hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
細胞外ATPによる容量性カルシウム流入抑制機構の解明

流入抑制作用の阻害をそれぞれ異なるカイネティクスで阻害した(前者のIC_<50>は後者の200倍).以上のことより,細胞外ATPはP2受容体を介して容量性Ca^<2+>流入を抑制するが,良く知られている一過性の細胞内Ca^<2+>濃度上昇を引き起こすものとは異なる受容体を介する可能性があることが示唆された.現在,関連論文を投稿中である.アゴニストによるイノシトールリン脂質代謝の活性化によってIP_3が遊離されると,小胞体からCa^<2+>が放出され,それによって枯渇した小胞体を充填するために細胞膜の容量性Ca^<2+>チャネルが開口してCa^<2+>が流入する.この現象は現在多くの細胞で報告されており,特に非興奮性細胞における主要なCa^<2+>動員経路として知られている.本研究者は,ラット単離褐色脂肪細胞において細胞外ATPが小胞体膜のCa^<2+>ポンプ阻害剤であるタプシガルジンによって誘導される容量性Ca^<2+>流入を完全に抑制することを報告してきた.今年度,この抑制機構についてさらに詳細に検討を行い,以下の結果を得た.細胞内Ca^<2+>濃度はCa^<2+>蛍光指示薬を取り込ませた細胞を用い,顕微蛍光測光法によって測定した.アクチンフィラメントは固定した細胞をファロイジン蛍光色素を用いて染色し,共焦点レーザー顕微鏡で観察した.1.10 μM ATPで4分間細胞を処理すると,細胞骨格のアクチンフィラメントは細胞膜周囲に殻のように重合し,ところどころ厚く重合した部分が見られるため細胞の形状が変化しているのが観察された.2.タプシガルジン単独ではアクチンフィラメントの分布に変化はなかったが,タプシガルジンで処理した後にATPを与えるとアクチンの細胞膜周囲への再重合が観察された.3.P2受容体阻害剤であるスラミンは,ATPによるアクチンフィラメントの細胞周囲への再重合を抑制した.4.アクチンの脱重合剤であるサイトカラシンDで細胞を処理すると,ATPによるアクチンの再重合は見られなかった.またサイトカラシンD処理の細胞ではATPによる容量性Ca^<2+>流入阻害は見られなかった.5.UTP,ADPなど,容量性Ca^<2+>流入抑制効果を持たないP2受容体のアゴニストはアクチンの細胞膜周囲への再重合を引き起こさなかった.以上のことより,細胞外ATPはP2受容体を介してアクチンフィラメントの細胞膜周囲への再重合を促進し,膜に厚く重合したアクチン蛋白がCa^<2+>流入を抑制する可能性があることが示唆された.
ダイヤモンドアンビルによる高圧下での電導度測定

ダイヤモンドアンビルは現在もっとも広く普及した高圧装置であり、従来は少数の高圧専門の研究室に限られていた高圧実験を一般の物理や化学の研究室でも行なえるようにした点で画期的な実験装置といえる。これまでに光学スペクトルやX線の測定に広く使われて来たが、電導度測定には実験上の困難を伴なうため、ほとんど使われていない。そこで本研究は、高圧装置として多くの利点を持つダイヤモンドアンビルを使って、単結晶試料の電導度を高圧下で測定する方法を確立することを目的として行なわれた。その結果、2次元層状物質である金属リン硫化物(MPS_3)の結晶の電導度を直流2端子法で100kbarまで測定することができた。この物質については、以前に我々のグル-プによって光学スペクトルの圧力依存性が測定されており、30kbar付近で相転移が見出れていたが、今回の電導度の圧力依存性の曲線にも同一圧力のところに異常が見られ、光学スペクトルと電導度との密接な関係が明らかになった。また、1次元有機電導体であるテトラシアノキノジメタン(TCNQ)のセシウム塩、Cs_2(TCNQ)_3の単結晶についても80kbarまで、電導度を測定した。その結果、60kbarの圧力下では、常圧に比べて約4桁の電導度の増加が見られた。これらの成果は、平成4年の日本化学会春季年会において発表する予定である。なお、本研究における測定法の妥当性は、電導度の圧力依存性測定の標準物質の1つである金属ビスマス試料の電導度を直流4端子法で約60kbarまで測定することにより確認した。このように、本研究の成功により、ダイヤモンドアンビルを使って単結晶試料の電導度を100kbarまで測定する方法を確立できた。この測定法が普及すれば、従来限られていた電導度の圧力依存性の測定デ-タが大いに蓄積されるものと期待される。
地域の景気循環に関するデータ解析および大規模シミュレーション

一国内の地域間の景気循環はどのようなメカニズムを通じて同期し、マクロ的な景気循環を生み出し、さらにマクロの景気循環はどのように地域にフィードバックされるのだろうか。この問いに答えるため、本研究課題では都道府県レベルでの同期現象をまず実証的に明らかにし、そしてそれを理論的に説明するためのモデルを構築・分析する。モデル構築の視点としては、輸出入あるいは移出入による直接的なリンク以外に、企業の予想などを通じた景気循環のカップリングなどに着目しつつ、マクロの景気変動における地域間の同期レベルの変遷がどのようにしてミクロレベルから生み出されるかを解明する。
新しい遺伝子を用いた食道癌治療法の開発

現在、癌に対する遺伝子治療は、癌免疫遺伝子療法や、癌抑制遣伝子、ヘルペスウイルス・チミジンキナーゼ或いはアンチセンス導入によるものが主流であり、dominant negative mutantを用いた遺伝子治療の検討は殆どなされていない。その意味で、RAS抑制変異体N116Yを用いた遺伝子治療研究はきわめて独創的なアプローチであるといえる。また、食道癌の発生にp53の変異は深く関与しており、p53の変異を有する食道癌細胞へ遺伝子を導入すると著明な増殖抑制効果が得られる。本研究を通じ、in vivoにおけるN116Yの腫瘍抑制効果を評価することができ、N116Yの治療遺伝子としての可能性が示された。さらにp53の変異の有無によるN116Yとp53の効果を比較することにより、N116Yが食道癌細胞の遺伝子異常の種類によらず広く適用可能であることを証明し得た。研究代表者らは、in vivoにおけるN116Yの腫瘍抑制効果を評価することにより、N11.6Yの治療遺伝子としての可能性を深り、さらにP53の変異の有無によるN116Yとp53の効果を比較することにより、N116Yが食道癌細胞の遺伝子異常の種類によらず広く適用可能であることを証明すべく本研究を行った。[研究結果]1)食道癌細胞株におけるp53、K-tas変異:ヌードマウス可移植性食道癌細胞株TE8、SGF3、SGF7、HEC46の4株についてPCR-SSCP法を用いて変異を検索したところ、TE8はp53エクソン7に、HEC46はp53エクソン8-9とコドン12に各々変異を認めた。2)食道癌細胞株に対するN116Yの増殖抑制効果の検討:pZIP-N116Yを食道癌細胞株6株にリポフェクチンを用いて遺伝子導入した。6株中TE5、8、112の3株ではコロニーの増殖が完全に抑制された。残るTE2、10、HEC46の3株においても、90%以上増殖が抑制された。3)Ad LacZによる遺伝子導入効率の検討:食道癌細胞株TE8、SGF3、SGF7、HEC46の4株に対する感染効率を評価するため、アデノウイルスベクターAdLacZをMO125、50、100で感染させ、48時間後のβqalの発現をX-qal染色で検討したところ4株ともMOl100で65%以上が青色に染色された。5)Ad p53によるp53proteinの発現の検討:TE8、SGF7ともに非感染の時はp53の発現は非常に低いのに対し、AdCMV-p53感染後はp53の発現が著明に増加した。昨年度の研究においてアデノウイルスベクターを用い、食道癌細胞にN116Yを導入した結果、TE8、SGF3、SGF7のin vitroでの増殖を強く抑制したが、HEC46では抑制効果が弱いことを示した。このことからTE8、SGF3、SGF7ではMAPK(ERK2)の活性化がおこらず、Ras-MAPKカスケードが抑えられているが、k-rasの変異を認めるHEC46ではERK2の活性化がおこっており、N116Yが変異によって活性化されたrasを完全に抑えていない可能性が示唆された。今年度の研究において、まずcell cycleの解析によりN116Yを導入したTE8ではG1 arrestをおこし増殖が抑制されていることが示された。またp53を導入した場合は全ての細胞株でinvitroの増殖が抑制され、p53のstatusによる差は認められなかった。これらの結果は、p53wt導入による増殖抑制効果はp21を誘導し細胞をG1期に停止させる一次的な増殖抑制とアポートシスの二つの経路のうち、TE8ではapoptosisではなくG1 arrestがおこっていることを示唆した。さらにヌードマウスに移植した腫瘍へ直接AdN116Yを投与した結果、TE8、SGF3ともに腫瘍の増殖は抑制された。これらによりN-116Yは食道癌に対する遺伝子治療に十分、応用可能であることが証明された。
日本列島において進みつつある地殻変動のGPSによる観測

本研究の目的は、GPSに関心をもつ研究者が日本列島の地殻変動のGPSによる観測に関するシンポジウムを開催してこの分野の研究の進展をはかるとともに、1993年を目途にわが国で開催を予定しているIAG(国際測地学協会)のCRCM(最近の地殻変動委員会)主催の「第9回国際地殻変動シンポジウム」に臨むための準備を行うことにあった。まず、平成元7月20日に東京において幹事会を行ない、同年12月GPSシンポジウムを京都で3日間開催することを決め、役割分担項目と関連させつつプログラムの概要を定めた。研究分担者はそれぞれの分担項目について調査・研究を進め、シンポジウムに備えた。平成元年12月68日の3日間、日本学術会議測地学研究連絡委員会およびGPS検討会の共催もうけて、京大会館210室において「GPS研究会(GPSシンポジウム1989)」を開催した。一般の参加も呼びかけ、総計64名の出席のもとに合計42題の研究発表講演と討論、および「日本列島における地殻変動研究の今後の展望とGPSの利用」という題目で総合討論を行った。多くの新しい研究成果の発表と熱心な質問・討論、および活発な意見が交換された総合討論を通して大きな成果を収めた。特に、わが国におけるGPSによる相対測位の精度が衛星配置の改善もあって飛躍的に向上し10^<-7>から10^<-8>に到達できること、従って測地測量などに比べはるかに簡単に高い精度で地殻変動の観測がGPSにより可能となったことを、シンポジウム出席者は確信した。このシンポジウムの成果は「GPS研究会(GPSシンポジウム1989)集録」として印刷公表したが、これは今後のわが国におけるこの分野の研究の方向づけに貢献をするとともに、GPSによるわが国の地殻変動の観測と研究の活性化をもたらし、さらにこれは23年の内に大きな成果を収め始めることにつながるものと考えられる。
筋萎縮性側索硬化症の進行、予後に関連する因子を基にした治療法開発

筋萎縮性側索硬化症(ALS)は代表的な神経難病であり、治療法開発のためには、創薬の標的となる病態関連遺伝子・分子の同定、ALS患者の経過、予後に関連する臨床的因子、バイオマーカーの探索、同定、治療薬スクリーニングが必要である。多施設共同ALS患者コホートJaCALSに蓄積されたゲノム遺伝子検体を活用し、我が国の孤発性ALS患者におけるTBK1遺伝子変異の頻度と特徴を明らかにした。713例の孤発性ALSと800例の正常コントロールにおいてTBK1遺伝子の変異はオッズ比10.2で孤発性ALS患者に多いことを示した。孤発性ALS患者1241例において、HumanOmniExpressExomeによるSNPアレイデータおよびimputationにより得られたSNPsデータを用いた解析により、p値10-10乗台と10-8乗台で強く孤発性ALS患者の生存期間(予後)と関連するSNPsを2領域に見出した。これらSNPsと関連する遺伝子発現の解析を患者由来不死化細胞を用いて行っている。前向き臨床情報とゲノム情報の解析により、多彩なALS患者の進行予後と関連する因子の解析が順調に進捗している。多彩なALS患者の進行予後と関連する因子の解析が順調に進行しており、ALS患者髄液内のADMA/L-arginine比が、改訂版ALS機能評価スケール(ALSFRSーR)の変化および生命予後と強く関連することを示す成果が論文発表に至った。また、我が国の孤発性ALS患者におけるTBK1遺伝子変異の頻度と特徴を明らかにした結果も論文発表に至った。ALS患者の進行、予後に関連する臨床的因子の解析を継続し、論文発表を行う。Titinに関連した治療薬探索については、作成したC2C12細胞のTitin遺伝子プロモーター活性解析系を用いて薬剤スクリーニングを行うとともに、ヒト線維芽細胞を用いたTitin遺伝子プロモーター活性解析系作成を進める。我が国のALS患者の経時的臨床情報の解析から、病型別の予後を明らかにした。発症から死亡もしくは永続的な人工換気導入までの期間の中央値が上肢型では46.9カ月、下肢型では50.9カ月、球麻痺型では36.9カ月、頸部筋型では34.9カ月と有意な違いが認められた。また、患者登録時からの情報で生存期間や重症度スケールの低下率を予測する指標の検討を行った。登録後3か月と1年の時点でALSFRS-Rの評価を行った565例について、発症から登録時までのALSFRS-R低下率(ΔFS)および登録から3か月間のALSFRS-R低下率(3M低下率)について、発症年齢、病型、性別を共変量として生存期間への影響をCox比例ハザードモデルで、登録1年後までのALSFRS-R低下率への影響はmultivariate linearregressionを用いて解析した。その結果、生存期間の予測にはΔFSと3M低下率が共に強力な予測因子であり、登録1年後までのALSFRS-R低下率の予測には3M低下率が優れていることが示された。治験デザインの構築において有用な検討と考えられる。ALS患者の髄液の検討により、ADMA/ArgがALS患者の進行予後と強い関連を示すことを見出した。昨年度までに同定されたALS進行関連遺伝子Titinに関する解析としては、マウスTtn遺伝子のプロモーター部位をクローニングし、導入したルシフェラーゼレポーターベクターを作成した。このベクターを横紋筋由来のcell lineであるC2C12に発現させTitin遺伝子プロモーター活性解析系を樹立した。またヒトTTN遺伝子のプロモーター部位を導入したルシフェラーゼレポーターベクターも作成中である。

多彩なALS患者の進行予後と関連する因子の解析が順調に進行しており、ALS患者髄液内のADMA/L-arginine比が、改訂版ALS機能評価スケール(ALSFRSーR)の変化および生命予後と強く関連することを示す成果が論文発表に至った。また、我が国の孤発性ALS患者におけるTBK1遺伝子変異の頻度と特徴を明らかにした結果も論文発表に至った。ALS患者の進行、予後に関連する臨床的因子の解析を継続し、論文発表を行う。進行予後に関連する髄液バイオマーカーについても論文発表を行う。Titinに関連した治療薬探索については、作成したC2C12細胞のTitin遺伝子プロモーター活性解析系を用いて薬剤スクリーニングを行うとともに、ヒト線維芽細胞を用いたTitin遺伝子プロモーター活性解析系作成を進める。また患者由来iPS細胞から誘導された筋細胞などでも薬剤スクリーニングを行う。(理由)本年度は試薬類を節約できることが出来たため。(使用計画)平成30年度には、登録業務に力を入れるためにCRC等の人件費に充当したい。(理由)既存のパソコンを使用したため経費が抑制された。(使用計画)未使用額については、令和元年度に行う、データ入力者の雇用に充当する予定である。、
カイコガ性フェロモン不活化過程の分子基盤研究

昆虫の化学交信において、フェロモン結合タンパク質(PBP)とフェロモン分解酵素(PDE)は重要な機能を担っている。PBPの研究は広く行われているが、PDEに関する知見は多くはない。本研究ではPDEの機能を担っていると推定される2つの酵素を同定することに成功した。我々は3,000匹のカイコガ触角から、PDEの精製を行った。高分解のイオン交換クロマトグラフィーから得られた精製試料は、SDS-PAGEを行うと、複数のバンドに分かれることが示された。このためPDEと推定された酵素は多量体を形成し、機能していると考えられた。昆虫の性フェロモン受容システムの感受性は極めて高く、フェロモン分子の受容とそのシグナルのリセットは、触角内リンパ液に存在するタンパク質がその役割を担っている。このうち、フェロモン分子の受容に関する研究は、近年大きな進展が見られる一方、フェロモンシグナルをリセットし、新たなフェロモン分子の受容に備えるプロセスは、あまり知見が得られていない。そこで本研究は、カイコ蛾成虫を用いて、性フェロモン(ボンビコール)を不活化するタンパク質の同定とその機能を解析する研究を行う。これまでカイコ蛾触角を採取し、その抽出液について酵素機能を示すタンパク質の解析を行った。その結果、ボンビコールの水酸基を分解すると考えられるアルコールデハイドロゲナーゼとアルコールオキシダーゼの存在が確認された。これらのタンパク質は、腹部の抽出液からは観察されず、触覚に特異的に存在することが示された。同時に該当のタンパク質は、他の触角由来のタンパク質と比較し、極めて低い濃度であることが示された。そこでさらに多くの触角を採取し、その性状の解析を進めた。液体クロマトグラフィーで分離を行うと、陰イオン交換カラムに吸着されることが示されたが、溶出条件が異なると、該当のタンパク質は変性することが示された。また単量体ではなく、2量体、もしくは4量体で活性を有することが電気泳動やゲル濾過カラム実験から示された。今後はより多くの試料を採取し、該当タンパク質が安定する条件を見出し、遺伝子解析を進める。昆虫は多種多様な有機化合物を用いて情報の伝達を行っている。このうち性フェロモン受容システムの感受性は極めて高く、フェロモン分子の受容とシグナル伝達のリセットを担うタンパク質がその役割を果たしている。フェロモン分子の受容に関する研究は、近年大きな進展が見られる一方、フェロモンシグナルが一旦リセットされ、新たなフェロモン分子の受容に備えるプロセスの知見は殆ど得られていない。そこで本研究は、モデル生物として有用性の高いカイコガ成虫を用いて、性フェロモン(ボンビコール)を不活化するタンパク質の同定を行い、カイコガ性フェロモン不活化因子の分子機構を明らかにすることを目的として研究に着手した。カイコガ成虫のフェロモンは、ボンビコール(10E,12Z-hexadeca-10,12-dien-1-ol)と呼ばれるアルコール分子である。そこで水酸基を有するボンビコールが、アルデヒド基を持つボンビカールに変換する酵素が、フェロモン分子を直接不活化する因子と推定し、その化学反応を担うと思われるアルコールデハイドロゲナーゼ、およびアルコールオキシダーゼの候補遺伝子を、カイコゲノムのデータベースを用いて探索を行った。その結果、アルコールデハイドロゲナーゼは多くの候補遺伝子が見出されたが、アルコールオキシダーゼに関連する候補遺伝子は見出されなかった。次にカイコガの触角抽出物についてnative PAGE-活性染色法を用いて酵素活性の解析を行った。その結果、アルコールデハイドロゲナーゼとアルコールオキシダーゼの両者が存在することを見出した。一方、脚部の抽出物では両方の酵素の存在は見出されなかった。従ってこれらの酵素のいずれかが、ボンビコールをボンビカールに化学変換し、フェロモン分子を不活化するものと推察した。本研究は、モデル生物として有用性の高いカイコガ成虫を用いて、性フェロモン(ボンビコール)を不活化するタンパク質の存在を明らかにすることを目的として進めた。前年度までカイコガ成虫の触角を採取しその分離を幾度か試みたが、目的産物の濃度が極めて低く熱的安定性も低いことが示された。今年度は抽出するための緩衝液をリン酸緩衝液から非天然緩衝剤であるTris系に代え、試料の抽出と分離を試みた。試料の抽出には2000匹のカイコ我の触角を切り取り、そのまま液体窒素で凍結した後粉砕を行い、触角内容物の採取を行った。得られた試料は遠心処理を行い、その上清液をイオン交換カラムに直接通した。カラムに吸着した成分は塩化ナトリウムの濃度を変化させ溶出を行った。

水酸基を有するカイコガフェロモンは、アルコールデハイドロゲナーゼもしくはアルコールオキシダーゼが最初の分解過程に関わる因子として推定される。特にアルコールオキシダは補酵素を必要とせず、触角と同じ中性付近で高い触媒活性を示すため、ボンビコールの不活化には適切な機能を有していると考え、得られた試料に対しその活性染色を行った。その結果、塩化ナトリウム濃度150-300mMの試料に対して活性が見られた。引き続き活性が観察された分画を濃縮し、高分離能を有するイオン交換カラムを用いて単離を行ったが、広い分画にわたり目的産物が分散する傾向が観察された。この原因は未だ解決されていないが、分子量の推定から、該当酵素は多量体を形成し機能を発現していることが推察された。本研究ではカイコガの触角から天然のフェロモン分解酵素を単離するための道筋をつけることができた。タンパク質科学フェロモン分解酵素として推定されたタンパク質の性状が明らかになったが、抽出物の中に含まれる他のタンパク質と比較し、極めて濃度が低く、カイコ蛾触角から抽出するタイミングも、抽出効率に大きく影響することが推定された。また陰イオン交換カラムには吸着する一方、溶出条件によってタンパク質の酵素活性が低下し、安定性の低いことが原因となり研究の進展が遅れた。フェロモン分解酵素として推定された酵素が、触角に特異的に存在することを明らかにできたが、その存在量が予想より極めて低濃度であったため、N末端アミノ酸解析、およびMALDI-TOF-MASによる配列解析において良好な結果が得られなかった。ボンビコールの水酸基を化学変換するアルコールデハイドロゲナーゼ、およびアルコールオキシダーゼの候補遺伝子を、カイコゲノムのデータベースを用いて探索を行っているが、アルコールオキシダーゼに関連する候補遺伝子は見出されていない。一方、アルコールデハイドロゲナーゼは候補遺伝子が見出されるが、アルカリ性で高い触媒活性を示すため、中性付近のpHを示す触角リンパでは効率的に機能する可能性は低いと思われる。これよりアルコールオキシダーゼがボンビコールの不活化に関与していると考えている。このため大量採取を繰り返し行い、性状の解析を進める。さらに多くのカイコ蛾の触角を採取し、触角抽出物のホモジネート上清液から、各種液体クロマトグラフィーを用いてボンビコール分解因子を単離し、N末端アミノ酸配列の解析、およびMALDI-TOF-MAS法による部分アミノ酸配列の解析を行う。得られたアミノ酸配列情報からcDNAのクローニングを行い、全塩基配列を決定し、得られたcDNA情報を基に、外来遺伝子発現系を用いて組換えBmorPDEの大量調製に着手する。目的タンパク質の濃度と安定性が極めて低く、液体クロマトグラフィーによる分離・精製実験の過程で追跡が困難になることが多く、試料の回収と濃縮などの作業によって当初計画した実験のステップに移ることが出来なかった。非常勤職員を雇用し、試料の採取を繰り返し行うと共に、ごく微量でアミノ酸配列の解析が行える委託分析を活用しながら問題の解決にあたる。初年度に行った実験スケールでは得られた天然試料の量が微量であったため、次年度はさらにスケールを大きくして試料の抽出を行う。そのため試料の大量採取と、適宜タンパク質の定量を行うための契約職員を採用し実験を進める。また分離能の高い高速液体クロマトグラフィー対応のカラム(陰イオン交換樹脂型、ハイドロキシアパタイト型)を購入し、タンパク質の分離・精製を進める。
Quasi-Arithmetic Meanの応用

我々は, QUASI-ARITHMETIC MEANS OF CONTINUOUS FUNCTIONS, JOURNAL OF MATH.SOC.OF JAPAN, 38(1986)の中でBISYMMETRIC MEAN(自分自身と可換な平均)を研究した.この継続として行った本研究の成果の概要は次の様である.前述の論文の中で「積分表現可能なMEANと可換なMEANは又積分表現可能である」ことをしめした.これを主な方法としてさらにMEANの間のDUALITYを示すことが出来た.このことのPREDICTIONTHEORYへの応用として, SEGOのEXTRAPOLATION THEOREMとKLOMOGOROUのINTERPOLATION THEOREMとは,ともにMEWNのDUALITYの2つの特別な場合であることが示された.すなわち, EXTRAPOLATION THEOREMはGEOMETRIC MEANにかんするDUALITYであり, INTERPOLATION THEOREMはHARMONIC MEANにかんするDUALITYである.2つの定理はMEANの「DUALITY」の中に統一的に組み込まれたことになった.もう少し一般なPREDICTIONの問題への応用には未だ成功していない.我々は, QUASI-ARITHMETIC MEANS OF CONTINUOUS FUNCTIONS, JOURNAL OF MATH.SOC.OF JAPAN, 38(1986)の中でBISYMMETRIC MEAN(自分自身と可換な平均)を研究した.この継続として行った本研究の成果の概要は次の様である.前述の論文の中で「積分表現可能なMEANと可換なMEANは又積分表現可能である」ことをしめした.これを主な方法としてさらにMEANの間のDUALITYを示すことが出来た.このことのPREDICTIONTHEORYへの応用として, SEGOのEXTRAPOLATION THEOREMとKLOMOGOROUのINTERPOLATION THEOREMとは,ともにMEWNのDUALITYの2つの特別な場合であることが示された.すなわち, EXTRAPOLATION THEOREMはGEOMETRIC MEANにかんするDUALITYであり, INTERPOLATION THEOREMはHARMONIC MEANにかんするDUALITYである.2つの定理はMEANの「DUALITY」の中に統一的に組み込まれたことになった.もう少し一般なPREDICTIONの問題への応用には未だ成功していない.
魏晋時代を中心とした中国古代史研究における画像資料の利用開発

1.平成16年度に行った実地調査とその初歩的なまとめをふまえつつ,あらためて甘粛省一帯の画像磚墓と画像磚に関する情報を網羅的に収集し,整理を行った.その結果は,『西北出土文献研究』第3号に掲載したが,従来広く知られていた酒泉・嘉峪関両市にまたがる古墓群など以外にも,大小さまざまな古墓群が存在していることがあらためて確認できた.2.甘粛省一帯の河西地域にあっても,その西部すなわち魏晋時代には酒泉郡と敦煌郡に属していた地域においてのみ画像磚と画像磚墓の出土および存在が確認できた.その反面,東部の武威郡や張掖郡の地にはほとんど確認できなかった.このような地域的な特質については,画像磚以外の墓葬文物も視野に入れながら検討していく必要がある.3.画像磚墓を含む古墓群は,かつての県治の所在地(県城)の近隣に立地しているが,なかには県城から比較的遠方に立地しているものもあった.このことは当時,県城の外部に郷程度の小規模な集落が立地していた可能性を想起させるものであり,この点も今後の課題と言えよう.4.本研究計画では,魏晋時代に焦点をあてたが,なかにはそれ以前すなわち後漢時代に遡るとされた画像磚墓も含まれていた.実際に3世紀前半のものに関しては,後漢(220年)時代か魏(220年)時代かの判定は容易ではない.この点については,磚の大きさなどから解決を図っていく必要があろう.5.酒泉・嘉峪関の画像磚や墓葬壁画は,生活実態を鋭く反映しており,画像の分析を通じて,生業・環境や民族共存のありようを明らかにすることができるのであって,研究協力者の協力を得て,分析を試みた.1.魏晋時代の画像資料である画像磚が最も多く出土しているのは,中国世界のなかでも西北辺境地域とも言うべき河西地域すなわち現在の甘粛省一帯なので,この地域に限定して,先行研究など情報の収集と整理を行った.2.1をふまえて,甘粛省で画像磚の閲覧・調査を行った.対象としたのは,甘粛省博物館(蘭州),安西県博物館,酒泉市博物館,嘉峪関長城博物館などの所蔵機関のほか,酒泉丁家閘5号墓,嘉峪関新城6号墓,および敦煌佛爺廟湾西晋墓(佛爺廟湾133号墓を含む)などの画像磚墓・壁画墓などである.3.酒泉・嘉峪関やそれ以東の魏晋時代の墓では,画像磚が墓室内部の壁面に多用されているのに対し,西端の敦煌においては,墓室の壁面の画像磚がきわめて貧弱なのに対して,高い墓門に画像磚が多用されていることが以前から確認されていた.また酒泉・嘉峪関系の画像磚が,被葬者の生活実態を題材にするのに対し,敦煌系のそれは神獣がほとんどであった(酒泉・嘉峪関系でも,墓門に画像磚が填め込まれているが,その数は少なく,かつ題材はポピュラーな四神や力士にほぼ限定されていた).4.以上のように,画像磚の利用には地域的な格差があるのだが,両地域の中間に位置する安西県で出土した画像磚は,東方の酒泉・嘉峪関系に属することが今回の閲覧で明確になった.したがって西端の敦煌だけが,画像磚の作成と利用という点では特殊であることが判明したのである.5.敦煌の画像磚の題材は,彼らの精神世界が豊かな内容をもっていたことを示唆している.また蓮華紋や白象など仏教系と思われるモチーフがそこに含まれていることも重要で,この地がやがて仏教の聖地となっていく趨勢と無関係ではない可能性もある.1.平成16年度に行った実地調査とその初歩的なまとめをふまえつつ,あらためて甘粛省一帯の画像磚墓と画像磚に関する情報を網羅的に収集し,整理を行った.その結果は,『西北出土文献研究』第3号に掲載したが,従来広く知られていた酒泉・嘉峪関両市にまたがる古墓群など以外にも,大小さまざまな古墓群が存在していることがあらためて確認できた.2.甘粛省一帯の河西地域にあっても,その西部すなわち魏晋時代には酒泉郡と敦煌郡に属していた地域においてのみ画像磚と画像磚墓の出土および存在が確認できた.その反面,東部の武威郡や張掖郡の地にはほとんど確認できなかった.このような地域的な特質については,画像磚以外の墓葬文物も視野に入れながら検討していく必要がある.3.画像磚墓を含む古墓群は,かつての県治の所在地(県城)の近隣に立地しているが,なかには県城から比較的遠方に立地しているものもあった.このことは当時,県城の外部に郷程度の小規模な集落が立地していた可能性を想起させるものであり,この点も今後の課題と言えよう.4.本研究計画では,魏晋時代に焦点をあてたが,なかにはそれ以前すなわち後漢時代に遡るとされた画像磚墓も含まれていた.実際に3世紀前半のものに関しては,後漢(220年)時代か魏(220年)時代かの判定は容易ではない.

この点については,磚の大きさなどから解決を図っていく必要があろう.5.酒泉・嘉峪関の画像磚や墓葬壁画は,生活実態を鋭く反映しており,画像の分析を通じて,生業・環境や民族共存のありようを明らかにすることができるのであって,研究協力者の協力を得て,分析を試みた.
次世代型低温作動SOFC用電解質膜と触媒金属高分散電極材の先駆的開発と発電能評価

本課題研究は、電池の耐久性向上、システム構成材の多様化および製造コストの低減などの立場から、現在その実用化が望まれている低温作動固体酸化物燃料電池への応用が期待できる高性能構成材を開発することを目的に、(1)高酸化物イオン伝導性発現セラミックスの膜化と、(2)高活性電極材の創製に関する検討を行った。電解質の膜化に関しては、堆積基板に導電性が無くても多孔質であれば電気泳動堆積(Electrophoretic Deposition : EPD)が可能となるDirect-EPDプロセスを独自に提案し、膜厚5μm程度で緻密なY_2O_3-stabilized ZrO_2(YSZ)電解質膜をアノード用多孔質基板上に作製することに成功した。得られた支持型電解質膜を用いて単セルを作製したところ、800°Cで2W/cm^2を超える発電特性を得ることに成功した。また、(Ce,Sm)0_2(SDC)電解質を反応抑制層としたYSZ|SDC多層電解質膜の作製にも取り組み、NiOとYszからなる多孔質基板上にYszを最初に堆積し、その後熱処理を施すことなくSDCを堆積して三体同時一体焼成を行うことによって、YSZ膜とSDC膜の間で層剥離が無い多層電解質膜を得ることに成功した。得られた多層電解質膜の性能を単セル作製後検討したところ、700°Cで0,6W/cm^2程度の発電特性が得られることがわかった。一方、低温作動固体酸化物燃料電池用高活性電極材の開発を目指した研究では、(Sr,Ce)MnO_3ペロブスカイト化合物において、高い導電性を観測し、カソード材への応用能を検討した。その結果、電極材への応用展開を進めるには触媒特性の改善が必要であることを明らかにした。本研究では、電池の耐久性向上、システム構成材の多様化及び製造コストの削減等の立場から、現在その実用化が強く望まれている低温作動型固体酸化物燃料電池(Solid Oxide Fuel Cell : SOFC)への応用が期待できる高性能構成材(電解質及び電極材)を開発することを目的としている。現在申請者の研究グループは、低温作動SOFCの実現を目指し、(1)高酸化物イオン伝導性発現セラミックスの膜化と、(2)触媒金属高分散構造を有する高活性電極材の創製といった研究プロジェクトを展開している。これら研究プロジェクトで合成される構成材を用いてセル製造を行い、500°C800°Cの温度域でそのセルの発電特性を評価している。これまでに得られた結果及び知見において特記すべき事項を以下に記す。本年度は電解質の膜化に関する検討を主に行った。高酸化物イオン伝導性発現セラミックスとして知られるY_2O_3安定化ZrO_2(YSZ)やLa(Sr)Ga(Mg)O_3(LSGM)を研究対象とし、膜化手法として電気泳動堆積法に注目し検討を行った。これまでに、電気泳動堆積に用いる粉体分散溶液として適当な溶液(検討の結果、特に有機系溶液が有用であった)を調整し、さらにその膜化プロセスパラメーターを制御することによってアノード電極基板に支持されたYSZ電解質緻密膜の作製やLSGM自立膜の作製に成功している。特に前者の作製に関しては、アノード基板が伝導性に乏しいことから、基板表面への伝導性付与が必要とされた。これに対して申請者の研究グループでは、そのアノード基板が多孔性に富むことに注目し、その基板裏面にグラファイト層を形成させることによって電解質粉体の電気泳動堆積に成功した。これらプロセスの詳細並びに得られた電解質膜については、2005年のElectrochemical and Solid-State Letters第8巻のページA8

A11に報告した。本研究では、電池の耐久性向上、システム構成材の多様化及び製造コストの削減等の立場から、現在その実用化が強く望まれている低温作動型固体酸化物燃料電池(Solid Oxide Fuel Cell : SOFC)への応用が期待できる高性能構成材(電解質及び電極材)を開発することを目的としている。現在申請者の研究グループは、低温作動SOFCの実現を目指し、(1)高酸化物イオン伝導性発現セラミックスの膜化と、(2)触媒金属高分散構造を有する高活性電極材の創製といった研究プロジェクトを展開している。これら研究プロジェクトで合成される構成材を用いてセル製造を行い、500°C800°Cの温度域でそのセルの発電特性を評価している。本年度は、特に、申請者の研究グループが提案しているDirect-EPD法による膜作製プロセスに関する研究と、粒子表面電位制御によるアノード用複合粉体の合成に関する研究を行った。以下に、得られた知見の概略を記す。・基板の多孔性を利用したDirect-EPD法によって、膜厚5μm程度の薄膜電解質の作製に成功した。得られた電解質膜を用いてセルを試作したところ、800°Cで1W/cm^2を超える発電特性が得られることが明らかになった。・懸濁液粒子に含まれるセラミック粒子の表面電位を測定し、それらの電位を制御することによってNiOとSc_2O_3ドープZrO_2からなる複合粒子を作製し、その電極特性を半電池を用いて評価した。その結果、電極特性がその複合化プロセスに大きく依存することを見出した。本年度は、特に、申請者の研究グループが提案しているDirect-EPD法による膜作製プロセスによって、電極材との反応性を抑制する目的で、Bilayered電解質膜の作製に取り組んだ。以下に、得られた結果および知見において特記すべき事項を示す。多孔質なNiO-YSZ(Y_2O_3-stabilized ZrO_2)からなる基板上に電解質となるYSZ膜を堆積させ、その後熱処理を行うことなくSDC(Sm_2O_3-doped CeO_2)膜を堆積させ、同時焼成を行ったところ、通常指摘されているように、電解質YSZ膜とSDC膜の間で亀裂が認められた。検討を重ねたところ、その要因は明らかでないものの、SDCの膜厚を数μm程度まで減少させることによって、亀裂の発生を防ぐことに成功した。YSZ4μm、SDC1μmからなるBilayered電解質膜の発電特性を単セル作製後検討したところ、700°Cで0.6W/cm^2を超える最大出力密度が得られた。その詳細は、2007年1月に発行されたJournal of Power Sourcesに報告した。
舌の突出と後退を司る舌下神経運動ニューロンの機能と形態の解明(単一ニューロン内電位記録法とHRP注入法を用いて)

舌つきだし筋と舌ひっこめ筋について、それぞれの運動ニューロン(舌下神経運動ニューロン)を同定し、その形態及び機能を調べた。形態の分析には、ニューロンの形態を三次元的に描画し、その形態のパラメータを分析できるシステム(Neurolucida)を用いた。舌下神経運動ニューロンの形態は、咀嚼筋運動ニューロンの形態と著しく異なっていた。舌つきだし筋と舌ひっこめ筋では形態の差異はほとんどなかった。その細胞体は面積が1200-1600μm^2で、幹樹状突起の数は平均7本であった。樹状突起は分岐のないものと、分岐を繰り返すものに分けられ、その広がりも極性を示すものと示さないものに分けられた。樹状突起の広がりは、細胞体の中心から1200μmのものがほとんどであるが、樹状突起の広がりに極性を示すものでは、細胞体の近くで渦巻き状にループを形成するものが観察された。また、咬筋神経や下歯槽神経を刺激して、舌下神経運動ニューロンで記録すると、様々な後シナプス電位が記録され、咀嚼運動と舌運動との連動が示唆された。この後シナプス電位が大きいものほど、舌下神経運動ニューロンの形態が複雑であることも示唆された。Neurolucidaによる分析から、舌下神経運動ニューロンの表面積や、樹状突起の三次元的な配置などのデータが得られた。これらのデータからコンピュータシミュレーションを行うと舌下神経運動ニューロンの機能と形態の関連や、咀嚼運動における役割などが解明できる。舌つきだし筋と舌ひっこめ筋を別々に同定し、それらの形態及び機能を調べた。データ数は十分ではないが、舌つきだし筋、舌ひっこめ筋の運動ニューロンの形態は、咀嚼筋運動ニューロンの形態と著しく異なっていた。すなわち舌下神経運動ニューロンの樹状突起は咀嚼筋運動ニューロンのそれにくらべ、はるかに大きな複雑性を示した。舌つきだし筋と舌ひっこめ筋では形態の差異は予想よりも小さかった。しかし、舌下神経運動ニューロンの形態の複雑性はばらつきが大きく、その複雑性は電気生理学的特性を反映した。現在、舌下神経運動ニューロンの形態の三次元的パラメータを調べているが、咀嚼筋運動ニューロン、脊髄運動ニューロンとは大きく異なった値を示すものになるであろう。舌下神経運動ニューロンの形態は、in vitroのものは報告されているがin vivoのものはない。さらに、舌つきだし筋と舌ひっこめ筋を別々に同定し、それらの形態的機能的差異を調べたものはない。また、個々の舌下神経運動ニューロンの形態が、その電気生理学的特性を反映したことは、舌下神経運動ニューロンが複雑な神経機構により支配されていることを示唆している。我々はこれまでに顎運動を支配している咀嚼筋運動ニューロンの生理学的特性と形態との関連を明らかにしている。本研究のデータをさらに重ねることで、それらと舌下神経運動ニューロンより得られる結果と比較検討することは、舌運動の神経機構を解明する上で大変重要である。その細胞体は面積が1200-1600μm^2で,幹樹状突起の数は平均7本であった。

樹状突起の広がりは、細胞体の中心から1200μmのものがほとんどであるが、樹状突起の広がりに極性を示すものでは、細胞体の近くで渦巻き状にループを形成するものが観察された。また、咬筋神経や下歯槽神経を刺激して、舌下神経運動ニューロンで記録すると、様々な後シナプス電位が記録され、咀嚼運動と舌運動との連動が示唆された。この後シナプス電位が大きいものほど、舌下神経運動ニューロンの形態が複雑であることも示唆された。Neurolucidaによる分析から、舌下神経運動ニューロンの表面積や、樹状突起の三次元的な配置などのデータが得られた。これらのデータからコンピュータシミュレーションを行うと舌下神経運動ニューロンの機能と形態の関連や、咀嚼運動における役割などが解明できる。
超微小試験技術による照射脆化のミッシングリンク解明

原子炉・核融合炉構造材料の「照射脆化」の機構論的理解と、それに基づく予測モデルの構築は、これらの材料を用いる機器の安全性の確保・向上において極めて重要である。この中で、材料強度変化ー照射脆化相関については均一材を想定した半経験論的モデルに依存しており、照射後の変形・破壊における材料組織・構造の不均一性やスケール性の影響は考慮されておらず、材料強度変化と照射脆化の相関にミッシングリンクが存在している。本研究では、ナノインデンテーション法やマイクロピラー圧縮試験等の超微小試験技術を駆使して、微細組織要素の材料強度特性・変形・破壊の不均一性やスケール性の影響を直接的に明らかにすることを目的とする。
低線量胸部ヘリカルCT画像における早期肺がんの検出

早期肺がんを発見するために胸部CTを用いた検査が増加し,医師は,多数のスライス画像を読影する必要が生じてきた.また,早期肺がんと関係がある小さな結節状陰影の画像上でのコントラストは部分容積効果のために低くなり,検出が困難である.そのために,医師にとって,胸部CT画像診断は大変負担のかかるものとなっている.そこで,小さな結節状陰影部を選択的に強調することができる,サブトラクションCT技術の開発を行った.この研究では,スライス画像毎のサブトラクション画像を得るために,それぞれのCTスライス面における"マスク画像"を作成する技術と,繰り返しワーピング法によってサブトラクション画像を作成するスライス画像とそのマスク画像を整合させる技術の開発を行った.マスク画像を作成するために,モーフォロジカルフィルタ処理を用いた.この処理を行って得られたマスク画像においては,サブトラクション画像を作成する面におけるCTスライス画像に存在する結節状陰影は除去され,サブトラクション画像を作成する面におけるCTスライス画像における血管陰影と残された画像が得られる.そして,サブトラクション画像を作成するCTスライス画像とそのマスク画像とのずれを繰り返しワーピング法で整合させ差分をとることによって,結節状陰影が黒く強調された画像を得ることができた.さらに,血管に起因するアーチファクトを減少させるために,サブトラクション画像を作成するCTスライス画像に対して線強調フィルタ処理を行って線状のパターン(血管陰影)を抽出し,マスク画像にそれを加えた.この処理により,血管によるアーチファクトが減少した.早期肺がんを発見するために胸部CTを用いた検査が増加し,医師は,多数のスライス画像を読影する必要が生じてきた.また,早期肺がんと関係がある小さな結節状陰影の画像上でのコントラストは部分容積効果のために低くなり,検出が困難である.そのために,医師にとって,胸部CT画像診断は大変負担のかかるものとなっている.そこで,小さな結節状陰影部を選択的に強調することができる,サブトラクションCT技術の開発を行った.この研究では,スライス画像毎のサブトラクション画像を得るために,それぞれのCTスライス面における"マスク画像"を作成する技術と,繰り返しワーピング法によってサブトラクション画像を作成するスライス画像とそのマスク画像を整合させる技術の開発を行った.マスク画像を作成するために,モーフォロジカルフィルタ処理を用いた.この処理を行って得られたマスク画像においては,サブトラクション画像を作成する面におけるCTスライス画像に存在する結節状陰影は除去され,サブトラクション画像を作成する面におけるCTスライス画像における血管陰影と残された画像が得られる.そして,サブトラクション画像を作成するCTスライス画像とそのマスク画像とのずれを繰り返しワーピング法で整合させ差分をとることによって,結節状陰影が黒く強調された画像を得ることができた.さらに,血管に起因するアーチファクトを減少させるために,サブトラクション画像を作成するCTスライス画像に対して線強調フィルタ処理を行って線状のパターン(血管陰影)を抽出し,マスク画像にそれを加えた.この処理により,血管によるアーチファクトが減少した.早期肺がんを発見するために,胸部CTを用いた検診が行われるようになってきたが,CT検査では,医師は,一人あたり3040枚のスライス画像の読影を行う必要がある.そのため,画像診断の時間が長くなることや,小さな結節状陰影のコントラストが,部分容積効果のために低くなり,検出することが難しいことなどから,医師にとってその画像診断は大変負担のかかるものとなっている.そこで,小さな結節状陰影部を選択的に強調することができる,新しいサブトラクションCT技術の開発を行っている.この手法には,サブトラクション画像を得るために,それぞれのCTスライス面における"マスク画像"を作成する技術と,繰り返しワーピング法によってサブトラクション画像を作成するスライス画像とそのマスク画像を整合させる技術が用いられている.マスク画像を作成するために,3次元および2次元のモーフォロジカルフィルタ処理を用いた.この処理を行って得られたマスク画像においては,サブトラクション画像を作成する面におけるCTスライス画像に存在する結節状陰影は除去され,サブトラクション画像を作成する面におけるCTスライス画像における血管陰影とはよく似た画像となっている.したがって,サブトラクション画像を作成するCTスライス画像とそのマスク画像との差分をとることによって,結節状陰影が黒く強調された画像が得られる.この手法により,肺血管陰影を除去した差分像が得られ,結節状陰影を強調することができた.この研究内容は,電子情報通信学会医用画像研究会(2002年9月岐阜)および,北米放射線学会(2002年12月シカゴ)で発表を行った.平成15年度は、サブトラクションCT画像から病変部を検出する際に必要な新しい肺野領域の抽出法の開発を行い、その手法を様々な臨床画像に適応した結果の報告も行った。ウェーブレット変換を用いて肺野の抽出を行うことによって、肺野と胸壁の境界部のエッジを保ちながら肺野内の詳細構造をボカす処理を行うことによって、通常のCT画像で肺野領域の抽出を行うよりも正確に肺野領域抽出を行うことができるようになった。さらに、過去にCT画像を撮影している患者のための、経時的差分像技術の開発を行った。経時的差分像技術は、すでに単純X線画像に対して病変検出率を向上させる効果が高いことが証明されており、商品化もされている。今回は、この手法をCT画像に適用した。この手法は、同一患者の過去のCT画像と現在のCT画像を用いて対応するスライス画像を自動的に選択する。

そして、対応するスライス画像を用いて、位置合わせの際に生じる可能性のある平面上での位置のずれと回転のずれを補正する。そして、局所におけるずれを繰り返しワーピング法という非線形幾何学的変形法を用いて整合する。整合した後、2つの画像の引き算を行うことによって、アーチファクトの少ない、画質のよい差分画像を得ることができる。この経時的差分像画像については、CT画像についても、医師の肺がん検出能を向上させることが、シカゴ大学との共同研究の結果わかった。これらの成果を、以下の学会で発表した。[1]石田隆行,桂川茂彦,土井邦雄:胸部ヘリカルCT画像における早期肺がん検出のための経時的差分CT技術の開発,平成15年4月日本放射線技術学会(於横浜)[2]井上聖,米沢鉄平,常盤佳代,小池正紘,岩永秀幸,上田克彦,真田泰三,石田隆行:ウェーブレットを用いた胸部CT画像の肺野領域自動抽出法の臨床応用,平成15年9月日本放射線技術学会・中国四国部会学術大会(於宇部)
メソ数値予報モデルとアメダスを用いた地上気温推定法の開発

アメダスポイントと任意地点との気温地点間差推定モデルをメソ数値予報モデルの出力(GPV)を用いて作成する手法を開発する。本研究における気温地点間差推定モデルはUeyamaの手法を用いる。Ueyamaの手法は、気温地点間差を2つの要素値(基準地点要素値T_<SSC>及び推定地点要素値T_<ESC>)に分離し、この2つの要素値を放射冷却強度指標(RadiativeCoolingScale : RCS)を変数とする回帰式でモデル化する。本研究では、RCS値をGPVによる高層気圧面データとアメダス観測値とから求め、T_<SSC>値及びT_<ESC>値を推定する手法を開発した。本研究は、推定地点とアメダスポイントにおける短期間の気温観測値、および気象庁が発信するメソ数値予報モデルの気象データ(GPV)からアメダスポイントの気温に準じた気温推定を可能とする、新しい地上気温推定法の開発を目的としている。本研究を遂行するには、現地気温観測が不可欠であるが、既存の定点観測装置は、強制通風が不可能なため弱風時の誤差が大きく、日値の解析に用いることは困難であった。そこで、太陽電池パネルとファン、蓄電池からなる市販の換気扇(SolarVENT 24AE, IPC社)を取り付けた筒内に、小型の温度計を設置する新しい気温観測装置を開発し、その性能を評価した。気温観測装置の性能は、電源による強制通風ファンをもつ、市販の通風式白金抵抗温度計(Pt100Ω4線式、英弘精機)との測定差を比較することで評価した。観測期間は、2007年6、10、11月の3ヶ月間で、5分毎の測定値の1時間平均値を用いた。精度を評価した結果、本観測装置は、放射冷却強度の強い条件下で測定差が大きくなる場合があるが、電源をともなうファンで強制通風される白金抵抗温度計との測定差は、表2のように、±0.4°C以下と小さいことから、実用可能であると判断された。そして、本性能評価の結果は、岡山大学で開催された農業気象学会中国四国支部大会にて発表した。現地での観測データを取得するため、広島県神石高原町の16地点と、同町内のアメダスポイント(油木)に、考案した気温観測装置を設置し観測を開始した。また、位置情報をGPSで取得することで、観測地点と地理情報とをGISで管理し、観測地点の土地利用分類を可能とした。本研究における気温推定法は、アメダスポイントと推定地点との気温差を2つの要素値[推定地点固有の値(T_<ESC>)と基準地点(アメダス等の気象観測地点)固有の値(T_<SSC>)]に分離し、放射冷却の強度との関係式から各要素値を推定する、Ueyama(2008)の手法を応用して開発する。Ueyamaの手法は、実際の観測値から、地上と上層との海位差である放射冷却強度指標(RCS)を変数として、T_<ESC>値およびT_<SSC>値の推定モデルを作成するものである。本年度は、気象庁が配信するGPVデータからRCS値を推定する手法の開発に取り組むため、昨年度試作した観測装置による観測値とGPVデータとの関係を解析した。さらに、現地観測なしに気温推定を可能とする手法の開発を目的に、中央農研で開発された数値気象モデルである、気候緩和評価モデルにより、アメダスポイントと任意地点との気温地点間差の推定可能性を検証した。本研究の結果、GPVデータから作成したRCS値と作成した各地点の気温差推定モデルに必要なT_<ESC>値および、T_<SSC>値は、良い相関関係が示され、T_<ESC>値および、T_<SSC>値は、GPVから作成したRCS値により推定可能であることが示唆された。また、気候緩和評価モデルの利用可能性を検討した結果、モデルで用いられる地形データの解像度は約1km(30秒)であることから、複雑地形地での利用には難点があった。しかし、気候緩和評価モデルに組み込まれている、筑波大開発の領域気候モデルTERC-RAMSで利用可能な地形データを新たに作成することで、300m解像度の気象値計算は可能であることがあきらかとなり、数値モデル利用の可能性が示唆された。この手法は、放射冷却強度指標(RCS)を変数として、T_<ESC>値およびT_<SSC>値の推定モデルを作成するものである。

最終年度である本年度は、昨年度までの2年間で開発した気象庁配信のGPVデータから求めたRCS値によるT_<ESC>値およびT_<SSC>値の推定モデルを検証した。さらに、多数地点の気温観測を不要とする新しい50mメッシュ気温推定法開発のため、領域気候モデルによる気温地点間差推定法の開発に取り組んだ。GPVデータから作成したRCS値と作成した各地点の気温差推定モデルの精度を検証した結果、開発したモデルは、地形が複雑な中山間地域において、T_<ESC>値は平方自乗平均誤差(RMSE : Root Mean Square Error)0.5°Cで、T_<SSC>値はRMSE0.2°Cで日平均値を推定した。このこどから、メソ数値予報モデルの気温予測に応じた気温推定を農地単位で予測することは可能と考えられる。また、領域気候モデルTERC-RAMSの開発機関である筑波大学及び、TERC-RAMSによる研究実績を有する四国研究センターの研究者と共同で、300mの高解像度でTERC-RAMSを運用する手法を確立し、数値モデルによる気温地点間差推定法を開発した。本技術は、作物の高温回避や凍霜害回避、そして精密な生育、収量予測を可能とするものであり、特により生産性の高い農業が求められる中山間地農業の発展に寄与するものである。また、本研究で開発された技術は、多大な労力が必要なことから普及が進まなかった、50mメッシュ気温図の普及を促進する。