hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ESR及びOSLによる断層熱イベント解析法の開発と深部掘削コアへの応用

1995年兵庫県南部地震を引き起こした野島断層沿いで発見されたシュードタキライトのESR(電子スピン共鳴)測定を行い、凝集状態の3価鉄イオンから成るフェリ磁性体(γ-Fe_2O_3)の強磁性共鳴(FMR)信号が断層摩擦熱による加熱脱水で生成することを発見した。摩擦発熱の一次元熱伝導方程式とFMR信号強度の加熱による変化式を利用して、地震性断層すべりによる断層ガウジの磁化過程を再現した結果、野島断層と同じ規模の活断層が活動した場合には、地球磁場の下における断層ガウジの磁化強度は最大約1020nTと見積もられ、断層ガウジの瞬間的磁化に伴う電磁誘導により最大約120mV/km^2の誘導電圧が発生する可能性が示された。一方、リング式高速剪断摩擦試験機を用いて野島断層ガウジの磁化の再現実験を行い、高速剪断実験後に変色したガウジ試料を変位量及び変位速度で4つの部分に細分してESR及び磁化曲線の測定を行った結果、等価変位速度と変位量が最も大きい黒色化したガウジの部分では、野島シュードタキライトと同程度までFMR信号及び初期磁化率が増大し、変位量及び変位速度が小さくなるに従ってFMR信号強度及び保磁力が減少して行くことを確認することができた。断層ガウジの黒色化及びFMR信号の増大は、野島断層500m及び1800m深部掘削コアでも確認できており、断層摩擦発熱の重要な指標になると考えられる。一方、野島断層ガウジ及びシュードタキライトの紫外線照射による発生する光励起ルミネッセンス(OSL)を測定した結果、断層ガウジ中の長石から検出される青色及び赤色ルミネッセンスの強度がシュードタキライト中の長石では著しく減少していることが明らかとなった。また加熱実験の結果、青色ルミネッセンスは600°Cまでに消滅し、新たに黄色ルミネッセンスが出現するようになり、870°Cまでには黄色ルミネッセンスも完全に消滅することが判明した。この様な加熱によるOSLの波長の変化は、摩擦発熱の検出に応用できる可能性があり、今後、より詳しい研究が必要である。以上の研究成果の一部は国際誌(Journal of Geophysical Research, Vol.108, 2003)等に発表した。今年度は、1995年兵庫県南部地震の時に活動した野島断層沿いで発見されたシュードタキライトのESR(電子スピン共鳴)測定を行い、凝集状態の3価鉄イオンから成るフェリ磁性体(γ-Fe_2O_3)の強磁性共鳴(FMR)信号が断層摩擦熱により生成することを発見した。フェリ磁性体(γ-Fe_2O_3)の生成メカニズムとしては、断層ガウジ中に含まれるγ-FeOOH[γ-Fe_2O_3(H_2O)]が加熱を受け、H_2Oが脱水したことによるものと考えられる。さらに、磁力計によって野島シュードタキライトと加熱した野島断層ガウジの磁化曲線を測定し、初磁化率とFMR信号強度の相関関係について調べて結果、両者には比例関係が成り立つことが明らかとなった。以上の結果を元にして、摩擦発熱の一次元熱伝導方程式とFMR信号強度の加熱による変化式を利用して、地震性断層すべりによる断層ガウジの磁化の変化を計算した結果、野島断層と同じ規模の活断層が活動した場合には、地球磁場の下で断層ガウジが磁化する強さは、瞬間的(1秒間以内)に約1020nTと見積もられる。断層ガウジが瞬間的に磁化することにより電磁誘導が発生し、1km^2程度の断層面を想定すると、断層面の回路内には約120mVの誘導電圧が発生することが明らかとなった。さらに今年度は、京都大学リング式高速剪断摩擦試験機を用いて、野島シュードタキライトの再現を試みた。剪断実験は、軸応力0.61MPa、回転速度5001500rpm、変位時間約515sec.の実験条件で行い、実験試料には、野島平林で採取した野島断層ガウジを820μmに篩ったものを使用した。剪断実験の結果、回転速度1500rpm、変位時間約10sec.の最も発熱しやすい条件下で摩擦すべりを起こした場合には、断層の表面が黒色に変色し、野島シュードタキライトと同様の黒色物質が生成することが明らかとなった。またガウジ試料を裏側から観察すると、同心円状に脱水反応の痕跡が見られることも判明した。実験に用いた断層ガウジ試料は60°Cで24時間乾燥してあるので、今回確認された脱水反応は、主に断層ガウジを構成する含水鉱物(スメクタイト、カオリナィト、γ-FeOOH等)中の結晶水が剪断摩擦熱により絞り出されたものと考えられる。高速剪断実験後の試料は、円形である断層面の円周を基準(0mm)として、03mm、36mm、69mm及び912.5mmの4つの部分に細分し、細分した各部分のESR測定を行った。その結果、等価変位速度と変位量が最も大きいO3mmの部分では、電気炉において500°Cで1分間加熱を行った場合と同程度までγ-Fe_2O_3のFMR信号が増大しており、等価変位速度と変位量がゼロである円の中心に向かってFMR信号強度は減少していることが明らかとなった。

断層面に沿う黒色物質の生成とγ-Fe_2O_3のFMR信号の増大は、野島断層、500m掘削コアでも確認されており、断層摩擦発熱の重要な指標になることが示された。以上の結果の一部は、沈み込み帯地震発生帯ワークショップ(2001年6月、海洋科学技術センター)及びアメリカ地球物理学連合(AGU)2001年秋季大会(2001年12月、サンフランシスコ)において発表を行った。1995年兵庫県南部地震を引き起こした野島断層沿いで発見されたシュードタキライトのESR(電子スピン共鳴)測定を行い、凝集状態の3価鉄イオンから成るフェリ磁性体(γ-Fe_2O_3)の強磁性共鳴(FMR)信号が断層摩擦熱による加熱脱水で生成することを発見した。摩擦発熱の一次元熱伝導方程式とFMR信号強度の加熱による変化式を利用して、地震性断層すべりによる断層ガウジの磁化過程を再現した結果、野島断層と同じ規模の活断層が活動した場合には、地球磁場の下における断層ガウジの磁化強度は最大約1020nTと見積もられ、断層ガウジの瞬間的磁化に伴う電磁誘導により最大約120mV/km^2の誘導電圧が発生する可能性が示された。一方、リング式高速剪断摩擦試験機を用いて野島断層ガウジの磁化の再現実験を行い、高速剪断実験後に変色したガウジ試料を変位量及び変位速度で4つの部分に細分してESR及び磁化曲線の測定を行った結果、等価変位速度と変位量が最も大きい黒色化したガウジの部分では、野島シュードタキライトと同程度までFMR信号及び初期磁化率が増大し、変位量及び変位速度が小さくなるに従ってFMR信号強度及び保磁力が減少して行くことを確認することができた。断層ガウジの黒色化及びFMR信号の増大は、野島断層500m及び1800m深部掘削コアでも確認できており、断層摩擦発熱の重要な指標になると考えられる。一方、野島断層ガウジ及びシュードタキライトの紫外線照射による発生する光励起ルミネッセンス(OSL)を測定した結果、断層ガウジ中の長石から検出される青色及び赤色ルミネッセンスの強度がシュードタキライト中の長石では著しく減少していることが明らかとなった。また加熱実験の結果、青色ルミネッセンスは600°Cまでに消滅し、新たに黄色ルミネッセンスが出現するようになり、870°Cまでには黄色ルミネッセンスも完全に消滅することが判明した。この様な加熱によるOSLの波長の変化は、摩擦発熱の検出に応用できる可能性があり、今後、より詳しい研究が必要である。以上の研究成果の一部は国際誌(Journal of Geophysical Research, Vol.108, 2003)等に発表した。
IL-21抑制によるGVHD制御のメカニズム

これまでの研究(平成17-18年若手研究B、平成19-20年科学研究費C)から、IL-21Rを欠損した脾細胞を用いるとGVHDが減弱すること、実際にIL-21デコイ受容体でGVHDの治療効果が得られることを示してきた。今回の研究ではIL-21抑制がGVHD制御をもたらすメカニズムを明らかにすることを目的とした。IL-21R欠損脾細胞を移植した群ではエフェクターT細胞からのサイトカインの産生が低下していることが明らかとなった。さらにその原因として制御性T細胞の増加が考えられた。しかし抗CD25抗体で制御性T細胞を除去してもGVHD抑制には大きな変化が見られなかったことから、制御性T細胞自体が原因なのではなく、エフェクターT細胞の効率的産生が低下していることが原因と推論した。これまでの研究成果(若手研究B平成18-19年度、基盤研究C平成19-20年度)をふまえ、本年度はメカニズムの解析に着手した。すなわち、IL-21受容体の欠損によってGVHDが減弱するメカニズムを検討した。これまでのBulkの脾細胞を移植したマウスの解析では、明らかな原因は同定できなかったのでCD4を純化して移植することで差をより大きくし、メカニズムの手がかりを得られないかどうか検討した。結果、移植後の脾臓のCD4の細胞数がやや減少していること、およびCD4細胞の2次刺激に対するサイトカイン産生反応が強く抑制され、Th分化がIL-21欠損によってうまくいかないことにあり、反応しないT細胞が出来てしまう(T-cell anergyという)状態が起きていることが明らかとなった。細胞移植後day1421で、脾細胞をAnti CD3/CD28で刺激すると、IFN-γ、TNF-α、IL-4の産生が減少していた。IFN-γ、TNF-αの細胞内染色、および脾細胞からのCD4純化により、CD4からのサイトカインの産生低下が起きていることを明らかにした。IL-17も測定したが、産生量は少なく、IL-21受容体ノックアウトマウスとワイルドタイプで大きな差は認めなかった。以上のことから少なくとも、Th1、Th2分化は両方とも抑制されていることが示唆された。今後は、この現象をより深く研究していく予定である。IL-21受容体ノックアウトマウスのT細胞を移植すると、GVHDが減弱する。この原因・メカニズムを解明することを目的に研究を進めている。昨年度、IL-21受容体のノックアウトマウスのCD4は移植後にサイトカインの産生能力が低下していることをつきとめた。CD3/CD28の抗体で刺激すると、IFN-γ,IL-4,TNF-αなどの産生が低下していた。本年度はCD3/CD28抗体刺激よりもGVHDにより近いと考えられるリンパ球混合反応において、同様のサイトカイン産生低下が認められることを明らかにした。T細胞分化にはTh1,Th2,Th17,Tregなどが知られており、昨年度までにTh1,Th2は少なくとも減弱していることを示してきた。本年度はTh17の関与を調べるためにIL-17Aのノックアウトマウスを使用して、GVHDにおけるIL-17の重要性を検討した。IL-17Aを欠損したCD4細胞を移植してもGVHDの程度はほとんど変わらず、生存曲線もワイルドタイプとほぼ同様で、ほぼ全例が死亡した。このことはIL-17Aは少なくともGVHDに必須ではないことを示している。ひいてはIL-21受容体ノックアウトマウスのGVHD減弱のメカニズムとしては考えにくいことを示唆している。また、Tregの関与を調べるために、移植後CD4のFoxp3の発現を、フローサイトメトリー、real-timePCRで検討した。結果、ノックアウトのCD4を移植したマウスではTregが増加していることが明らかとなった。今後はTregの関与をより詳しく解析して行く。この原因・メカニズムを解明することを目的に研究を進めてきた。昨年度までに、IL-21受容体のノックアウトマウスのCD4は移植後にサイトカインの産生能力が低下していることを突き止めた。具体的には、移植後CD4細胞をCD3/CD28の抗体で刺激すると、IFN-γ,IL-4,TNF-αなどの産生が低下していた。このことは移植後エフェクターT細胞の機能が低下していることを示唆している。また、脾細胞を解析すると、制御性T細胞(Treg:CD4+Foxp3+)の数が増加していることも突き止めた。

本年度は、この増加したTregがGVHD減弱の主要な原因か否かを調べた。抗CD25抗体をマウスGVHDモデルに投与し、生体内でTreg細胞を50%以上除去することに成功したが、IL-21受容体欠損によるGVHD減弱には、ほとんど影響を与えなかった。In vitroの実験ではセルソーターでCD25陽性細胞を完全に除去してもサイトカイン産生は減弱したままであった。以上の結果から、GVHD減弱の原因は移植後制御性T細胞の増加よりも、移植後エフェクターT細胞の産生低下、機能低下がむしろ主要な原因と推察した。
日本古典籍の統合的書誌データベースの公開と活用の研究

日本を代表する古典籍専門図書館である西尾市岩瀬文庫について、全所蔵資料の約95%について調査を終了し、書誌データベースを作成し、公開運用した。このような詳細な書誌データベースは日本でこれまで例がなく、その新たな学術基盤としての有効性を実証した。同時にデータベースより得られた知見を活用して、重要資料を選定し、全文テキストデータを作成して、データベースにリンクさせた。また、名家自筆本を選定し、筆蹟サンプル画像データを作成して、データベースにリンクさせた。このような統合型データベースを実験的に公開運用し、日本の人文学の新たな学術基盤のあり方として世の中に提案した。1)書誌データベース(以下、DBと略記)の作成と公開:前近代日本の豊かな書物文化の実態を世界に知らせ、新たな時代の社会と学界の要請に応えうる、詳細な古典籍<記述的>書誌DBの作成に役頭した。具体的には西尾市岩瀬文庫の書誌DBを、全体の約94%まで完成させ、岩瀬文庫のホームページより公開した。あわせて名古屋大学附属図書館で公開している「古典籍内容記述的DB」についても、小林文庫(説話文学資料)・鈴木文庫(浄瑠璃演劇資料)・岡部文庫(雑)・旧医学部所蔵古典籍(雑)等のデータの補修改善・増補を行い、公開した。2)統合的DBへの進展:岩瀬文庫の書誌DBを統合的DBに発展させるために、まず本年度は十数点を選び、全文テキストの作成を開始した。3)研究事業について社会への説明と貢献:本年度の岩瀬文庫の調査の過程で得られた新見を、岩瀬文庫を支えてきた市民に向けて報告公開する展示「こんな本があった!岩瀬文庫平成悉皆調査中間報告展9」を開催し、併せて図録を編纂刊行し、講演会を行った。主な新見として、天和元年(1681)に改易となった上州沼田藩藩主真田信澄ゆかりの寺(現在廃寺)の縁起である『妙智山法盛寺縁起』、出雲の国学者、森為泰の青春時代の旅日記『阿之折記行』、大坂の富商で古書画の収集鑑定家、森田士徳と広島藩儒、頼春水との交流を示す『草訣弁疑題辞』などが挙げられる。1)書誌データベース(以下、DBと略記)の作成と公開:前近代日本の豊かな書物文化の実態を世界に知らせ、新たな時代の社会と学界の要請に応えうる、詳細な古典籍〈記述的〉書誌DBの作成に没頭した。具体的には西尾市岩瀬文庫の書誌DBを、約1万9千2百点(タイトル数)まで完成させ、岩瀬文庫のホームページより公開した(岩瀬文庫の全古典籍数は約2万点と推定される)。名古屋大学附属図書館の「古典籍内容記述的DB」については、本年度は長期間に渉る図書館の改修工事のため着手できなかった。2)統合的DBへの進展:岩瀬文庫の書誌DBを統合的DBに発展させるために、本年度も重要資料20数点を選び、全文テキストの作成を継続した。また、重要資料を選定し、筆蹟画像データを作成した。3)研究事業について社会への説明と貢献:本年度の岩瀬文庫の調査の過程で得られた新見を、岩瀬文庫を支えてきた市民に向けて報告公開する展示「こんな本があった!岩瀬文庫平成悉皆調査中間報告展11」を開催し、併せて図録を編纂刊行し、講演会を行った。主な新見として、明治初年の士族、斎藤尊光という従来無名の著述家による旧名古屋藩関係の著作の稿本群、『〈新板〉東叡山之図』『東本願寺の絵図』など古版一枚刷資料群、稀代の愛書家大名で夭折した越後新発田藩第九代溝口直侯自筆の半自叙伝的筆記『修徳院書籍冊数改書並由来書』、中国元版の『周易伝義附録』などが挙げられる。具体的には西尾市岩瀬文庫の書誌DBを、約1万8千2百点(タイトル数)まで完成させ、岩瀬文庫のホームページより公開した(岩瀬文庫の全古典籍数は従来1万8千点とされてきたが、実数はそれよりも多いことが近時判明した)。あわせて名古屋大学附属図書館で公開している「古典籍内容記述的DB」についても、神宮皇学館文庫(文学・神道・雑)・鈴木文庫(浄瑠璃演劇資料)・岡部文庫(雑)等のデータの補修改善・増補を行い、公開した。2)統合的DBへの進展:岩瀬文庫の書誌DBを統合的DBに発展させるために、まず本年度も重要資料十数点を選び、全文テキストの作成を継続した。3)研究事業について社会への説明と貢献:本年度の岩瀬文庫の調査の過程で得られた新見を、岩瀬文庫を支えてきた市民に向けて報告公開する展示

「こんな本があった!岩瀬文庫平成悉皆調査中間報告展10」を開催し、併せて図録を編纂刊行し、講演会を行った。主な新見として、明治大正期の国文学者・法制史学者、池辺義象の大量の自筆原稿群、天和・状況頃刊の一枚刷『松平系図』など大量の一枚物資料群、幕末明治の探検家松浦武四郎自筆『〈東奥〉沿海日誌』などが挙げられる。1)書誌データベース(以下、DBと略記)の作成と公開:前近代日本の豊かな書物文化の実態を世界に知らせ、新たな時代の社会と学界の要請に応えうる、詳細な古典籍〈記述的〉書誌DBの作成に没頭した。具体的には西尾市岩瀬文庫の書誌DBを、約1万9千8百点(タイトル数)まで完成させ、岩瀬文庫のホームページより公開した。名古屋大学附属図書館の「古典籍内容記述的DB」についても、主に神宮皇学館文庫の調査を進め、また図書館職員によるOPACデータ作成時に判明したデータの誤りを修正した。2)統合的DBへの進展:岩瀬文庫の書誌DBを統合的DBに発展させるために、本年度も重要資料20数点を選び、全文テキストの作成を継続した。また、重要資料を選定し、筆蹟画像データを作成した。以上の全文テキストデータと筆蹟サンプル画像データをアップし、書誌データにリンクさせた。3)研究事業について社会への説明と貢献:本年度の岩瀬文庫の調査の過程で得られた新見を、岩瀬文庫を支えてきた市民に向けて報告公開する展示「こんな本があった!岩瀬文庫平成悉皆調査中間報告展12」を開催し、併せて図録を編纂刊行し、講演会「今年度の調査からわかったことVol.12」を行った。また、DBを駆使して尾張・三河関係の重要資料を選定し、3月刊『愛知県史別編文化財4典籍』の中で取り上げた。同時に悉皆調査とDBより新たに得られた知見に基づき、岩瀬文庫開設者、岩瀬弥助の伝記と集書事業について、同書の中で概観記述した。26年度が最終年度であるため、記入しない。日本文学26年度が最終年度であるため、記入しない。校務以外のほぼすべての時間を書誌DBの作成に没頭した結果、おおむね順調に研究計画を遂行した。・前年度と同様、主に3つの分野について予定通り研究計画を推進する。・特に2)の「統合的DB」への進展のためのデータ作りをさらに進めたい。今年度については、30点程度の全文テキストデータを作成したい。併せて、書誌データに連結させる、代表的文人の筆蹟画像データの選定も開始したい。・特に2)の「統合的DB」への進展のためのデータ作りをさらに進める。また、すでに作成した全文テキストデータ及び代表的文人の筆蹟画像データを書誌データに連結して公開を開始する。また、すでに作成した全文テキストデータを書誌データに連結したい。併せて、書誌データに連結させる、代表的文人の筆蹟画像データの選定と撮影も開始したい。
子どもが意欲的に取り組む運動プログラムとそのデジタルコンテンツ開発

本研究の実績に関しては、スイスにおける世界体操祭2011ならびにドイツにおける国際体操祭2013において、子どもの運動プログラムに関する現地調査ならびに資料収集を実施した。そして、それらの調査をもとに、「伸縮ロープ・バケツ・風船など」といった誰もが気軽に扱うことができる用具を活用した運動プログラムの考案を実施した。また、その中のひとつである伸縮ロープに関しては、一連の体操を考案するとともに、その体操を実施することによる主観的ならびに客観的運動強度や実施者の運動感に関する運動効果を検証した。本研究の目的の概要は次の通りである。本来必修領域であるにも関わらず、「体つくり運動」の実施割合が極めて低率であり、運動内容も十分であるとは言えない。このような現状に対応するため、児童・生徒が運動の楽しさや喜びを味わいながら積極的に取り組むことができる運動プログラムについて、主に23年度では国内外における現状調査ならびに運動プログラムの考案とデータベース化、24年度ではストリーミング技術を有したサーバーの構築とデジタルコンテンツの開発、25年度ではストリーミング技術を利用したサーバー上で開発したデジタルコンテンツを公開する。また、その有用性について現有の静止画と新しい動画サイトを比較調査するとともに、指導者・専門家にアンケート調査を行うことである。2年目となる平成24年度は、主に伸縮ロープ(バンジーロープ)を活用した運動プログラムの開発した。また、開発した運動プログラムを活用した一連の体操を考案するとともに、その体操を構成し、実践することによる運動強度や実施者の運動感に関する運動効果を検証した。さらに、得られた研究内容について、日本体操学会第12回大会において研究発表を行い、体操を専門とする研究者と研究課題に関する意見交換をすることができた。また、一般公開されたワークショップにおいて開発した運動プログラムの紹介ならびに実践をすることができた。子ども達の深刻化する体力・運動能力の低下や運動をする子としない子の二極化等を背景に、学習指導要領が改訂され、「体つくり運動」では、子ども達の基礎的な体力や運動能力の育成が急務な課題とされている。そのため、本研究の目的は、児童・生徒が運動の楽しさや喜びを味わいながら積極的に取り組むことができる運動プログラムを考案・収集すること、また、その運動プログラムが持つ幅広い魅力や正しい動き方等を正確に伝えるため、動画再生に必要なストリーミング技術を活用したデジタルコンテンツを構築し、その有用性について検証することであった。本研究の実績に関しては、スイスにおける世界体操祭2011ならびにドイツにおける国際体操祭2013において、子どもの運動プログラムに関する現地調査を実施した。そして、それらの調査をもととした「児童・生徒が運動の楽しさや喜びを味わいながら積極的に取り組むことができる運動プログラムの考案」については、おおむね順調に実施することができた。具体的には、伸縮ロープ・バケツ・風船などといった誰もが気軽に扱うことができる用具を活用した運動プログラムの開発を実施した。また、その中のひとつである伸縮ロープに関しては、開発した運動プログラムを活用した一連の体操を考案するとともに、その体操を実践することによる主観的ならびに客観的運動強度や実施者の運動感に関する運動効果の検証を実施した。上述した研究成果については、日本体育学会ならびに日本体操学会などにおいて研究発表を実施した。しかしながら、最終的な目的のひとつであった「運動プログラムのデータベースの公開ならびに検証」については、研究費の減額ならびに震災の影響もあり、現在作成に至っていない。そのため、この点については今後の課題とする。本来必修領域であるにも関わらず、「体つくり運動」の実施割合が極めて低率であり、運動内容も十分であるとは言えない現状に対応するため、児童・生徒が運動の楽しさや喜びを味わいながら積極的に取り組むことができる運動プログラムについて、主に23年度では国内外における現状調査ならびに運動プログラムの考案とデータベース化、24年度ではストリーミング技術を有したサーバーの構築とデジタルコンテンツの開発、25年度ではストリーミング技術を利用したサーバー上で開発したデジタルコンテンツを公開する。本年度は、主に平成23年7月10-16日に開催された14th World Gymnaestrada in Lauzanne(第14回世界体操祭)や各関連学会において、研究課題である「運動の楽しさや喜びを感じることができる運動プログラム」について調査を実施したり、体操を専門とする研究者と研究課題に関する意見交換をすることができた。特に、4年に1度海外で開催されているWorld Gymnaestradaにおける現地調査は、今後の研究内容をより充実させるために必要な資料を多く得ることができた。また、その成果の一部を日本体操学会第11回大会において発表した。本研究課題における「児童・生徒が運動の楽しさや喜びを味わいながら積極的に取り組むことができる運動プログラムの考案」については、おおむね順調に実施することができた。具体的には、伸縮ロープを活用した運動プログラムの開発を実施した。

また、開発した運動プログラムを活用した一連の体操を考案するとともに、その体操を実践することによる運動強度や実施者の運動感に関する運動効果を検証した。しかしながら、本年度実施予定であった「運動プログラムのデータベース化」については、研究費の減額ならびに震災の影響もあり、現在作成に至っていない。本研究課題に関する「国内外における現状調査ならびに運動プログラムの考案」については、おおむね順調に実施することができた。具体的には、14th World Gymnaestrada in Lauzanne(H23.6)、日本体育学会(H23.9)や日本体操学会(H23.10)等において調査を実施し、多くの有用なデータを収集することができた。一方で、本年度実施予定であった「運動プログラムのデータベース化」については、研究費の減額ならびに震災の影響もあり、現在作成に至っていない。平成24年度で計画されていた研究内容のうち、実施できなかった「運動プログラムのデータベース化」ならびに「デジタルコンテンツの構築」については、次年度で実施する予定である。また、当初の計画した運動プログラムやデジタルコンテンツの検証を実施する予定である。平成23年度で計画されていた研究内容のうち、実施できなかった「運動プログラムのデータベース化」については、次年度で実施する予定である。また、当初の計画した研究内容である「サーバーの構築」ならびに「デジタルコンテンツの構築」も合わせて実施する予定である。全体について。平成24年度で計画されていた研究内容の一部が実施できなかったことから、それにともなう繰越額が計上されている。この繰越額は、計画通り未実施の研究を実施するために使用する予定である。各予算項目について。設備備品費および消耗品について。本研究課題の独自性である動画を用いたデジタルコンテンツを構築するためには、その動画処理に対応できるハイスペックなサーバーシステム、ならびに運動プログラム検索のためのソフトウエアを購入する予定である。また、データベース作成のため、運動プログラムの撮影時に必要なデジタルビデオカメラや手具等の費用に使用する。旅費について。年2.3回程度、運動プログラムやデジタルコンテンツの動向を調査するため、また、研究が進んだ成果を発表するための経費を使用する。謝金およびその他について。運動プログラム撮影時には数名のスタッフによる補助が必要であり、また、撮影した映像を編集・加工したり、サーバーシステムを構築するためには情報処理の専門家の補助が必要となったりするために使用する予定である。
組込み用プログラムの自動評価システム構築とその情報教育への展開

社会の急速な情報化に伴いICT技術者の要請が求められている.本研究においては,Scratchと呼ばれる,アルゴリズムを視覚化できるプログラミング環境を利用し,実機ロボット制御を伴うプログラミング教材の開発を行った.また,開発した教材を用いた体験授業を実施し,そこで行われたアンケート結果の解析から,本教材を用いた授業により,受講者のプログラミング関連事項に関する興味・関心を高められることを明らかにした.平成25年度では、スクラッチによるマイクロロボット制御を体験させる教程の洗練を行うために、1-A「スクラッチ開発環境とC++による基本動作モジュールの連携」、1-B「マイクロロボット制御システムの改善」、1-C「スクラッチによるマイクロロボット制御プログラミング体験学習の実施」、についてそれぞれ研究を進めてきた。これらそれぞれの実績としては、まず、1-Aについては、スクラッチで作成した,スクリプトと呼ばれるタイル型の命令を、一旦テキストデータに変換し,そのデータをC++言語によるCUI型のマイクロロボット制御インタフェースへ送り,基本動作モジュールと連携させた。次に、1-Bについては、現在、赤外線通信を利用しているマイクロロボットの遠隔制御方法が、環境に強く依存し通信エラーが頻発することが少なくないため、赤外線システムからXBee規格による無線システムへの変更を行い、環境依存性を排除した。また1-Cについては、引き続きスクラッチによるプログラミング体験講座を、市民公開講座や出前講義として行い,スクラッチによるプログラミング教程の洗練を図ると共に,その改善を目的としたアンケートデータの蓄積及び評価を行った。最後に、プログラムの基本3構造である、順次・選択・繰り返しの数理モデル化を進め、それらを用いてプログラム自動採点を可能にするアルゴリズムを構築するための、ペトリネットにおける基礎研究を進めた。平成24年度では、スクラッチによるマイクロロボット制御を体験させる教程の基盤構築を目指すために、1-Aロボット基本動作のモジュール化、1-B心理測定尺度に基づく授業評価アンケート、および、1-Cスクラッチによるプログラミング体験学習の実施について、それぞれ研究を進めてきた。まず1-Aについては、C++言語によって制御されるマイクロロボットの基本動作をモジュール化した上,タイル言語であるスクラッチとの連携を意識し,基本動作モジュールの組み合わせによって,マイクロロボットを制御できるCUI型のインタフェース(この時点ではC++言語用)を構築した。次に1-Bについては、教育心理を専門とする教員からの指導を仰ぎつつ,心理測定尺度を利用した授業評価アンケートを作成した。また1-Cについては、スクラッチによるプログラミング体験講座を市民講座や出前講義として行い,スクラッチによるプログラミング教程の基盤を作ると共に,その改善を目的としたアンケートデータの蓄積及び評価を行った。最後に、ペトリネットによるプログラム基本構造の数理モデル化を進めるため、プログラムの基本構造である,順次・選択・繰り返し,をペトリネットにより記述するための,3構造を数理モデルで表現し,それらを用いてプログラム自動採点を可能にするアルゴリズムの構築を行うための基礎研究を進めた。平成26年度では、スクラッチによるマイクロロボット制御を体験させる教程の洗練を行うために、1-A「スクラッチ環境開発とC++による基本動作モジュールの連携」、1-B「マイクロロボット制御システムの改善」、1-C「スクラッチによるマイクロロボット制御プログラミング体験学習の実施」、についてそれぞれ研究を進めてきた。これの実績を以下にそれぞれ述べる。まず、1-A「スクラッチ環境開発とC++による基本動作モジュールの連携」では、スクラッチで作成したスクリプトと呼ばれるタイル型の命令からマイクロロボットを制御するためのC++モジュールへの変換を行う変換部分において、従来のCUI環境から、GUI環境への改良を行い操作性を向上させた。さらに、従来対象ロボットをマイクロロボットのみとしていたが、広く世の中に普及しているレゴマインドストームの制御も可能とし、Scratchからのロボット制御における機種依存性の排除を進めた。次に、「1-B「マイクロロボット制御システムの改善」では、昨年度の報告において、赤外線通信からXBee規格による無線通信にし、環境依存性を排除したが、合わせてLEGOマインドストームの制御も、Bluetooth規格による無線通信を行っており、より環境に左右されにくいロボット制御性を実現した。最後に、1-C「スクラッチによるマイクロロボット制御プログラミング体験学習の実施」では、引き続き複数回の高校からの来学生に対し、プログラミング体験講座を実施し、スクラッチを用いたプログラミング教程の洗練を図るとともに、その改善を目的とした、アンケートデータの蓄積および評価を行った。最後に、「ペトリネットを利用したプログラム自動評価システムのアルゴリズム開発」については、基本3構造の数理モデル化を行うために、可到達性判定などのペトリネットにおける基礎的研究を進めた。平成27年度は、開発したスクラッチによる組込み教材及びプログラム自動評価システムの運用を通じて,組込みシステムを行う人材育成を目的とする,幅広い年齢層にプログラミングを楽しんでもらえる教程を作り上げた.さらに,体験授業を通し実施したアンケートの結果解析から,教程を見直すPDCAサイクルを推し進め,教程の改善を進め完成度を高めた.また,これらの成果を,国内外の学会において発表すると共に,技術展覧会(ふくいITフォーラム)での技術展示を通じ,社会に対する研究成果の公表を行った.本研究全体として,組込みシステムを行う人材育成を目的に,実機ロボットを制御するプログラム開発を通じ,幅広い年齢層にプログラミングを楽しんでもらえる教程の創発を目指してきた.当初,教程で用いる教材で扱うロボットとしては,マイクロロボットのみを対象としていたが,研究を進める中で,マインドストームにも対応させ,複数の実機ロボットを選択的に制御できる学習システムへと拡充した.この技術は,他の実機ロボットにも応用が可能であり,現在,多様な実機ロボットが専用の制御プログラム開発環境で用いられているが,多様な実機ロボットを,統一された環境で制御できるようにするための布石とすることが出来た.

さらに,開発した教材を用いた体験授業におけるアンケートの結果解析より,本教材を用いた授業により,受講者のプログラミングに関連する事項への興味・関心を向上させることが可能であることも確かめられた.社会に対する成果の公表については,最終年度のみならず,研究期間全般にわたり,国内外の学会において成果を発表すると共に,技術展覧会での技術展示を通じ,社会への研究成果の公表に努め,さらに,開発した教材を用いた体験授業を行う中で,プログラミング初学者らの,プログラミングに関連する事項への興味・関心を向上させることができた.社会の急速な情報化に伴いICT技術者の要請が求められている.本研究においては,Scratchと呼ばれる,アルゴリズムを視覚化できるプログラミング環境を利用し,実機ロボット制御を伴うプログラミング教材の開発を行った.また,開発した教材を用いた体験授業を実施し,そこで行われたアンケート結果の解析から,本教材を用いた授業により,受講者のプログラミング関連事項に関する興味・関心を高められることを明らかにした.組込みシステムを作成できる人材育成を目的に、マイクロロボットを制御するプログラム開発を通じ、幅広い年齢層にプログラミングを楽しんでもらえる教程の創発を目指している。そのための平成26年度の実施計画、「スクラッチによるマイクロロボット制御を体験させる学習教材及び教程の洗練」では、1-Aで平成25年度に、CUIでの連携環境の構築を行ったところからさらに進め、平成26年度では、GUIでの連携を可能にし、だれでも教材を利用しやすくした。また、マイクロロボットのみの制御から、レゴマインドストームも制御可能とすることで、機種依存性を排除し、複数機種のロボット制御に対応できるようにした。1-Bでも、環境依存性を取り除くためのXBee規格による無線通信を平成25年度に整備してきたが、それに加え、平成26年度では、Bluetooth規格による無線通信もレゴマインドストームで可能としたため、環境依存性の排除がさらに進んでいる。1-Cでは、ふくいITフォーラム2014での技術展示を行い、また、高校からの来学者に対し、体験授業を2回行っている。一方、「ペトリネットを利用したプログラム自動評価システムのアルゴリズム開発」については、数理モデル化へのペトリネットの適用や、同じくそれを用いた自動評価システムへのペトリネットの適用については、進展していないものの、ペトリネットにおける可到達性判定等の基礎的研究を進めており、これらは、国際会議NOLTA2014において公表してきている。教育工学
光学エンコーダに基づくロバスト加速度制御の実現

光学エンコーダはモーション制御機器の位置を計測するセンサであるが、速度計測・加速度計測に応用した場合にノイズを発生することがモーション制御分野の極めて広範に亘る領域での課題となっている。そこで光学エンコーダの情報に基づく高精度加速度計測技術を確立し、加速度制御の性能を向上することを目的とし、研究を遂行した。同期計数法と呼ばれる高精度速度計測技術を開発し、加速度計測へと拡張した。本研究の成果は以下の3点に要約される。(1)同期計数法の実装による高精度加速度制御の実現と計測精度の定量的評価(2)エンコーダのスリット間隔誤差など理論上現れない技術的課題の解決(3)本技術を実装した多自由度ロボットによる高精度モーション制御の実現まず、同期計数法の理論的検証を実施した後に一自由度のフライホイール制御系にこれを実装し、加速度制御の性能が従来のものよりも向上されることを確認した。また、加速度制御手法の拡張であるセンサレス力計測に本技術を応用し、力センサとの比較により、その計測性能を評価した(成果(1))。当初はエンコーダのスリット間隔の不均一性に起因して所望の性能が得られなかったが、スリット間隔の不均一性を無効化する手法を提案し、実装することによって理論に近い性能が得られることが確認された(成果(2))。3次元多自由度ロボットおよび自律移動台車に本技術を実装し、衝撃緩和動作をはじめとする高度な運動が実現されることを実験的に示した(成果(3))。また、本研究の副次的な効果として(a)光学エンコーダに基づく広帯域躍度計測が可能となること、および(b)マルチレートサンプリング制御との組み合わせにより更なる性能向上が図られること、が明らかになった。本研究は光学エンコーダの情報に基づく高精度加速度計測技術を確立し、加速度制御の性能を向上することを目的とする。加速度センサと同等の計測性能を低価格な光学エンコーダで得ることができれば、センサレスでモーション制御系の性能を向上することが可能となる。既存の多くのモーション制御系に適用可能であることから、本技術が実用化されれば、その波及効果は大きいと予想される。代表者はこれまでに同期計数法と呼ばれる速度計測技術を開発しているが、本研究では本技術を加速度計測へと拡張し、検証を行った。本年度の成果は以下の3点に要約される。(1)同期計数法の実装による高精度加速度制御の実現(2)計測精度の定量的評価(3)エンコーダのスリット間隔誤差など、理論上現れない技術的課題の解決まず、3次元多自由度ロボットアームを構築し、加速度制御の性能が従来のものよりも向上されることを確認した(成果(1))。次に本技術によるセンサレス計測の性能を評価し、加速度センサとの比較を行った。また、加速度制御手法の拡張であるセンサレス力計測に本技術を応用し、力センサとの比較により、その計測性能を評価した(成果(2))。当初はエンコーダのスリット間隔の不均一性に起因して所望の性能が得られなかったが、スリット間隔の不均一性を無効化する手法を提案し、実装することによって理論に近い性能が得られることが確認された(成果(3))。

(1)同期計数法の実装による高精度加速度制御の実現と計測精度の定量的評価(2)エンコーダのスリット間隔誤差など理論上現れない技術的課題の解決(3)本技術を実装した多自由度ロボットによる高精度モーション制御の実現まず、同期計数法の理論的検証を実施した後に一自由度のフライホイール制御系にこれを実装し、加速度制御の性能が従来のものよりも向上されることを確認した。また、加速度制御手法の拡張であるセンサレス力計測に本技術を応用し、カセンサとの比較により、その計測性能を評価した(成果(1))。当初はエンコーダのスリット間隔の不均一性に起因して所望の性能が得られなかったが、スリット間隔の不均一性を無効化する手法を提案し、実装することによって理論に近い性能が得られることが確認された(成果(2))。3次元多自由度ロボットおよび自律移動台車に本技術を実装し、衝撃緩和動作をはじめとする高度な運動が実現されることを実験的に示した(成果(3))。また、本研究の副次的な効果として(a)光学エンコーダに基づく広帯域躍度計測が可能となること、および(b)マルチレートサンプリング制御との組み合わせにより更なる性能向上が図られること、が明らかになった。
ラン藻におけるフィコビリソームから光化学系Iへのエネルギー伝達機構に関する研究

シアノバクテリアにおいて強光下でフィコビリソームから光化学系Iへのエネルギー伝達に光化学系I複合体サブユニットのPsaK2が関与していることを明らかにし、この結果をJournal of Biological Chemistryに投稿し、結果として受理された。また、強光下でシアノバクテリアは光化学系Iと光化学系IIの量比を調節していることが知られている。これも前年度までに、転写調節因子の一つであるSll1961が、この光化学系量比調節に関与していることを明らかにし、Plant Physiologyに投稿し、結果として受理された。次に、Sll1961転写因子の下流に着目した。DNAマイクロアレイ解析の結果、slr0364の発現がsll1961遺伝子破壊株で抑制されていたので、この結果をまずリアルタイムRT-PCRで確認した。さらに、slr0364遺伝子破壊株を作製し、強光下のおける光化学系量比調節を調べた。その結果、Slr0364が部分的に光化学系量比調節に関与していることが明らかになった。シアノバクテリアのゲノム上ではslr0364遺伝子の下流にslr0364と相同性を示すslr0366遺伝子が位置している。slr0366遺伝子破壊株を作製し、光化学系量比調節を調べると、Slr0366も部分的に光化学系量比調節に関与していることが明らかになった。さらに、slr0364slr0366二重遺伝子破壊株を作製し、光化学系量比調節を調べたが、付加的な表現型は観察されなかった。したがって、Slr0364とSlr0366は同一の経路で光化学系量比調節に関与している可能性が示唆された。申請者のこれまでの研究によって、強光下でPsaK2がPsaK1の代わりに新たに光化学系Iに組み込まれ、強光下におけるフィコビリソームから光化学系Iへのエネルギー伝達に光化学系I複合体のPsaK2サブユニットが関与していることが明らかとなっている。これによって、ラン藻はフィコビリソームから光化学系IIだけでなく、光化学系1にもエネルギー分配を行うことができる。まず、PsaK2依存的なフィコビリソームから光化学系Iへのエネルギー伝達が行われているかを調べた。その結果、PsaK2依存的なエネルギー伝達は弱光下では行われていなかった。これまで知られているエネルギー分配が行うことができない変異株は、弱光下のエネルギー分配に関与していたため、PsaK2依存的なエネルギー分配はこれまで知られていない新規なエネルギー分配機構であることが分かった。次に、強光下で行われているエネルギー分配が生理的意味があるかを調べた。psaK2変異株は液体培養では強光下でも野生株と同様の生育を示すが、寒天培地上では強光下で著しく生育を阻害された。一方、弱光下では寒天培地上でも液体培養でも生育に違いは見られなかった。これらのことから強光下における寒天培地上での生育にはヱネルギー分配機構が必須であることが分かった。強光下におけるエネルギー分配機構をさらに詳細に明らかにするために、強光下でエネルギー分配ができない変異株を取得するスクリーニングを確立した。まず、クロラムフェニコール耐性カセットによって、ランダムにラン藻の遺伝子破壊を行った。次に、弱光下で寒天培地上で野生株と同様に生育できるが、強光下で寒天培地上で生育できない株を取得する。さらに、これらの株について強光下でエネルギー分配を行うことができるかを調べる。現在、強光下でエネルギー分配を行えない変異株を1株取得している。シアノバクテリアにおいて強光下でフィコビリソームから光化学系Iへのエネルギー伝達に光化学系I複合体サブユニットのPsaK2が関与していることを、前年度までに明らかにし、これをJournal of Biological Chemistryという雑誌に今年度投稿した。その結果、2つの追加実験を要求された。強光下で増加したタンパク質はPsaK2であることを、SDS-PAGEをした後、バンドをゲル内トリプシン消化を行ない、MALDI-TOF MSで確認した。また、フィコビリソームから光化学系Iへのエネルギー伝達を測定するために、パルス変調蛍光法を用いていたが、それのTraceを要求されたので、再度測定を行ない、結果としてFigureに加えた。一方、強光下でシアノバクテリアは光化学系Iと光化学系IIの量比を調節していることが知られている。これも前年度までに、転写調節因子の一つであるSII1961が、この光化学系量比調節に関与していることを明らかにし、Plant Physiologyという雑誌に今年度投稿した。光化学系Iの反応中心サブユニットをコードする遺伝子のmRNA量をreal time RT-PCRで定量し、この転写因子は新規の光化学系量比調節に関与していることを明らかにした。次に、sll1961遺伝子がその表現型の原因遺伝子であることを確認するために、sll1961遺伝子の異なる位置にトランスポゾンが入っている株や、新たにsll1961のdeletion mutantを作成し、表現型を確認した。

また、強光下でシアノバクテリアは光化学系Iと光化学系IIの量比を調節していることが知られている。これも前年度までに、転写調節因子の一つであるSll1961が、この光化学系量比調節に関与していることを明らかにし、Plant Physiologyに投稿し、結果として受理された。次に、Sll1961転写因子の下流に着目した。DNAマイクロアレイ解析の結果、slr0364の発現がsll1961遺伝子破壊株で抑制されていたので、この結果をまずリアルタイムRT-PCRで確認した。さらに、slr0364遺伝子破壊株を作製し、強光下のおける光化学系量比調節を調べた。その結果、Slr0364が部分的に光化学系量比調節に関与していることが明らかになった。シアノバクテリアのゲノム上ではslr0364遺伝子の下流にslr0364と相同性を示すslr0366遺伝子が位置している。slr0366遺伝子破壊株を作製し、光化学系量比調節を調べると、Slr0366も部分的に光化学系量比調節に関与していることが明らかになった。さらに、slr0364slr0366二重遺伝子破壊株を作製し、光化学系量比調節を調べたが、付加的な表現型は観察されなかった。したがって、Slr0364とSlr0366は同一の経路で光化学系量比調節に関与している可能性が示唆された。
ササ地下茎切断による初期育林コスト低減効果の解明

(背景と目的)林業を健全な産業に導くためには、初期の保育コストをできる限り低減させなければならない。特に北海道では更新、保育時に目的樹種と競合するササ類をいかに低コストでコントロールするかが課題である。ササは地下茎構造を持つクローナル植物であり、一つのフラグメント内の複数のラメット間で地下茎を通じて無機養分、水、同化産物などを転流させている。もしこの転流を遮断できればササ地上部の回復が抑制され、地拵え後の下刈りの回数を減らすことができる可能性がある。本研究ではササ刈り払い処理後に、地下茎の切断強度を変えた試験区を設定し、ササ地下茎の切断強度が地上部の回復速度に及ぼす影響を明らかにする。加えて、ササの刈り払いや各強度の地下茎切断に要する作業量を計測し、地下茎切断が初期育林コストの削減にどの程度寄与できるのかを定量的に評価する。(方法)6月に北海道大学雨龍研究林のクマイザサが優占する無立木地において、以下4種類の処理区を設定した。1.ササ刈り払い+処理区側方の地下茎を切断(側方切断処理区)、2.ササ刈り払い+処理区側方に加え、横断方向に地下茎を切断(格子切断処理区)、3.ササ刈り払いのみ(刈り払い対照区)、4.ササ刈り払いを行わない(ササ対照区)。この4種の処理区を3反復設定した。ササ地上部の刈り払いには刈り払い機を使用し、地下茎の切断にはルートカッターを使用した。10月にササの回復調査(本数、高さ、展葉面積)をそれぞれの処理区において行った。(結果)ササを刈り払った3処理区において、ササの本数、高さ、展葉面積のいずれの項目においても回復速度は10月の時点で有意差は認められなかった。今後も調査を継続していく予定である。地下茎は2m/分の速度で切断することができた。通常の刈り払い機による地拵えを基準としたとき、地下茎切断処理の作業コスト(側方切断処理区と格子切断処理区の平均)は18%であった。
コンデイショナルサンプラー(渦積分法)を用いた物質フラックス直接測定法の実用化

環境大気中に放出・除去される様々な物質フラックスの定量的な計測が地域環境から地球環境の正確な予測に重要である。このような放出量の測定には渦相関法が精度が高く信頼できるが、そのためには10Hz程度の時間応答性を持つ分析機器が必要となる。これに代わるものとして、コンデイショナルサンプリング法(Eddy Accumulation法、渦積分法とここでは記す)が注目を集めている。本研究では、高速応答のマスフローコントローラー(MFC)を中心とした渦積分法によるサンプリング装置の開発と試作を行った。MFCとしては最高速の応答(98%応答で0.2sec)用い、システムの時間遅れを0.1sec程度にすることができた。また、濃度分析のためガスのトラップ方法とその分析精度・方法の検討を行い、テナックストラップをサンプリングシステムの最前段に取り付け、時間遅れをゼロとするシステムを完成させた。試作したシステム全体の応答性に関する室内実験を行った。実験には関数波形生成装置(Function Generator)を用いてシステムの時間応答についての基礎的なデータを取得し、試作したシステムが所期の性能を有することを確認した。また、過去に観測された大気乱流データをD/A変換後にシステムに入力し、様々な実際の大気乱流データに対する渦積分システムを特性を検討を行った。寒帯針葉樹林のテルペンフラックスを対象としたコンデイショナルサンプリング法と従来の勾配法の比較試験を行なった。その結果、試作システムによる結果は従来の勾配法と比較的よい一致を示すが、条件によっては濃度フラックスの逆転現象が観測され、今後システムの応答性向上と時間遅れに伴う測定誤差の検討を行う必要が判明した。
西風イベントが引き起こすＥＮＳＯ位相遷移メカニズムの解明

大気と海洋の観測的な日平均データ32年間分を解析することで,西風イベントと東風イベントの環境場依存性および非対称性について調査を行った.その結果,西風イベントの方が発生しやすいというイベント間の非対称性が確認された.一方,どちらも中央太平洋の海面水温が平年よりも高い時に発生しやすいという同じ環境場依存性があった.Madden-Julian振動(MJO)という30ー60日周期の現象の位相にも両イベントの発生は制御されていた.それはENSOスケールの下層東西風は両イベントの発生を西部熱帯太平洋の暖水域東端で促すが,MJOの時間スケールの下層東西風に伴うエネルギー生成はイベント間で非対称であることに起因する.これらの結果は,ENSOとの相互作用を考える上で西風イベントが相対的に重要であることを示唆する.西風イベントの環境場依存性がENSOに与えるインパクトを明らかにするために,西風イベントを数値モデルにパラメタ化することで,ENSOに西風イベントが与える影響を調査した.西風イベントを与えない場合にモデルは6年周期で規則的なENSO的な振動解を示すが,西風イベントをランダムに西部太平洋へ与えると卓越周期が約5年の不規則な変動が現れた.西風イベントの環境場依存性を考慮すると,その振動は増幅され,またエルニーニョがラニーニャよりも強いという非対称性が生じた.さらに,東部太平洋型と中央太平洋型という2つのタイプのエルニーニョ発生を西風イベントの環境場依存性が保証することが示された.したがって,環境場依存な西風イベントがENSOと相互作用することで,観測されるENSOの複雑な振る舞いや構造の多様性をもたらすことが示唆された.これらの結果は,ENSO予測や将来変化をモデルで計算する際に,マルチスケールの相互作用が非常に重要な要素であることを指摘する.27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。西部熱帯太平洋で数日から数週間持続する西風(西風イベント)を含む熱帯太平洋における高周波な大気擾乱がエルニーニョ・南方振動(ENSO)に与える影響を調査するために,データ解析と数値モデルによる実験を行った.まず,風と海面水温,長波放射の日平均データを用いたラグ相関解析によって,90日よりも高周波な(季節内周期の)成分の物理量間の関係を調査した.その結果,熱帯太平洋において東西へ数千km規模に伸びた海面水温の季節内変動とマデンジュリアン振動(MJO)のような大気の季節内周期成分が風応力と放射の変動とに有意な相関関係が確認され,大気季節内変動が海洋場の変動を駆動していることを示唆する結果が得られ,国内学会で報告した.また,MJOに関する基礎的なメカニズムについての理論的研究も行い,国際学会で報告するとともに国際誌に投稿した.次に,大気海洋結合モデルMIROC5を用いて大気擾乱をJRA-55風応力の日平均値で制御した実験によって1958年以降の約60年間の海洋状態を高い相関で再現し,大気擾乱の季節内周期成分を除外した同様の数値実験を行った.その結果,実験で除外された大気の季節内周期成分の影響はENSOの正負の位相(エルニーニョとラニーニャ)に対して非対称であることが確認された.これらの研究で示された大気の季節内変動と海洋変動の関係は,大気擾乱がENSOの位相遷移に対して重要な役割を果たしうることを示唆する事実である.また,MIROC5を用いた同実験においてENSOだけでなく近年の地球温暖化停滞が再現されたことから,共同研究として温暖化停滞は自然の変動の重ね合わせで起こる温度上昇の停滞であることが示され,国際誌に投稿される.西風イベントがENSOの位相遷移をもたらす過程を調査するために,大気海洋結合モデルMIROC5に西風イベントを与える実験を行った.まず,2014年1月から3月にかけて西風イベントが2度生じたことと強いエルニーニョ現象の発生が世界の現業機関によって予測されていたことから,MIROC5に風応力日平均偏差を熱帯に与え続けた実験を2014年3月まで行い,その後の予測実験を試みた.西風イベントの後に観測された昇温は2014年6月頃に起こるにとどまって強いエルニーニョ現象は発生しなかったが,実験結果として強いエルニーニョ現象が生じたため,2度の西風イベントをそれぞれ取り除くことで,1月末に生じた西風イベントの寄与は小さく,2月末から3月初旬にかけて生じた西風イベントによる東部熱帯太平洋の昇温が温度躍層付近の赤道潜流偏差を伴って強い下降流をもたらすことで卓越していたことが明らかとなった.予測が初期値に依存することが考えられるので,初期値に依存しない純粋な2014年3月の西風イベントの寄与を調べるために,30個の異なる初期値を用いて西風イベントを与える実験を行うと,観測とよく似た東太平洋の昇温が現れ,上述したメカニズムで西風イベントが昇温をもたらしたことが明らかとなった.より一般的な西風イベントの影響を調査するために,様々な時期や位置に理想的な西風イベントを与えて応答を調査した結果,5月頃に西風イベントが生じる場合には季節変動する背景場と相互作用することで効率的に東部熱帯太平洋を暖めることが明らかとなった.この成果は国際誌に投稿され,国際学会で発表された.また,大気擾乱と季節周期の相互作用について議論するために,ハワイ大学を訪問して研究者らと議論を交わした.