国語で執筆して学術雑誌に投稿すると共に、各地域の徐福伝説に関するホームページを立ち上げ、その進捗状況をWeb上で広く社会に発信していく。徐福の東渡伝承に関連する地域の国内調査の日程変更により、次年度使用額が生じた。物品費などから次年度使用額が生じた。丹後半島と佐賀市の金立神社などの現地調査と資料収集のために使用する予定である。次年度使用額と当該年度の所要額を本研究のために使用する。
魚類成長ホルモンの構造と活性

成長ホルモンは脊椎動物の脳下垂体から分泌されるタンパクホルモンであり、その名前の通り動物の成長を促進する。魚類の成長ホルモンを成長促進剤として増養殖に応用するために、本研究では、1).水産資源として重要なシロサケ、ウナギおよびコイの脳下垂体から、抽出あるいは器官培養によって成長ホルモンを精製し、一次構造を決定し、生物学的諸特性を明らかにした。2).シロサケおよびウナギの成長ホルモンの一次構造を基に、協和醗酵工業東京研究所との共同研究により、各々の成長ホルモンのcDNAを単離し、塩基配列を決定した。これらのcDNAを大腸菌に組み込んで、サケおよびウナギの成長ホルモンの大量生産を可能とした。3).遺伝子組換えによって生産される成長ホルモンを用いて、魚類への投与方法を検討し、液浴および胃内投与によって、魚類成長ホルモンの水産増養殖への応用に必要な課題を解決した。さらに、構造を基に分子進化ならびに構造と活性の関係を明らかにするために、魚類のプロラクチンおよび哺乳類の一種、クジラの成長ホルモンおよびプロラクチンを単離し、構造決定し、魚類ホルモンと比較した。魚類と哺乳類の成長ホルモンおよびプロラクチンの間で変異の少ない構造部分を特定した。また、一次構造に基づいて成長ホルモンとプロラクチンの分子の系統樹を作成した。両者の分岐の時期は約5億年前となり、成長ホルモン様タンパクの遺伝子は無脊椎動物に起源を有すると推定した。ラジオイムノアッセイ系を確立し、プロラクチンが魚類の淡水適応時の浸透圧調節に関与するのに対して、成長ホルモンは魚類の海水適応関与すること、海水中で成長しない、スタント,ギンザケの血中ホルモンレベルは、正常に成長するものの2倍から3倍も高いことなど、魚類生理学上新知見を明らかにした。当初の研究計画通り、シロサケ(s)の成長ホルモンはシロサケ、ギンザケ、およびニシマスの成長を促進することを証明して、これがサケ科魚類において実用化可能であることを示した。また、SGHは海水適応に関与することを示した。一方、遺伝子組換之法によりウナギ(e)のGHの大量生産を可能とした。さらに、コイ(c)のGHを精製した。【◯!1】シロサケのGH:sGH(1-10μg)をシロサケ、ギンザケ、およびニジマスの稚魚に7日於きに合計6回腹腔内注射した。10μg注射群のシロサケは注射開始から6週間目に対照群と比べて体長で1.8倍、体重で1.9倍の増加率を示した。ギンザケとニジマスにも同様の効果があった。また、GH溶液(30ppm)にシロザケを30分あるいは60分間、4日於きに5回液浴した。液浴群は最初の液浴から二四日目に対照群に比べて体長で1.2倍、体重で1.5倍となった。【◯!2】ウサギのGH:遺伝子組換之法によりeGHの大量生産を可能にした。手法は60年度のsGHの場合と同じである。またeGHの特異抗体を調製し、これを用いる免疫組織染色法で産生細胞を同定し、またラジオイムノアッセイ法を開発した。【◯!3】コイのGH:コイの脳下垂体塩酸アセトン抽出物をゲル濾過と高速液体クロマトグラフィーに付してcGHを精製した。これの分子量、等電点、およびアミノ酸組成を決定した。【◯!4】サケ科魚類におけるGHの生理学的特性:淡水から海水に移したシロサケ、ギンザケ、アマゴ、およびニジマスの稚魚の血中GH濃度は増加した。述に海水から淡水に移したとき血中GH濃度は減少した。また、高カルシウム水中で血中GH濃度は減少し、低カルシウム水中では増加した。

一方、淡水中のギンザケ血中GH濃度は概ね一定であったが、海水中では成長の悪い個体の血中GH濃度は正常に成長した個体の3倍も高いことがわかり、成長機構の解明に関し新しい検討課題となった。成長ホルモンは脊椎動物の脳下垂体から分泌されるタンパクホルモンであり、その名前の通り動物の成長を促進する。魚類の成長ホルモンを成長促進剤として増養殖に応用するために、本研究では、1).水産資源として重要なシロサケ、ウナギおよびコイの脳下垂体から、抽出あるいは器官培養によって成長ホルモンを精製し、一次構造を決定し、生物学的諸特性を明らかにした。2).シロサケおよびウナギの成長ホルモンの一次構造を基に、協和醗酵工業東京研究所との共同研究により、各々の成長ホルモンのCDNAを単離し、塩基配列を決定した。これらのCDNAを大腸菌に組み込んで、サケおよびウナギの成長ホルモンの大量生産を可能とした。3).遺伝子組換えによって生産される生長ホルモンを用いて、魚類への投与方法を検討し、液浴および胃内投与によって、魚類成長ホルモンの水産増養殖への応用に必要な課題を解決した。さらに、構造を基に分子進化ならびに構造と活性の関係を明らかにするために、魚類のプロラクチンおよび哺乳類の一種、クジラの成長ホルモンおよびプロラクチンを単離し、構造決定し、魚類ホルモンと比較した。魚類と哺乳類の成長ホルモンおよびプロラクチンの間で変異の少ない構造部分を特定した。また、一次構造に基づいて成長ホルモンとプロラクチンの分子の系統樹を作成した。両者の分岐の時期は約五億年前となり、成長ホルモン様タンパクの遺伝子は無脊椎動物に起源を有すると推定した。ラジオイムノアッセイ系を確立し、プロラクチンが魚類の淡水適応時の浸透圧調節に関与するのに対して、成長ホルモンは魚類の海水適応関与すること、海水中で成長しない、スタント・ギンザケの血中ホルモンレベルは、正常に成長するものの2倍から3倍も高いことなど、魚類生理学上新知見を明らかにした。
ユーザー動作創発型イノベーションの研究

リード・ユーザーがイノベーションを行う理由は、ニーズの時間先行性とニーズの解決誘因の二つを、ユーザーが抱えることにある(Hippel 1988)。リード・ユーザー法はイノベーション促進において従来の開発者がユーザーのニーズを理解する開発比べ、実現性、ニーズへの適合性、市場性の面で有効な方法である。しかし、リード・ユーザーの探索は困難であるため、(Hippel1988,2005,小川2006)リード・ユーザー法の活用は限定されている。その成果は、(1)特殊な経験を生み出すための共創すべきユーザー発見の枠組みとして、身体の特殊性と使用環境の特殊性の2つの次元が有効な場合あることを提示した。(2)ユーザーの動作創発の観点からの考察し、その内容を「アフォーダンスを活用した共創のサイクル」として提示した。ユーザーと開発者の共創によるイノベーション促進について焦点をあて調査を行った。具体的には、コモディティ化した製品のサンプルとして、スプーン製品をとりあげ、ユーザーと共創によるイノベーションを実現した青芳製作所の開発プロセスの調査、分析を行った。青芳製作所では、障害者向けに製品を開発するプロセスにおいて、ユーザーと製品との協調による価値の存在に気付き、ユーザーに制約がある場合に、新たな製品価値を生み出す可能性を発見した。その成果として、「開発スコープ」という概念を導き出し、その成果の一部を商業学会の全国大会で報告を行った。(題目「開発スコープ」のダイナミクスとイノベーション創発」)また、ユーザーとの競争を行う上で、どのようなユーザーをどのように探索することが有効であるかを考察するための調査を行った。Hippel (1988)の研究成果であるリードユーザーを発見ために、ピラミッディング(Hippel, Von E., Thomke, S., and Sonnack, M. (1999)、Hippel (2005)という手法がある。これは「先行類似分野」のリード・ユーザーからイノベーションを獲得する方法である。しかしその課題として先端類似分野を探すことの困難性がある。そこで本研究では、ターゲットユーザーからの乖離度に注目し、ユーザーの製品使用制約の次元とイノベーション促進の可能性について調査を行った。また、ユーザーの使用可能性以外にもアウトドア製品や軍事製品などの例にあるように特殊な環境にも可能性があると考え、環境次元について、ターゲットユーザーとの乖離度に注目し調査を行った。主に、日本メーカーがかつて世界のトップレベルにあった製品として、競泳水着製品の開発を調査を行った。その結果を、組織学会の全国大会で報告を行った(題目「「先端類似分野」発見枠組みと「リード・ユーザー法」の促進-日本の競泳水着製品のイノベーションとリード・ユーザー法の活用-」)研究計画に従い、ユーザーと一体になって使用する、ユーザーの動作の中で価値を生み出す製品に焦点をあて、調査および考察をおこなった。研究実績の具体的内容ユーザーによるイノベーションを活用することでイノベーションを促進する方法が、リード・ユーザー法(Hippel 1988)である。この方法は、価値創発を伴う革新的イノベーションの発生傾向が高い(Hippel 1988,2005)が、その発見は容易ではない(Hippel 2005,小川2006)。リード・ユーザー発見の手がかりを得るため、「エクストリーム・ユーザー」と呼ぶユーザーに注目し調査、考察を行った。エクストリーム・ユーザーは一般ユーザーでは経験できない特殊(極端)な状況で製品を使用するニーズを持ち、リード・ユーザーとなりうる場合がある(Luthje et al 2003, Hippel 2005)。そこで、(1)ユーザーと一体になって使用される製品、(2)ユーザーの動作の中で価値を生み出す製品という、二つの条件を満たす製品を対象とした開発プロセスの調査をもとに、エクストリーム・ユーザーの発見枠組みを提示した。意義エクストリーム・ユーザーの存在そのものは先行研究で指摘されていた(Hippel 2005, Brown 2010)。しかし、その具体的活動や、リード・ユーザーとの違いについて明確な説明がなされていなかった。本研究の意義は、エクストリーム・ユーザーを以下の二つの次元で捉えることで、その発見が容易になることである。1)ユーザーの身体能力における「標準」ユーザーとの乖離2)ユーザーの製品使用条件における「標準」ユーザーとの乖離。(ここで言う、「標準」ユーザーとは開発組織が日常的に設定しているユーザー)研究計画に従い、前年度までの調査、考察結果をもとに、「アフォーダンス」の概念をイノベーションに援用し、リード・ユーザーの資源である「特殊な経験」と、ユーザーの動作と製品との関係についてフレームを提示した。■研究実績の内容

イノベーションの源泉は、技術あるいは顧客ニーズに存在していると長年、位置づけられてきた(Mowery and Rosenberg 1979,Dosi 1982)。しかし近年、開発主体者の「創造」に注目が集まっている(野中1989,石井1993,野中・竹内1996)。本報告では、開発者と顧客との協働による創造について考察をした。調査事例に取り上げた、カップ焼きそばである。カップ焼きそば市場はこの数年減少傾向にあった。本事例は、「食用動作」を容器形状によって生み出すという新たな価値次元を創発し、新たな顧客の開発に成功した事例である。考察では、「アフォーダンス」(ギブソン1976、佐々木1994,2007)によるユーザーの動作創発の観点から行った。その内容を「アフォーダンスを活用した共創のサイクル」として提示した。さらにその促進のマネジメントとして、次の2点について発見があった。1開発者に内在するスキーマの存在に気付かせる効果がある。2ユーザーの動作の中で使用される製品の場合には、製品は動作を制御する。そのため動作を引き出す場合と、逆に動作を押し込めてしまう場合が存在することが発見された。つまり価値の創造には、動作の創造を製品によって行える場合があり、そのことを製品開発に組み込むことによってより価値創造の可能性が高まる。■意義環境、動作、製品イノベーションとの関係について促進手順を示す枠組みを提示できたことは、実務面への展開が期待できる。今年度は、次の2点を目標としていた。(1)先行研究および、前年及び今年度収集した具体的調査に基づき、動作と製品との関係およびその関係の中で新たな価値を生み出すプロセスを事実として記録する。(2)製品が動作を引き出すことによって、新たな価値を生み出すマネジメントについて考察を行う。(1)については、アウトドア製品および種類醸造設備製品を調査することができた。(2)については、学会報告(第61回商業学会全国大会)、および学術論文を通じた公開を行った。24年度が最終年度であるため、記入しない。先行研究では、「ツールキット」によるユーザーとメーカーの共創によるイノベーション促進が提唱されている。ツールキットの優位点と限界を確認しつつ、スポーツ、医療・介護製品について、ユーザーとメーカーによる共創イノベーションの促進を、アフォーダンスと動作創発の枠組みの中から考察をする。そのために、スポーツ、医療・介護製品の調査を継続すると共に、中間成果の報告と実務家、研究者との意見交換を実施する。
光エネルギーの可逆的貯蔵物質システム

光反応による高エネルギー物質の生成と光エネルギーの熱および電気エネルギーへの可逆的変換が本研究の目的である。1).π-電子系の関与する光エネルギーの変換貯蔵の研究では2個のピリジル基を有する水溶性新規ノルボルナジエンやカルボニル基を有するカゴ型ジエンを用いる貯蔵系が見出された。2).増感剤を利用する光エネルギーの化学的変換の研究ではノルボルナジエンの光異性化が数多くのベンゾフェノン誘導体で検討され最適増感剤が選択された。3).高ひずみ化合物の生成と触媒開環反応。4).水溶性太陽エネルギー貯蔵化合物の研究および5).新しい電子系による光エネルギーの可逆的貯蔵の研究では分子内に電子供与基と電子受容基を有する数多くのノルボルナジエン誘導体および水溶性ノルボルナジエンが合成され光原子価異性反応が検討された。また7-クワドリシクランの開環反応に対す金属酸化物の触媒作用,ポルフイリン錯体触媒開環反応の機構が明らかにされた。6).光増感反応に於る活性酸素種の可逆的貯蔵に関する研究では可視光増感剤としての各種有機色素を用いる一重項酸素の発生とフラン誘導体への貯蔵と熱反応による一重項酸素の効率良い再発生が見出された。7).金属錯体をメディエーターとする光エネルギーの化学的変換に関してはフェロセン誘導体の光触媒機構と励起状態が解明された。8).光エネルギーの化学的・電気的エネルギーの変換システムの研究では半導体電極累積膜と単分子膜におけるエネルギー移動の比較検討がなされた。9).導電性高分子の光触媒反応の研究ではπ結合共役高分子による水還元水素発生,カルボニル化合物の光還元,オレフィンのシス-トランス異性化反応が見出された。10).金属錯体を用いる光エネルギーの変換研究では各種金属ポルフィリン錯体の励起状態とエネルギー移動機構が動力学的に検討され新しい知見が得られた。
過冷却液体における縦波と横波の伝搬速度のシミュレーションによる観測

モデル過冷却液体を用いた分子動力学シミュレーションにより、2次元では縦波伝搬速度が12σ/τ位であり、3次元では7σ/τ位であった。また、縦波伝搬速度は温度上昇に伴って、徐々に速くなることも分かった。それら成果は、国内開催ではあるが2件の国際会議において発表し、論文も掲載予定である。一方、横波伝搬速度は、横波を発生させる際に、どうしても縦波も同時に発生し、横波の観測が将来の課題となってしまった。昨年までの分子動力学シミュレーションやその解析から、ガラスと過冷却液体の2次元における縦波伝搬の速度が12σ/τ位であり、原子の周辺原子を伴う協同運動の伝搬速度が3σ/τ位であることが確認された。同様に、3次元では縦波が7σ/τであるのに対して、協同運動が2σ/τ以下であることが見出された。以前は、全シミュレーション期間における平均値しか求めていなかったのであるが、期間を分割して求めても同様な伝搬速度と温度依存性があり、縦波伝搬速度の誤差が数%以下であることも確認でき、更に、システムの緩和状態に影響しないことも確認できた。以前は、協同運動の広がりに関心が行き、3次元では平均2乗変位やノンガウシアンパラメータなどのダイナミックスにほとんど影響が無く、協同運動があるのか無いのかさえも議論の対象であったが、協同運動の伝搬速度が狭い距離領域ではあるが、求めることができ、2次元と同様に縦波の1/4程度の伝搬速度だと確認できたことは意義深い。3次元の協同運動がどの程度物理量に影響するかに問題が移った。一方、横波の伝搬は、最後の最後まで調べたが、どうにも縦波との分離が難しく、もう一工夫が必要だということがわかった。何回か原子を揺らすのも、良い手かとは思うが、そうすると温度の制御が難しく。もし、横波が発生しても、縦波と横波が混在するため、より一層分離が難しくなると考えられる。波の観測手法を向きにより分割する手法をいずれ開発して、将来再度確かめたい。2次元と3次元のモデルガラスや過冷却液体の温度領域の試料において、人工的に発生させた縦波の伝搬速度を観測した。その結果観測された縦波伝搬速度は、2次元では1213σ/τであるのに対して、3次元では79σ/τであった。更に、2次元でも3次元でも同様に、試料の温度上昇に伴い、縦波伝搬速度が若干速くなった。一方、協同運動は分子動力学シミュレーションを行うサンプルの中で自然に発生していて、その伝搬速度を求めると、2次元では3σ/τぐらいとなるのに対して、3次元では2σ/τぐらいであった。更に、2次元でも3次元でも同様に温度上昇に伴い協同運動の伝搬速度は遅くなった。縦波と協同運動の伝搬速度の定性的な温度依存性は真逆になったが、協同運動の伝搬速度は、それぞれの次元で縦波伝搬速度の4分の1ぐらいであり、何らかの関連性はあるのではないかと思わせるものであった。横波のみの発生と観測については、現時点で成功していない。というのも、横波を発生させようと、y軸方向に原子を動かしても、x軸方向に縦波と同じ速度の波が発生し、縦波が伝わってしまっていることが分かったためである。つまり、1回の振動だけでは縦波による変位の方が大きく、横波が分離観測できないことが分かった。しかし、横波を発生させることが、予想以上に難しく、どうしても縦波が発生してしまい、横波の発生を観測することがこれまでのところできていない。そのため、横波を発生させたときに、同時に発生する縦波を消し去る方法を今年中に開発して、横波だけをシステム中に伝搬させることに成功したい。また、前述の論文を否定することにつながりかねないが、縦波の伝搬速度は観測できたものの、縦波を発生させる際の力の大きさにより微妙に伝搬速度が変化することも分かった。そのため、縦波を発生させる力を極限まで小さくするべきだと気付き、余計な波を消し去る方法を開発後に、縦波を発生させた場所近傍の粒子がどうしてもザワザワして活発に動くのを消し去り、極限まで波発生のための力を小さくして縦波を再度観測し、これが本来の縦波の伝搬速度という値を模索してみたい。次年度、ヨーロッパで開催される適切なガラスの国際会議が見あたらず、国内で開催される日本物理学会での報告や、今後投稿する雑誌での報告に換えたい。幾つか気になる国際会議はあったものの、開催期間がちょうど7月中旬から8月上旬の定期試験や成績報告の期間や学内業務の佳境となる時期であったりするため、ヨーロッパでの国際会議には行けないと判断した。今年度の最後に購入したPCのCPUであるAMDのFXー8350(8コア、クロック周波数4GHz)に4本のジョブで計算をさせれば、かなり高速に計算してくれることが分かったため、このCPUを使ったPCを合計4台追加導入し、それらにより3次元の複数温度での分子動力学シミュレーションの計算を順次進めたい。

また、波を消し去る方法が開発できた暁には、波の発生源となる原子の複数回の横方向の振動をシステムに導入した後に、横波よりも高速であると考えられる縦波を消し去り、なんとか横波の観測ができないか確認してみたい。複数回の振動と波の消し去り方法を幾つか組み合わせて計算させたいため、計算能力が高ければ高いほどありがたい。更に、時間的に余裕があれば、過去の論文や書籍を探して、理論式からフォノンや音波の音速を計算してみて、分子動力学シミュレーションから得られた(実験的に求められた)縦波や横波の音速と比較してみたい。今年度の最後に購入したPCのCPUであるAMDのFXー8350(8コア、クロック周波数4GHz)に4本のジョブで計算をさせれば、かなり高速に計算してくれることが分かったため、このCPUを使ったPCを合計4台追加購入し、それらから出てくるデータの保存のためのBluーRayメディアの追加購入して、今後必要になる計算能力の拡充や、データのバックアップ費用に研究費を充てたい。
発話・身振り・呼吸の個人内・個人間での協調を生態力学的に制約する情報に関する研究

本研究は、発話と身振りというマルチモーダルな身体運動の個人内及び個人間における協調を可能にする機構を、生態心理学と心理言語学の観点から明らかにすることを課題とし、特に発声の下位システムである呼吸運動に着目して、発話と身振りの協調を生態力学的・心理言語学的に制約する情報を特定することを目的として実施された。その学術的意義は、発話と身振りの協調によって達成されるマルチモーダルなコミュニケーションを成立させている生態力学的・心理言語学的な基礎に関する理解を深めること、人間のコミュニケーションにおけるマルチモーダルな情報処理という観点から模索され始めた情報学の深化と発展に大きな貢献を果たすこと、昨今関心の高まっている人間とコミュニケートする共生型人工システムの開発のために基礎データ・理論を提供すること等にある。本研究は、既に軌道に乗り始めていた発声・肢体・呼吸運動の個人内・個人間協調に関する統制された実験的研究を継続する一方、教示場面や自然会話場面等のより統制の緩やかな場面での発声・肢体・呼吸運動の協調データを集録・解析した。特に、統制された実験で得られるデータと実際のコミュニケーションで成立する協調データを関連付けて検討することによって、生態力学的な要因と心理言語学的な要因とがコミュニケーションのリズム構造の成立に如何に関わりあっているかに関する理解が深められた。具体的には、平成15年度の前半の49月には、統制された状況、より自然な状況の両方で発話と身振りの個人間協調データを集録し、解析した。後半の103月には、補足的データをの集録を行った。個人間協調実験の成果については、2003年7月には豪州で開催されたICPA XII他、FSS2003やSI2003などで成果を発表し、現在論文として学術雑誌に投稿すべく、纏めの作業をしているところである。
自己発光型近接場光源の実現

光の波長よりも細い領域に挟まれた細線状の有機EL発光素子を作製し,発光特性を観察した結果,その発光波長が異方性を持つことを見いだした.作製した発光素子において,発光領域はフォトレジストからなる0.2μmのラインアンドスペース構造の壁に挟まれている.レジスト材料は電気絶縁性なので,有機発光層のうち壁と壁の間に挟まれた領域でのみ発光が起こる.素子の発光スペクトルを観測する際に,偏光フィルターを発光素子と分光器の受光部の間に配し,発光領域を制限する細線パターンに対し垂直または平行な偏光成分を観測したところ,形状に大きな違いが確認された.偏光フィルターを細線パターンの壁に対し垂直に配した場合には,微細構造を持たない素子のものに類似した比較的ブロードな発光スペクトルが観測された.それに対し平行に配した場合には,より短波長側に発光のピークを持つ,波長分布の狭い発光スペクトルが観察された.現在のところ観測された現象のメカニズムにはまだ不明な点も多いが,発光分子の遷移モーメントと規則的な極微細周期構造場との相互作用による量子光学的効果によって発現しているものと考えている.この結果は有機半導体レーザなどの有機EL発光素子の新たな可能性を示唆するものである.光の波長よりも細い領域に挟まれた細線状の有機EL発光素子を作製し,発光特性を観察した結果,その発光波長が異方性を持つことを見いだした.作製した発光素子において,発光領域はフォトレジストからなる0.2μmのラインアンドスペース構造の壁に挟まれている.レジスト材料は電気絶縁性なので,有機発光層のうち壁と壁の間に挟まれた領域でのみ発光が起こる.素子の発光スペクトルを観測する際に,偏光フィルターを発光素子と分光器の受光部の間に配し,発光領域を制限する細線パターンに対し垂直または平行な偏光成分を観測したところ,形状に大きな違いが確認された.偏光フィルターを細線パターンの壁に対し垂直に配した場合には,微細構造を持たない素子のものに類似した比較的ブロードな発光スペクトルが観測された.それに対し平行に配した場合には,より短波長側に発光のピークを持つ,波長分布の狭い発光スペクトルが観察された.現在のところ観測された現象のメカニズムにはまだ不明な点も多いが,発光分子の遷移モーメントと規則的な極微細周期構造場との相互作用による量子光学的効果によって発現しているものと考えている.この結果は有機半導体レーザなどの有機EL発光素子の新たな可能性を示唆するものである.
非古典光と原子との非線形相互作用を利用した新しい高分解能・高感度レーザー分光

従来開発されてきた高分解能レーザー分光法の全ては、単一周波数のレーザー光と物質との非線形相互作用を利用するものである。本研究の目的は、光強度(振幅)が一定で周波数(位相)が高速でかつランダムに変化する、いわゆる振幅スクーズされた光子状態に近い半導体レーザー光を用いて新しい型の高分解能・高感度分光法を開発することにあった。このようなレーザー光はスペクトルが比較的広く従来の分光法では最良の光源ではないが、単一周波数のレーザー光に比べ自由度が高いため、より多くの物質の情報が得られることが我々の研究から分かった。本研究ではまず、このようなレーザー光と多準位原子系との非線形相互作用の理論的な研究を行い、その結果に基づいて、2つの新しい分光法を開発した。その1つは、原子を透過したレーザー光に現れる強度変動から原子の多くの情報を同時に得られる方法で、実験では基底状態および励起状態のゼーマンや超微細構造スペクトルを高感度で且つ最高の高分解能で得ることができた。これら開発した第2の分光法は、最初の方法を更に発展させたもので、異なった種類の原子や同位体が混在する気体から、任意の種類の原子(同位体)のみのスペクトルを観測できる方法である。種類のは周波数雑音により誘起された偏光の変化に現れるゼーマン周波数成分の検出で行われる。実際にルビジウム原子を用いた実験でこの方法の有用性を実証することができた。この様な2つの分光法は、その性質やスペクトルの詳細が不明な特殊の環境に置かれた原子系の分光に最適である。本研究では、そのような原子として超流動ヘリウム中に導入したアルカリ原子の分光・光ホンピングと、レーザー光を透過させないほど高い密度の原子の分光、固体表面に近接した原子の分光などの方法をも開発し、実験も行い、世界に先駆けてこれらを観測することに成功した。本研究の目的は、まだ研究が殆どなされていない非古典光、特に光子数がスクイーズされた光と原子との非線形相互作用を理論、実験の双方から総合的に研究し、その結果現われる非線形現象を利用して、従来の高分解能レーザー分光と原理を異にし、より有用な高分解能を高感度レーザー分光法を確立することである。本年度の研究では、まず周波数ゆらぎが比較的大きい半導体レーザー光を原子に与え、その透過光を観測したときに観測される大きな振幅雑音の周波数解析し、広いレーザースペクトルが覆っているエネルギー状態の詳細な情報が極めて高分解能、高精度で、また高感度で同時に得られることを確かめた。次に、振幅が一定で周波数(位相)がランダムに変化する振幅スクイーズ光と多準位原子との非線形相互作用の理論的な研究を電子計算機を用いて行い、このようなレーザー光が基底状態や励起状態のゼーマン準位問にコヒーレンスを生成し、それが透過光強度の変化として現われること、そのスペクトルがドップラーフリーであることを明らかにすることができた。更に、他の半導体レーザー光で原子の速度分布に鋭いくぼみを作り、それをプローブ光の振幅変化として観測する実験を行なった。その結果、我々の理論からも予想されるように、レーザー光の中心周波数を掃引、変調を行なわなくても、雑音スペクトルにドップラー効果の影響を受けないホールバーニングを観測することに成功した。以上の分光法では透過光強度を検出することで行なうが、この方法で得られるスペクトルは広い背景スペクトルに重畳して現われる。そこでこの背景スペクトルを消去するために、偏光の変化として現われる信号を検出し、分光感度を大幅に向上させることができた。

更に、特定の雑音スペクトルのみを検出することで、混合気体の任意の原子の吸収スペクトルのみを選択的に観測する有力な分光法の開発を行い成功した。平成5年度に得られた成果は以下の通りである。まず、振巾一定で周波数ゆらぎのある半導体レーザー光と多準位原子との相互作用の理論的研究を行なった。特にこのようなレーザーが誘起するサブレベル・コヒーレンスに注目し、計算機シミュレーションを行なった。その結果、原子の速度分布に掘られるホールがゼーマン周波数で変調され、それが媒質の吸収や分散に時間変化を与え、透過光強度を周波数解析すると強いゼーマンスペクトルとなって現われることを明らかにした。単純化したモデルによる理論計算でも実験で得られた信号の光強度依存性をよく説明できることがわかった。次に、異なった同位体の混在するRb原子を用い、任意の同位体のみの吸収スペクトルを選択的に観測する実験を行なった。上述の透過光強度変化として検出されるゼーマンスペクトルは大きな背景スペクトルに重畳して現われるため、この現象を直接利用できない。そこで入射光を直線偏光とし、外部磁場方向に与え、Δm=2のサブレベルコヒーレンス(アライメント)を作り、それを偏光の変化として検出する方法を提案し、研究した。その結果、ゼーマン周波数の2倍の周波数のアライメント信号を背景スペクトルなしに純粋に取り出すことができた。このアライメント信号を利用することにより、ごく簡単な光学系で高感度でかつ一つの同位体のみの光学スペクトルが得られることがわかった。更に、半導体レーザーからの光を二分し、互いに逆方向から原子に与え、同位体選択された原子のドップラー・フリー分光を行い、鋭いスペクトルの観測に成功した。
流域の高度分布と降水量分布および地質構造に着目した土砂流出量の推定

河川流域への降水の位置エネルギー年平均値と,流域から流出する土砂量の年平均値との間に相関があることが確かめられているが,河口地点すなわち流域全体のエネルギーのみが明らかであった.本研究では,流域内の任意地点でのエネルギーを明らかにし,土砂流出量分布を得るために,支川の合流順序を反映した解析方法を提案してそれを実現した.河川流域への降水の位置エネルギー年平均値と,流域から流出する土砂量の年平均値との間に相関があることが確かめられているが,河口地点すなわち流域全体のエネルギーのみが明らかであった.本研究では,流域内の任意地点でのエネルギーを明らかにし,土砂流出量分布を得るために,支川の合流順序を反映した解析方法を提案してそれを実現した.全国の地質データ,および,全国ダム堆砂量をGISデータベース化と土砂流出ポテンシャルと堆砂星との対応関係について調べると同時に,地質構造と流域高度分布(面積高度曲線の曲線形状)との関連性について検討を行った.1.データベースの構築<流域土砂流出ポテンシャルを見積もるためのデータベースの整備>これまでの研究で整備されてきた全国単位流域,水系網,高度分布,平均降水量に加えて,地質分布を追加した.地質分布データは産業技術総合研究所の20万分の1数値地質図,および,シームレス地質図を基にしている.<解析環境の整備>計算処理能力の高いPCと,従来用いてきたVBと比較して計算速度の速いC#.NET使ったGIS拡張パッケージ(GeognoSIS.NET)を導入して,GISの空間解析処理が迅速に行える環境を整えた.20年度のWeb公開に向けたデータ整備を進めている.<貯水池堆砂データ収集>全国約900の電力ダム堆砂資料を入手し,比土砂流出量の参考資料として整理を行った.2.地質構造と流域高度分布の関係の把握沙流川流域における特徴的な地質(付加帯堆積物,カムイコタン変成岩類)での高度分布を比較したところ,同じ地質では面積高度曲線は相似形を示すことがわかった.当該流域では年降雨量はほぼ同一であり,面積高度曲線の形状は侵食作用の大きさと地表の侵食抵抗性のバランスによって決まると考えられことから,比較した領域の地質が有する侵食抵抗性は同一であると推測できる.同様に,他の水系についても地質の侵食抵抗の度合いを面積高度曲線から求め,実測の土砂流出量との比較を行って,全国の土砂流出ポテンシャルの推定に繋げていく.1.土砂流出ポテンシャルパワー算定のためのデータベースの構築(H19年度からの継続)H19年度から整備されてきた単位流域,水系網,高度分布,平均降水量分布に加えて,地質分布を追加した.地質分布は産業技術総合研究所の「シームレス地質図」を基にしている.更に,土砂流出ポテンシャルパワーPの計算にあたり,支川の合流順序を考慮し,水系内の任意地点におけるPの算定を可能にする合成面積高度曲線を提案し,主な一級河川水系について合成面積高度曲線を整備した.2.土砂流出ポテンシャルパワーと土砂流出量との関係の把握全国の主なダム約300におけるPと,堆砂資料を基に算定した土砂流出量Qsとの関係を調べた.その結果,全体の傾向としてQsはPの-0.6乗に比例していることが分かり,従来の研究による流域面積AによるQsの評価を,流域形状,高度分布,降水量分布から求まる降水の年平均位置エネルギー(土砂流出ポテンシャルパワーP)という物理的な指標によるQsの評価として整理することができた.3.地質別土砂流出傾向の把握全国の地質をその成因によって,堆積岩類,付加コンプレックス,火山岩類,変成岩類,深成岩類の5種類に大別し,それぞれ面積高度曲線の特徴を調べた結果,流域高度分布は地質成因に則した特徴を備えていることが確認できた.また,ダム貯水池でのPとダム集水域内に占める各地質の割合と,年平均堆砂量とを比較した結果,中部地方では火山岩類が,中央構造線沿いでは付加帯コンプレックスのPが卓越しており,地域による特徴を把握することができた.また,揖斐川上流域において,砂防ダム集水域でのQs-Aの関係を調べた.この流域は,美濃帯と呼ばれるチャートを主体とした付加コンプレックスが広く分布し,周辺の他の地質と比較して大きい土砂流出傾向があることが確認できた.