hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
業績評価指標としての利益と株価の比較研究

本研究は、業績評価指標としての利益と株価の役割を比較研究するものである。本年度の成果は、主として次の2点である。(1)第一に、企業戦略を内生的に考慮した上で、利益と株価に連動した経営者報酬がどのように決定されるかについて、理論分析およびそのモデルに基づくシミュレーション分析を行った。経営者報酬の研究においては通常所与とされている企業戦略を内生的に扱っている点で、独創的な研究になっている。具体的には、企業戦略として、成長戦略と原価削減戦略を考慮し、これらの戦略によって最適な報酬契約が異なることを明示した。また、理論分析にとどまらず、今後実証分析を行う際に検証可能な仮説を導出した。特に、企業戦略と株式市場の相互関係を考慮した上で、経営者報酬に関する検証を行う必要があることを明らかにしている。なお、この成果は「企業戦略と株式市場の相互関係:会計情報の特性への影響」(共著)として公表予定である。(2)第二に、株価連動報酬として、ストックオプション報酬の価値評価を行った。このためにまず、ストックオプションの評価の際に一般に適用されているブラックショールズモデルに加え、Huddartモデル、Hull-Whiteモデルなどにより現実に即した評価方法を習得した、その際、リサーチアシスタントとして金融工学を専門としている大学院生を採用し、理論的背景について詳しく議論した。その上で、これらのモデルを実際に利用し、企業が採用しているストックオプションについて、具体的な価値評価を行った。この課題に取り組むために、本年度は、利益および株価のどのような性質が、それらの業績評価指標としての効率性を決定づけているかについて検討した。また、経営者報酬を研究している識者の協力を得て、仮説についての検証可能性を議論した。他方では、実証分析を行う際に必要な株価と財務データをデータベース化し、仮説検証のための準備を行った。以下、理論的に検討した点を要約する。まず業績指標としての利益についてであるが、研究を進める過程において、利益数値のみに会計情報を限らず、残余利益ならびに異常利益成長についても検討することが適切であるとの見解に至った。これは近年注目されている会計数値に基づく企業評価に関する研究において、Ohlson (1995)およびOhlson and Juttner (2005)がそれぞれ示したように、利益よりはむしろ残余利益あるいは異常利益成長が株主資本価値と密接に関連しているからである。そして、利益を含めこれらの会計数値に関して、各指標の分散、ならびにAR(1)などの時系列を仮定し推定することで測定される持続性といった指標に着目して、業績指標の性質を把握することが有効であるとの見解に至った。次に業績指標としての株価についてであるが、リサーチアシスタントとして大学院生を採用し、非効率的市場において形成される株価に依拠した経営者報酬がどのような影響を及ぼすかについて、文献サーベイを行った。その結果、株価指標に報酬がどの程度依拠しているかに加えて、短期的な投資家、細部の情報まで注視しない(inattentive)投資家、ならびに市場における情報の偏在といった要因によって、業績指標としての株価の効率性が影響を受けることが明らかとなった。
カルシウムが制御する情報伝達分子を単一細胞で可視化するためのプローブ分子の開発

Akt/PKBはアポトーシス回避や血管保護作用などに関与するセリン・スレオニンキナーゼである.Aktの活性の時間・空間情報を得るための蛍光可視化プローブの開発を行った.Aktによるリン酸化を検出するために,Aktによるリン酸化が構造変化を誘起し,その構造変化をシアン・黄色の蛍光蛋白質(CFP・YFP)間の蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)により検出するという分子を設計した.Aktの標的基質蛋白質であるBadのAkt基質ドメインと,そのリン酸化したAkt基質ドメインと結合する14-3-3蛋白質をリンカーで結んだ分子のN・C末端にCFP・YFPをそれぞれ連結した蛍光プローブを作製した.このプローブを内在性のAktの基質である内皮型一酸化窒素合成酵素(eNOS)やBadと同じ細胞内局在を持たせることにより,目的の基質のリン酸化を選択的かつ高感度に生きた細胞内で測定することが可能である.そのためeNOSと同様の局在をとるようにeNOSのゴルジ局在化ドメインを,またBadはミトコンドリア外膜に局在をとることがわかっているためミトコンドリア外膜局在化ドメインを,それぞれ作製した蛍光プローブに連結させた.ゴルジ体に局在させたプローブは内皮細胞内で17β-エストラジオール(E2)とインスリンに対して応答し,ミトコンドリア外膜に局在したプローブはE2に対して応答したがインスリンに対しては応答しなかった.一方,細胞質に拡散している局在化シグナルをつけていないプローブはE2またはインスリンに対して応答しなかった.これらの結果から活性化したAktは細胞質に拡散しているのではなく,ゴルジ体やミトコンドリアなどの細胞内小器官に局在し,それによって基質蛋白質特異性やリン酸化効率を上げていることがわかった.Akt/PKBはアポトーシス回避や血管保護作用などに関与するセリン・スレオニンキナーゼである.Aktの活性の時間・空間情報を得るための蛍光可視化プローブの開発を行った.Aktによるリン酸化を検出するために,Aktによるリン酸化が構造変化を誘起し,その構造変化をシアン・黄色の蛍光蛋白質(CFP・YFP)間の蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)により検出するという分子を設計した.Aktの標的基質蛋白質であるBadのAkt基質ドメインと,そのリン酸化したAkt基質ドメインと結合する14-3-3蛋白質をリンカーで結んだ分子のN・C末端にCFP・YFPをそれぞれ連結した蛍光プローブを作製した.このプローブを内在性のAktの基質である内皮型一酸化窒素合成酵素(eNOS)やBadと同じ細胞内局在を持たせることにより,目的の基質のリン酸化を選択的かつ高感度に生きた細胞内で測定することが可能である.そのためeNOSと同様の局在をとるようにeNOSのゴルジ局在化ドメインを,またBadはミトコンドリア外膜に局在をとることがわかっているためミトコンドリア外膜局在化ドメインを,それぞれ作製した蛍光プローブに連結させた.ゴルジ体に局在させたプローブは内皮細胞内で17β-エストラジオール(E2)とインスリンに対して応答し,ミトコンドリア外膜に局在したプローブはE2に対して応答したがインスリンに対しては応答しなかった.一方,細胞質に拡散している局在化シグナルをつけていないプローブはE2またはインスリンに対して応答しなかった.これらの結果から活性化したAktは細胞質に拡散しているのではなく,ゴルジ体やミトコンドリアなどの細胞内小器官に局在し,それによって基質蛋白質特異性やリン酸化効率を上げていることがわかった.
安全科を見据えた健康安全教育カリキュラム開発と実践

本研究は,学校教育において,学校と保護者,地域が連携して健康安全・環境教育を進めることを目的とし,これからを生きる子ども達の健康保障につなげていくことである。平成21年に施行された学校保健安全法の中でも学校安全の充実が述べられおり,中教審答申でも「安全科」「防災科」を視野に入れた安全教育の必要性が叫ばれている。そこで,本校における安全・防災教育のカリキュラム開発と指導の効果について検証した。1.生徒・保護者の意識調査本校生徒とその保護者に「食の安全」と「災害事故防止」「衛生習慣」についての調査を行い,その調査結果から,子どもや保護者から求められている健康安全・環境教育を具体化するための指針や方策を検討した。2.防災教育目標の設定意識調査の分析結果をもとに,防災教育目標を立て,目指す生徒の姿を設定して指導計画を立てた。限られた時間の中で,指導効果を高めるために学校教育における既存の教科指導とのクロスカリキュラムを作成して実際の指導を行ったことは,生徒にとっては学習の流れが理解しやすく効果的であった。3.保護者啓発活動保護者への健康教育へのアプローチや子育て支援の一旦を担うために「三原学校園健康教室」を開催し,家庭と学校の連携の場を設けることで,家庭での教育力のアップのための支援をすることが出来た。4.研究のまとめと今後に向けて校内の学校保健委員会や学校保健研修会等でアンケート調査の報告をし,今後の課題を明確にするとともに,地域との連携についての課題を整理することが出来た。
遷移金属錯体による触媒的PーC結合活性化反応の研究

種々のαーケトホスホネ-ト,RC(O)P(O)(OR')_2はPdR_2L_2(R=Me,Et;L=三級ホスフィン)、Pb(PPh_3)_4、Pd(PCy_3)_2との反応により触媒的に脱カルボニル化されてホスホネ-トRP(O)(OR')_2となることを見いだした。触媒量のPd錯体共存下2種のαーケトホスホネ-トを反応させると、脱カルボニル化反応に加えてαーケトホスホネ-トのPーC結合部分での組み換え反応(メタセシス反応)も起こっていることが明かとなり(R^1C(O)P(O)(OR^2)_2+R^3C(O)P(O)(OR^4)_2 R^1C(O)P(O)(OR^4)_2+B^3C(O)P(O)(OR^2)_2)、メタセシス反応の方が速いこともわかった。transーPdEt_2(PMe_3)_2とRC(O)P(O)(OR')_2とをトルエン中で数分間還流するとtransー[Pd(PMe_3)_2{C(O)R}{P(O)(OR')_2}]が黄色結晶として単離できた。このPd錯体はトルエン中での加熱により相当するホスホネ-トを生成し、またαーケトホスホネ-トの脱カルボニル化やPーC組み換え反応の触媒として働くことも明かとなった。脱カルボニル化反応の触媒サイクルについての考察も行った。PdR_2L_2やPdL_4は加熱や平衡により容易に"PdL_2"錯体を生じる。それにRC(O)P(O)(OR')_2がPーC結合部分で酸化的付加してtransーPdL_2ー{C(O)R}{P(O)(OR')_2}が生成し、その後(C(O)R配位子から脱カルボニル化が起こりPdL_2R{P(O)(OR')_2}となった後、還元的脱離によりRP(O)(OR')_2が生成すると同時に“PdL_2"が再生して触媒サイクルが回ることが明かとなった。単離したtransー[Pd(PMe_3)_2{C(O)R}{P(O)(OR')_2}]はαーケトホスホネ-トのPーC組み換え反応の触媒能も示した。従って、この錯体においてC(O)R基あるいはP(O)(OR')_2基同志が交換反応を起こしている可能性が指摘された。

炭素ーリン結合は比較的強固な結合で、通常は切断されにくいが、最近我々はPd錯体が触媒作用として働きαーケトホスホネ-ト(RC(O)P(O)(OR)_2)のPーC結合活性化を伴った脱カルボニル化反応をすることを見いだした。そこで以下の点について研究を進めた。1.Ni錯体とαケトホスホネ-トとの反応Pd以外の遷移金属錯体の触媒能を探るため、O価のNi錯体であるNi(cod)_2(cod=1.5ーシクロオクタジエン)と種々のαーケトホスホネ-トとの反応をPPh_3共存下調べた。その結果橙黄色結晶のNi錯体を収率65ー89%で得た。スペクトルデ-タより、得られた錯体はαーケトホスホネ-トのC=O部分がNiにπ配位した(PPh_3)_2Ni(η^2ー(CO)RC(O)P(O)(OR)_2)であることがわかった。また(PPh_3)_2Ni(η^2ー(CO)EtC(O)P(O)(OMe)_2)についてXー線結晶解析を行い、その構造を確認した。この錯体は比較的安定で、Ni錯体はPーC結合を切断しないことが分かったが、Pd錯体触媒による脱カルボニル化反応の第一段階がαーケトホスホネ-トのC=Oπ配位であることが示唆された。2.Pd錯体によるαーケトホスホネ-トの脱カルボニル化反応活性種PdR_2L_2(R=アルキル基、L=3級ホスフィン)によるαーケトホスホネ-トの脱カルボニル化反応速度をベンゼン中とTHF中で比較した。その結果、非配位性溶媒であるベンゼン中の方が速く反応することが分かった。またベンゼン中ホスフィン共存下で同様の反応を調べたところ、ホスフィンは反応を阻害することが明かとなった。以上の結果より、14電子種のPdL_2が触媒活性種となり、この錯体にαーケトホスホネ-トのPーC結合が酸化的付加して反応が進行していることが示唆された。前年度までにαーケトホスホネ-ト(RC(0)P(0)(OR)_2)がPd錯体により触媒的に脱カルボニル化してホスホネ-ト(RP(0)(OR)_2)になる反応を見いだし、また触媒中間体の単離により活性種が[Pd(PMe_3)_2ー{C(0)R}{P(0)(OR')_2}]であることを明らかにした。このPd錯体はαーケトホスホネ-トのC(0)ーP(0)結合がPdに酸化的付加することにより生成したものであり、PーC結合活性化が起こっていることを実証したものである。本年度は2種のαーケトホスホネ-トR^1C(0)P(0)(OR^2)_2とR^3C(0)ーP(0)(OR^4)_2を同時にPd錯体に反応させたところ、C(0)ーP(0)結合部分で組み換え反応(メタセシス反応)が起こり、R^1C(0)P(0)(OR^4)_2とR^3C(0)P(0)(OR^2)_2が生成することを明らかにした。このメタセシス反応は速やかに進行し、その後脱カルボニル化反応が起こるため、2種のアリ-ルケトホスホネ-トとの反応ではメタセシス生成物それ自身は確認できないが、その脱カルボニル化成生物にあたる4種のホスホネ-トの生成が確認された。これに対してアルキルケトホスホネ-トをPdに反応させた場成には収率は悪いものの、出発物質と組み換え反応により生成した合計4種のαーケトホスホネ-トと、それぞれから脱カルボニル化したものに相当する4種のホスホネ-トの生成が確認された。また、触媒中間体として単離したPd錯体[Pd(PMe_3)_2{C(0)R}{P(0)(OR)_2}]に異なるαーケトホスホネ-トを反応とせても4種のホスホネ-トがほぼ等しい割合で確認され、このPd錯体がPーC結合組み換え反応の触媒としても働くことが明かとなった。
イノシトール3リン酸受容体のCa^<2+>によるフィードバック調節の生理機能の解析

細胞外刺激により産生されるセカンドメッセンジャーであるイノシトール3リン酸(inositol 1,4,5-trisphosphate : IP_3)は、細胞内Ca^<2+>ストア上のIP_3受容体(IP_3R)に結合して開口させることにより細胞質中にCa^<2+>を放出させる。本研究では、ニワトリB細胞由来のDT40細胞の内在する3種類すべてのIP_3R遺伝子をノックアウトしたR23-11細胞を用いることで、変異を加えたIP_3Rのチャネル活性の測定が可能となる実験系の構築を試みた。マウスタイプ1IP_3RのcDNAをR23-11細胞に導入し、140株以上の細胞をスクリーニングすることによりさまざまな発現量を持つ11種類の安定変異株(KMN細胞)を樹立した。蛍光免疫組織、および免疫電子顕微鏡観察により、外来性に発現したIP_3RはR23-11細胞の小胞体上に局在していることが明らかとなった。R23-11細胞は細胞膜上にB細胞抗原レセプター(BCR)を持ち、BCRの活性化により細胞内のIP_3産生が起き、小胞体からCa^<2+>放出が引き起こされる。マウスタイプ1 IP3Rを発現させたKMN細胞株に抗BCR抗体を添加したところ、DT40と同様に細胞内Ca^<2+>濃度の上昇が観察され、外来性に導入したIP_3Rが正常に機能していることが確認された。また、KMN細胞の膜画分を調節し、人工脂質二重膜に再構成したところ、これまでに観察されているタイプ1 IP_3Rと同様の単一チャネルコンダクタンス、IP_3依存性、およびCa^<2+>依存性を示す単一チャネル電流が観察され、R23-11細胞を用いることで変異IP_3Rの単一チャネルレベルでの解析が可能となることが示された。イノシトール3リン酸(IP_3)は、細胞外からの刺激により産生されるセカンドメッセンジャーであり、細胞内Ca^<2+>貯蔵器官上に存在するIP_3受容体(IP_3R)/Ca^<2+>放出チャネルに結合し開口させることにより複雑なパターンのCa^<2+>濃度上昇を細胞質に引き起こす。これまでにIP_3R自身が細胞質Ca^<2+>により二相性(活性化および不活性化)の活性制御を受けることが知られていたが、このCa^<2+>による活性調節が実際に細胞内のCa^<2+>動態においてどのように関与しているかは明らかになっていなかった。研究代表者は、最近Ca^<2+>によるIP_3Rの活性化は直接Ca^<2+>がIP_3R分子に作用して起きること、および高濃度Ca^<2+>による不活性化にはカルモジュリン(CaM)が関与していることを明らかにした(Michikawa,T.,et al.,Neuron,23,799-808,1999)。本研究では、これらの活性制御に関与する部位に変異を加えた受容体によって形成されるCa^<2+>動態を観察することで、IP_3RのCa^<2+>によるフィードバック調節の生理的意義を解明することを目的に解析を行い、本年度は以下の成果を得た。1内在的に発現する3種類すべてのタイプのIP_3Rについて遺伝子ノックアウトを施したニワトリB細胞由来DT-40細胞に外来性にIP_3R遺伝子を導入し、安定にかつ大量にIP_3Rタンパク質を発現する細胞株を得る方法を確立した。

2マウスタイプ1IP_3Rを安定に発現する細胞株において、B細胞抗原受容体刺激によって細胞質Ca^<2+>が上昇することを確認し、外来性に発現させたIP_3Rが正常に機能していることを明らかにした。3 CaM結合部位に変異を加えたIP_3Rを安定に発現する細胞株を樹立した。イノシトール3リン酸(IP_3)は、細胞外からの刺激により産生されるセカンドメッセンジャーであり、細胞内Ca^<2+>貯蔵器官上に存在するIP3受容体(IP3R)/Ca^<2+>放出チャネルに結合し開口させることにより複雑なパターンのCa^<2+>濃度上昇を細胞質内に引き起こす。これまでにIP_3R自身が細胞質Ca^<2+>により二相性(活性化および不活性化)の活性制御を受けることが知られており、さらに研究代表者はCa^<2+>によるIP_3Rの活性化はCa^<2+>が直接IP_3R分子に作用して起きること、およびCa^<2+>による不活性化にはカルモデュリン(CaM)が関与していることを明らかにしてきた。本研究では、これらの活性制御に関与する部位に変異を加えた受容体によって形成されるCa^<2+>動態を観察することで、IP_3RのCa^<2+>によるフィードバック調節の生理的意義を解明することを目的に解析を行い、本年度は以下の成果を得た。1昨年度に確立した方法に基づき樹立した、IP_3Rを安定にかつ大量に発現する細胞株から膜画分を調整し、人工脂質二重膜へ再構成することで、組み換えIP_3Rのチャネル活性のシングルチャネルレベルでの解析を可能とする実験系を確立した。2上記の実験系を用いて、既存のCaM結合部位に変異を加えたIP_3RのCa^<2+>依存性を測定したところ、予想に反して野生型IP_3Rと同様にμMオーダーのCa^<2+>により抑制が掛かることがことが明らかとなった。また、この変異受容体に対するCa^<2+>による抑制効果は依然CaMアンタゴニストにより解除されることから、これまでに明らかとなっていない別のCaM結合部位がCa^<2+>によるIP_3Rの抑制に関与していることが示唆された(投稿準備中)。
舶用燃料電池の安全性と耐久性・信頼性向上のための設計指針の構築

水素を燃料とする固体高分子形燃料電池(PEFC)はエネルギー変換効率が高く,生成物が水のみであることからゼロエミッション化が可能であり,高効率・低公害性が強く求められている船舶への適用が期待されている.しかし舶用PEFCは長時間の高負荷運転,並びに急激な負荷変動に対応する出力特性が要求されため,電解質膜のドライアップを防ぐと同時に,電極触媒層における過剰な生成水を速やかに排出してフラッディングによる酸素供給の阻害を防ぐことが重要課題である.従来から一般に適用されている撥水性のマイクロポーラス層(MPL)付きガス拡散層の場合,耐ドライアップ性と耐フラッディング性を高めるための設計指針が異なっており,MPLの細孔径を減少すると耐ドライアップ性は向上するが,排水性が悪化して耐フラッディング性が低下することが問題であることがわかった.そこで親水性カーボンナノチューブ(CNT)を撥水MPLに分散させた新規なガス拡散層を考案した.CNT分散MPLの平均流量細孔径を2μmまで減少すると,撥水MPLのみの場合と比較して低加湿運転時の発電性能が向上する.親水性CNTを分散させると生成水の保湿性が高まり耐ドライアップ性の向上に有効であることがわかった.一方,高加湿運転時の発電性能を調べた結果,CNT分散MPLの場合は細孔径を2μmまで減少しても発電性能の低下は認められず耐フラッディング性が大幅に向上した.CNT分散MPLの場合,親水性CNTにより形成された細孔により電極触媒層からMPLを通り排出される液水パスが増大し排水性が高まるために,細孔径を減少させても耐フラッディング性が低下せず,PEFCの耐ドライアップと耐フラッディングの両特性を向上させる方策として有効であることが明らかになった.舶用燃料電池(PEFC)は長時間の高負荷運転,並びに急激な負荷変動に対応する出力特性が要求されるため,電解質膜のドライアップを防ぐとともに,電極触媒層における過剰な生成水を速やかに排出してフラッディングによる酸素供給の阻害を防ぐことが重要課題である.従来から一般に適用されている撥水性マイクロポーラス層(MPL)付きガス拡散層の場合,耐ドライアップ性と耐フラッディング性を高めるための設計指針が異なっており,耐ドライアップ性を向上させたMPL付き拡散層は耐フラッディング性が低下することが問題である.そこで本研究では親水性カーボンナノチューブ(CNT)を撥水MPLに分散させたガス拡散層を考案した.CNT分散MPLを適用すると排水性が高まり透水圧が低下するためMPL細孔径を減少させることが可能になり,PEFCの耐ドライアップと耐フラッディングの両特性を向上させることが可能であることを明らかにした.燃料電池の運転中における各部過電圧を等価回路に置き,各々の抵抗値と容量値を同定する方法として,計測が容易で精度に優れるFRA(Frequency Response Analyzer)法が一般に適用されている.しかしFRA法は各周波数の正弦波を一つずつ掃引していくため,計測終了までに数十分の時間を要し,時々刻々と変化する舶用燃料電池の運転状態をリアルタイムで計測する手法としては適していない.そこでFFT(Fast Fourier Transform)を用いた交流インピーダンス法により各部過電圧を実時間で精度良く測定する手法を開発する.燃料電池船の運転中に想定される冷却系故障によるオーバーヒート,ガス供給系故障による反応ガス供給不足,加湿器故障による電解質膜のドライアップおよびフラッディング,電解質膜および白金触媒の劣化などの異常を人為的に発生させて,ナイキスト線図における各部抵抗値および容量値の変化を解析する.さらにカソード供給ガスに海水(塩粒子)を混入し,ナイキスト線図における各部抵抗値および容量値の変化を解析する.これらの結果に基づいて,燃料電池運転中の異常を早期に検知して燃料電池システム全体の故障を未然に防ぐ手法を確立する.水素を燃料とする燃料電池はエネルギー変換効率が高く,生成物が水のみであることからゼロエミッション化が可能であり,高効率・低公害性が強く求められている船舶への適用が期待されている.しかし舶用燃料電池は長時間の高負荷運転や急激な負荷変動に対応する出力特性が要求されるとともに,海水(塩粒子)混入による性能劣化を防止することが重要であり,運転状態の異常を早期に検出して,安全性と耐久性・信頼性を向上させることが不可欠である.そこで本研究では電気化学インピーダンス分光法を用いた燃料電池の運転状態診断法を確立し,燃料電池システム全体の故障を未然に防ぐ方策について検討した.燃料電池の運転状態を電解質膜抵抗,電荷移動抵抗,物質移動抵抗の3抵抗と2容量成分からなる等価回路で表し,非線形最小二乗法によるカーブフィッティングを行って各部抵抗値と容量値の変化を精度良く測定した.燃料電池船の運転中に想定される冷却系故障によるオーバーヒート,ガス供給系故障による反応ガス供給不足,加湿器故障による電解質膜のドライアップおよびフラッディングなどの異常を人為的に発生させて,ナイキスト線図における各部抵抗値と容量値の変化を解析した.またカソード供給ガスに塩粒子を混入してセル電圧の経時変化を測定するとともに,ナイキスト線図における各部抵抗値および容量値の変化を解析した.燃料電池内部に海塩粒子が混入して電解質膜および白金触媒の劣化により非可逆的な性能低下が発生する前に,純水加湿運転に切り替え発電性能の回復効果について検討した.

燃料電池船の運転中に想定される冷却系故障によるセル温度上昇,ガス供給系故障による反応ガス供給不足,加湿器故障による電解質膜のドライアップおよびフラッディングなどの異常を発生させ,交流インピーダンス法を用いてナイキスト線図における各部抵抗および容量値の変化を測定した.またカソード供給ガスに海水(塩粒子)を混入してセル電圧の経時変化を調べるとともに,ナイキスト線図における各部抵抗および容量値の変化を調べた.燃料電池内部へ塩粒子が混入し電解質膜および白金触媒の劣化により非可逆的な性能低下が発生する前に純水加湿方式に切り替えて回復運転を実施すると発電性能の低下が防止できることを明らかにした.水素を燃料とする固体高分子形燃料電池(PEFC)はエネルギー変換効率が高く,生成物が水のみであることからゼロエミッション化が可能であり,高効率・低公害性が強く求められている船舶への適用が期待されている.しかし舶用PEFCは長時間の高負荷運転,並びに急激な負荷変動に対応する出力特性が要求されため,電解質膜のドライアップを防ぐと同時に,電極触媒層における過剰な生成水を速やかに排出してフラッディングによる酸素供給の阻害を防ぐことが重要課題である.従来から一般に適用されている撥水性のマイクロポーラス層(MPL)付きガス拡散層の場合,耐ドライアップ性と耐フラッディング性を高めるための設計指針が異なっており,MPLの細孔径を減少すると耐ドライアップ性は向上するが,排水性が悪化して耐フラッディング性が低下することが問題であることがわかった.そこで親水性カーボンナノチューブ(CNT)を撥水MPLに分散させた新規なガス拡散層を考案した.CNT分散MPLの平均流量細孔径を2μmまで減少すると,撥水MPLのみの場合と比較して低加湿運転時の発電性能が向上する.親水性CNTを分散させると生成水の保湿性が高まり耐ドライアップ性の向上に有効であることがわかった.一方,高加湿運転時の発電性能を調べた結果,CNT分散MPLの場合は細孔径を2μmまで減少しても発電性能の低下は認められず耐フラッディング性が大幅に向上した.CNT分散MPLの場合,親水性CNTにより形成された細孔により電極触媒層からMPLを通り排出される液水パスが増大し排水性が高まるために,細孔径を減少させても耐フラッディング性が低下せず,PEFCの耐ドライアップと耐フラッディングの両特性を向上させる方策として有効であることが明らかになった.舶用燃料電池(PEFC)は長時間の高負荷運転,並びに急激な負荷変動に対応する出力特性が要求されるため,電解質膜のドライアップを防ぐとともに,電極触媒層における過剰な生成水を速やかに排出してフラッディングによる酸素供給の阻害を防ぐことが重要課題である.従来から一般に適用されている撥水性マイクロポーラス層(MPL)付きガス拡散層の場合,耐ドライアップ性と耐フラッディング性を高めるための設計指針が異なっており,耐ドライアップ性を向上させたMPL付き拡散層は耐フラッディング性が低下することが問題である.そこで本研究では親水性カーボンナノチューブ(CNT)を撥水MPLに分散させたガス拡散層を考案した.CNT分散MPLを適用すると排水性が高まり透水圧が低下するためMPL細孔径を減少させることが可能になり,PEFCの耐ドライアップと耐フラッディングの両特性を向上させることが可能であることを明らかにした.
接触変成作用を受けた泥岩の有機地質学的及び鉱物学的研究

青森県南津軽郡大鰐町の2ヶ所(鯖石と森山)において、堆積岩中の有機物の含有量・組成・熟成度及び珪酸鉱物に対する接触変成作用の影響を調べた。右機物の含有量・組成・熟成度全てにおいて、岩脈に近いほど接触変成作用による有機熟成が進行し、熱の影響を強く受けている。一般の傾向とはずれ、鯖石の岩脈からの距離が1.50.0mの試料で、岩脈に近づくにつれて有機炭素および不定形質ケロジェンの割合が増加するのは、有機物が高圧下で加熱され、一度発生した液体成分が散逸せずに、ケロジェンと再結合してコークス状物質を形成したことが原因であると推定される。ビトリナイト反射率(R_0)対統計的熱変質指標(stTAI)ダイアグラムでは、接触変成作用による有機熟成は、続成作用による有機熟成経路とは異なる経路で進行する。この熟成経路の相違は、続成作用と接触変成作用における時間と温度のスケールの相違、およびR_0がstTAIよりも温度に対して敏感であることにより生じると推定される。自生の珪酸鉱物の変化を調べると、鯖石では全ての試料で石英、森山では全ての試料でオパールCTとなり、オパールCTの(101)面間隔も変化しておらず、接触変成作用による影響は認められない。鯖石と森山の試料全体を珪酸鉱物で比較すると、鯖石は石英帯、森山はオパールCT帯を示し、前者がより深く埋没していたと考えられ、鯖石の岩脈付近が高圧下にさらされていたという推定を支持する。接触変成作用の影響を取り除くと、両地域は、有機熟成ではほぼ同じ段階を示すが、珪酸鉱物では鯖石が森山より高い埋没続成段階を示している。黒石断層および三ツ目内断層を境にして森山側の地層が鯖石側の地層より330m沈降していることから、有機物は断層活動後の、珪酸鉱物は断層活動前の埋没続成段階を示していると推定される。青森県南津軽郡大鰐町において、安山岩の岩脈により接触変成作用を受けている中新統早瀬森層の凝灰質シルト岩を採取して、シルト岩に含まれる有機物の特徴と岩脈との関係を考察した。試料は岩脈との接触面から一定の距離はなれたものを採集した。まず有機地質学的研究結果としては、1、有機炭素含有量は、岩脈に近づくにつれて減少する傾向が認められ、岩脈の温度の影響で堆積岩中の有機物が分解され散逸したことが想像される。2、有機熟成度を、ビトリナイトの反射率(Ro)と花粉の明度(stTAI)からそれぞれ推定すると、岩脈に近づくにつれてビトリナイトの反射率は増大し、花粉の明度は低くなる。これらは岩脈に近いほど有機熟成度が増大していることを意味している。有機熟成は主に温度と時間で進行するといわれているので、この事実は岩脈の貫入により強い温度因子の影響を受けて岩脈の周囲に分布する堆積岩中で異常に有機熟成が進行したことを示唆する。3、ビジュアルケロジェン組成を調べると、全体に不定形質ケロジェンの含有量が多く、不定形質型を示している。より細かく観察すると、岩脈付近で不定形質ケロジェンの含有量が増大し、その分石炭質・木質ケロジェンと草本質ケロジェンの含有量が減少する。これらの事実は、熱分解に対して不定形質ケロジェンが他のケロジェンによりも抵抗性が強いことを示唆する。次に、鉱物学的研究結果として、鉱物及び粘土鉱物の組成変化を調べたが、これらに貫入岩脈の影響は認められていない。

今後、珪酸鉱物の(101)面間隔などの変化を測定する予定である。中新統温湯層の泥岩が流紋岩岩脈及び安山岩岩脈に貫入されている2つの露頭を青森県南津軽郡大鰐町で発見した。両地点での貫入岩による接触変成作用の影響を、有機炭素含有量、ビトリナイト反射率、花粉の明度(statistical Thermal Alteration Index)、ビジュアル・ケロジェン組成及び鉱物組成の変化について調べた。両地点とも岩脈に近づくにつれ、有機炭素含有量は減少し、ビトリナイト反射率は増大し、花粉の明度は下がり、ビジュアル・ケロジェン組成では不定形質ケロジェンが増大する。しかし、各露頭内では、泥岩の鉱物組成には接触変成作用の影響が認められない。これらの研究成果の一部は、6月に札幌で開催された第69回石油技術協会講演会、8月に東京で開催された第22回有機地球化学会シンポジウム、9月にシドニーで開催された第21回有機岩石学会の国際会議、においてそれぞれ講演・発表した。また、一部の研究成果については"Researches in Organic Geochemistry"に公表し、さらには"International Journal of Coal Petrology"、「地球科学」にそれぞれ投稿中である。さらに、顕微フーリエ変換赤外分光光度計による花粉粒子の構造解析を開始している。花粉粒子単体を対象とする赤外分光測定は初めての試みであり、来年度にはその結果成果を公表する予定である。中新統温湯層が、流紋岩岩脈及び安山岩岩脈に貫入されて接触変成作用を受けている露頭を、青森県南津軽郡大鰐町鯖石及び森山で発見し、その周辺地域の地質調査を実施してきた。さらに室内実験により、貫入岩による接触変成作用の影響を、有機炭素含有量、ビトリナイト反射率(Ro)、花粉の明度(statistical Thermal Alteration Index:略称stTAI)、ビジュアル・ケロジェン組成及び珪酸鉱物組成等の変化を利用して調べた。温湯層に含まれる有機物の含有量・組成・熟成度全てにおいて、岩脈に近いほど接触変成作用による有機熟成が進行し、岩脈からの熱の影響を強く受けている。Ro対stTAIダイアグラムでは、接触変成作用による有機熟成は、続成作用による有機熟成経路とは異なる経路で進行する。この熟成経路の相違は、続成作用と接触変成作用における時間と温度のスケールの相違、およびRoがstTAIよりも温度に対して敏感であることにより生じると推定した。自生の珪酸鉱物の変化を調べると、鯖石では全ての試料で石英を産出する。森山では全ての試料でオパールCTを産出し、オパールCTの(101)面間隔は変化していない。以上の様に、鯖石、森山両地域とも、接触変成作用による影響は珪酸鉱物には認められない。これらの研究成果の一部は、2005年6月に東京で開催された石油技術協会講演会、7月に高知で開催された有機地球化学会講演会、9月に京都で開催された地質学会講演会においてそれぞれ公表した。また、「地球科学」59巻、5号、313-322頁に一部の研究成果を公表した。
カワウ営巣地管理へ向けたカワウの養分循環・森林植生への影響査定

本年度は、最終年度であるため、纏めとしてのシミュレーションについての検討を中心に行い、特にシミュレーションモデルにおける分解パラメータについての検討を行った。森林物質循環プロセスモデルとしてPnET-CNとCENTURYモデルを用いて、得られた窒素炭素リンの存在量のシミュレーションを行った。また、本年度から、プロセスモデルの結果を基に、安定同位体比の計算を行うことを可能とし、測定した植物、土壌の窒素同位体比について、プロセスモデルよりその変動がどこまで追跡できるかについて検討を行った。PnET-CNにおいても、CENTURYモデルにおいても、双方とも観測されている植生の回復度合いと比較して、シミュレーション結果は過大な回復状況を示した。リンの現存量については(CENTURYモデル)、かなり現場のデータと合致する結果が出ており、おおむね土壌における養分蓄積状況については良い当てはまりが得られているが、植物の成長速度については、フンによる窒素インプットの効果が大きく反映されすぎていることが明らかになった。日本のスギについて、その成長速度、光合成速度、窒素-光合成曲線などの情報を収集し、現在モデルパラメーターの改良を、プログラムコードのレベルで行っているが、まだよいシミュレーション結果が得られるまでには至らなかった。また、同位体比の計算については、傾向として、フンの影響が土壌・植生に強く反映されるという点では一致しているものの、実際の値としては5-30‰程度の違いが認められた。これは、本研究で対象としているような養分過剰状態での植物・微生物による同位体分別係数の見積もりが不正確であることに起因していると考えられた。滋賀県近江八幡市伊崎国有林で認められている、カワウ大発生に伴う森林衰退について、その規模を推定するため、さらにはカワウ営巣の養分循環への影響を査定するために、本年度は基礎調査として、GIS上でのデータ整理を念頭に調査を行った。特に、GPSを用いて、伊崎半島をくまなく巡り、現在のカワウ営巣状況、並びに森林の衰退状況のモニタリングについては重点を置いて行った。過去の研究で、伊崎半島の数カ所での非常に強度の森林衰退が報告されているものの、現在までその情報を統合することが困難であったため、今研究において、GIS上に過去の研究情報をまとめることを目標として、現地測量を行っている。また、過去の研究で得られている、5年前程の被害状況の位置情報をあわせ、本年度新しく調査プロットを数カ所設置した。これらのプロットでは、今後養分循環(特にリターの分解と窒素供給について)、並びに昆虫、土壌動物などの食物網についての調査を行う予定である。本年度もう一つ行う予定であった衛星画像の解析については、高解像度衛星画像が研究地について撮影されなかったため、本年度は以前に購入した画像を用いた解析を進めており、その結果を元に、新しいプロットの設置場所を決定した。また、同位体比測定については、代表者が研究機関を移動したことにより、本年度あまりすすまなかったが、来年度は測定環境が整うために、本年度採取したサンプルについての同位体測定を実施する予定である。滋賀県近江八幡市におけるカワウによる森林衰退被害のモニタリングを安定同位体と衛星画像解析というツールを用いて行った。本年度は昨年度に収集したサンプルの微量同位体分析(炭素、窒素)を行い、カワウの営巣に伴い、カワウ由来の窒素(非常に高い同位体比を持つ)が森林土壌にどのように供給され、分解を促進・制限しているかについての知見を得ることを目標とした。事実、窒素供給に伴い、分解は阻害されることが分かり、カワウ物質循環モデルの中で重要な意味を持つ、土壌分解のパラメーターについては大きな見直しが必要であることが示唆された。GPSを用いた現場状況のGIS化を行った。現状では、本年度も衛星画像の撮影は行われなかったため、過去に撮影された(2000年)衛星画像を用いて、現状のマッピングを行い、同時に過去の衛星画像、航空写真とのマッチングを進行させた。植物の同位体比と現場環境の被害状況とは必ずしも合致していないところが散見され、来年度は、そのような場所での土壌、植生の調査、およびGISデータの精度向上を含めて、研究を行い、より詳細な被害状況のマッピングに向けて研究を行うことを予定している。モデリングに関しては、上記の通り、重要なパラメーターについての変更を考慮に入れた改訂版を現在作成中であるが、まだ、植生の回復度合いが現状とは異なっており、モデルは実測よりもより早い成長(回復)を示している。この差については、現在異なるシミュレーションモデルを用いたキャリブレーションを進めており、モデル自体の問題であるか、それともまだ考慮されていない部分に窒素が吸着されているのか、といった点を来年度検討する予定である。

日本のスギについて、その成長速度、光合成速度、窒素-光合成曲線などの情報を収集し、現在モデルパラメーターの改良を、プログラムコードのレベルで行っているが、まだよいシミュレーション結果が得られるまでには至らなかった。また、同位体比の計算については、傾向として、フンの影響が土壌・植生に強く反映されるという点では一致しているものの、実際の値としては5-30‰程度の違いが認められた。これは、本研究で対象としているような養分過剰状態での植物・微生物による同位体分別係数の見積もりが不正確であることに起因していると考えられた。
微生物由来のレアメタル結合物質の探索と同定

クロムは機能性材料として多くの産業に利用されている。本研究では、微生物由来のクロム吸着性物質を同定・精製する事を目的とした。クロム特異的因子を同定する一環として、クロム特異的な遺伝子発現の変化を解析した。その結果、クロム処理によりシステイン残基を多く含むタンパク質の発現が抑制された。この事は、金属イオン反応性に富むシステインが、クロム結合物質に利用され、相対的に他のシステイン含有タンパク質の発現や合成が抑制される可能性を示している。クロムは耐蝕性・耐摩耗性などに優れた特徴をもち、ステンレス、耐熱鋼などの特殊鋼用途やクロムメッキ、染料、顔料を含む化学製品など代替のできない必要不可欠な機能性材料として幅広く利用されている。近年、中国・インドの経済成長に伴い、クロムの需要増加が見込まれるため、クロムは、タングステン、コバルト、バナジウム等と同様にレアメタルとして国家備蓄されている。私達は、微生物の一種である原生生物ミドリゾウリムシ(ゾウリムシの近縁種)が、体内にクロムを集積する事を明らかにした。このクロム集積性は、ミドリゾウリムシがクロム吸着性物質を持つ事を示唆する。そこで、我々は、上記微生物からクロム吸着性タンパク質フィルターを作製し、クロム含有排水からクロムを選択的に回収し、再利用可能なシステムの構築を目標としている。特に、平成21年度は、当該微生物由来のクロム結合物質を探索・同定する事を目的とした。本研究助成の成果として、クロム処理特異的タンパク質の発現に必要なクロム処理時間を明らかにした。さらに、当該微生物からクロム吸着性タンパク質を同定する事ができた。今後、当該タンパク質の大量精製法を確立するために、当該タンパク質をコードするアミノ酸配列・塩基配列を明らかにする必要がある。上記利便性から、クロムは、タングステン、コバルト、バナジウム等と同様にレアメタルとして国家備蓄の対象となっている。先の研究において、私達は、ある種の微生物が体内にクロムを集積できる事を明らかにした。そこで、我々は、上記微生物からクロム吸着性タンパク質フィルターを作製し、クロム含有廃水からクロムを選択的に回収し、再利用可能なシステムの構築を目標としている。平成22年度は、当該微生物由来のクロム結合物質の実体を明らかにする事を目的として、クロム処理特異的に増加または減少するmRNAに注目した。今回、逆転写PCR法(RT-PCR法)とディファレンシャル・ディスプレイ法を併用し、クロム処理特異的な遺伝子発現の変化を解析した。本成果として、クロム処理により、システインプロテアーゼを含むシステイン残基を多く含むタンパク質の発現が抑制されている事が示唆された。この事は、金属イオン反応性に富むシステイン残基が、クロム結合性物質に利用され、相対的に他のシステイン含有タンパク質の発現が抑制されている可能性を示している。以上の成果は、クロム結合性物質の実体を明らかにする上で有意義な成果である。
3次元モデルの構築と利用のためのインタフェース

心臓の刺激伝達系の一部であるPurkinje線維網の詳細なネットワーク構造を、L-systemを応用することでモデリングする手法について研究を行った。この研究では心臓Purkinje線維網の構造を再現するため、通常のL-systemに1)curved growthと2)collision detectionという二点の改善を加えた。提案システムを用いると、単純なパラメータ操作のみにより、実物に酷似した3次元Purkinje線維網モデルが生成できる。また、パラメータを変化させると、様々なバリエーションが少ない労力で生成できる。iv)柔軟な物体の能動的な動作の表現手法軟体動物(e.g.,クラゲ、タコ、etc...)や臓器(e.g.,心臓、腸、etc...)など、骨格構造が不明瞭な柔軟物体のアニメーションは、既存の骨格構造の関節角を制御する手法では難しい。また、キーフレーム法なども知られるが、たくさんのポーズを指定するのは手間のかかる作業である。そこで我々は、「柔軟な物体において、物体全体の変形は局所部分の変形の積み重ねで引き起こされる」という知見に基づき、新しいアニメーションフレームワークを提案した。具体的には、1)局所変形の様子を効率的に指定できるインタフェースと2)指定された局所変形をなるべく満たすように全体の変形を計算するアルゴリズムを提案した。本手法により、インタラクティブアプリケーション(手術シミュレーション,ゲーム,etc.)におけるアニメーション表現が格段に向上する事が期待今年度は、i)スケッチベースの植物のモデリング手法,ii)Procedural Modelingをストロークにより制御する手法の研究を行い、その成果を発表した。iii)開花アニメーションのための成長シミュレーションの研究を開始した。i)スケッチベースの植物のモデリング手法:花の階層的な構造に注目し、先ず3次元空間にスケッチを行うことで大まかな全体像をデザインしその全体像を参照しながら詳細部分をモデリングしていく、top-downのモデリング手法を提案した。大まかな全体像をラフに描いてあたりを付けておき、それを元に詳細部分を作りこむという過程は、絵画などのデザインのプロセスに良く見られる。これを三次元モデリングのフレームワークに取り込むことで、直感的なUIを提供した。研究成果は、国際学会誌Computer Graphics forumに掲載された。ii)Procedural Modelingをストロークにより制御する手法:植物の分枝構造のモデリングに広く用いられているL-Systemの生成過程を、手書きストロークにより制御する手法を提案した。L-Systemのフレームワークでは、ローカルな置き換え規則によりモデリングを行うため、ローカルなパラメータ操作のみによりモデル全体の形状を操作する必要があった。本研究では、手書きストロークよるグローバルな形状操作を、L-Systemのフレームワークに組み込むことで、直感的なコントロールを実現した。国際学会Smart Graphics2006において本成果の口頭発表を行った。ii)開花アニメーションのための成長シミュレーション:「開花は花弁細胞の伸長によって引き起こされる。開花時の花弁の変形は、花弁紬胞の伸長差によって引き起こされる」という、生物学の観察に基づき、開花をシミュレートするシステムについての研究を行った。心臓の刺激伝達系の一部であるPurkinje線維網のネットワーク構造を,L-systemを応用することでモデリングした。この研究では、L-systemに2点の改善を加えた。一つ目は新しい枝がすでにある枝から遠ざかるように成長してくもので、これにより一様な分布が生成できる。二つ目は交差が起こったときに、交差した枝同士をつなげるもので、これにより閉じたネットワーク構造が生成できる。「研究成果を、"The 2nd MEI International Symposium:The Worldwide Challenge to Physiomeand Systems Biologyでポスター発表し、詳細な論文を"Journal of Physiological Science"に投稿し、現在査読中である。ii)開花アニメーションのための花弁の成長シミュレーションについて「開花は花弁細胞の伸長によって引き起こされる。開花時の花弁の変形は、花弁細胞の伸長差によって引き起こされる」という、生物学の観察に基づき、開花をシミュレートするシステムについての研究を行った。研究成果は国際学会Graphics Interface 2008に採択され、2008年5月に発表予定である。また、この研究はbest student paperawardを受賞し、Graphics interfaceにて表彰予定である。この研究では、ユーザに入力された小さな領域を埋めるオブジェクトの配置から構造を学習し、より大きな領域を似たパターンで埋める手法を提案した。研究成果は国際学会EuroGraphics2008に採択され2008年4月に発表予定である。

具体的には、1)局所変形の様子を効率的に指定できるインタフェースと2)指定された局所変形をなるべく満たすように全体の変形を計算するアルゴリズムを提案した。本手法により、インタラクティブアプリケーション(手術シミュレーション,ゲーム,etc.)におけるアニメーション表現が格段に向上する事が期待
沖縄舟状海盆北部における黒潮流路変動の力学の解明

沖縄舟状海盆北部の陸棚斜面からトカラ海峡における黒潮流路変動の力学を解明するために、現実的な海底地形上での黒潮流路の定常多重性と、黒潮前線波動に対するそれらの流路の安定性および変動特性を、流入流出モデルを用いて数値実験的に調べた。流入流出モデルには、シグマ座標モデル(POM)を用いた。水平解像度は5km×5km、鉛直解像度は15レベルである。数値実験の特色は,トカラ海峡近辺の複雑な海底地形を、約10kmの高解像度で再現した点にある。以下に、本研究で得られた主要な結果を述べる。1.黒潮流路の定常多重性初期流路分布の違いに対して、安定した2つの黒潮流路が形成された。1つは、トカラ海峡の北側を通過する流路(北流路)であり、もう1つは、南側を通過する流路(南流路)である。黒潮流路の2重性は、海底地形の制約のない400m以浅の表層で起こる。この結果は、近年、観測から指摘されている黒潮流路の2重性の存在を支持するものである。2.黒潮前線波動に対する黒潮流路の安定性および変動特性波長が150500km内の6種類の前線波動を流入境界から注入した結果、波長200kmと400kmの前線波動に対して、最も頻繁に流路の不安定化が起こった。このことは、黒潮流路の蛇行スケールが約400kmであることから、前線波動に対して流路蛇行が共鳴を起こし流路が不安定化することを示唆している。南流路から北流路への遷移は、陸棚斜面に沿って伝播する高気圧性渦が引き金となり、逆に、南流路から北流路への遷移は低気圧性渦が引き金となる九州東方海域における種子島沖冷水渦や黒潮小蛇行の発生は、沖縄舟状海盆北部の黒潮流路形態に依存している可能性が、近年の観測事実より指摘されている。特に、比較的短周期の種子島沖冷水渦の発生過程は、東シナ海の大陸棚上を北上する約50日周期で波長500km程度の擾乱が九州南西方海域の海底地形と相互作用することにより、トカラ海峡での黒潮流路が南北に移動することに起因していると指摘されている。当研究は、この一連のプロセスを引き起こす具体的な力学過程を、数値実験により解明することを目的としている。その方法として、海底地形効果の再現に優れたシグマ座標モデル(POM)を基盤にした高解像度(現在の水平格子間隔は5km)領域モデルを作成して、黒潮流路パターンの現実的な変動を再現し解析する。初年度の課題は、現実的な黒潮流路を再現する数値モデルを作成すること、初期条件や境界条件に対するモデルの感度を調べることである。海底地形はJODCの3次メッシュ水深データから、初期・境界値の密度場はNODCに収録されている水温データから、それぞれ現実的な場を作成した。流入・流出量の境界条件は、人工的にコントロールした。流入・流出量、海底地形、初期・境界密度場に関する感度実験を行なった結果、初期・境界密度場に対する感度が最も鋭敏であった。陸棚斜面上で傾圧性が強い密度場を初期・境界値とする場合は比較的南方で黒潮が陸棚斜面から剥がれ現実的であるのに対し、傾圧性が弱い密度場の場合は陸棚上を地形に沿って北上する。しかし、いずれの場合も、モデル内で傾圧不安定による擾乱が形成されなかったため、モデル内での自励的な流路の遷移は起こらなかった。これは、気侯的平均値として初期・境界値の密度場を作成したため、密度場の傾圧性が弱かったためと推測された。南流路から北流路への遷移は、陸棚斜面に沿って伝播する高気圧性渦が引き金となり、逆に、南流路から北流路への遷移は低気圧性渦が引き金となる
高CO_2濃度下でのクリーン開発メカニズム(CDM)を考慮した植林用樹種の炭素固定

CO_2濃度の上昇にともなう地球温暖化の視点から、CO_2シンクとしての木本植物へのCO_2の影響をとらえ、クリーン開発メカニズムを念頭においた植林によるCO_2固定量を増やし、環境負荷を軽減する方策を長期的に考えることが今後の重要課題である。本研究では,高CO_2濃度下で有用植林樹種の選定に向けた情報を得ることと、CO_2シンクを拡大するための管理法などに有用な知見を得ることを目的として、高CO_2濃度下で木本植物のガス交換について検討し,炭素固定を図上での基礎的知見を得た。その結果を報告書に以下のようにまとめた。1.CO_2濃度の上昇による樹種別の個葉ガス交換速度の変化2.CO_2濃度の上昇による亜熱帯・熱帯および温帯樹木の個葉純光合成速度および水利用効率の変化3.高CO_2濃度下での高CO_2吸収能植物のガス交換特性4.高CO_2濃度における樹木の個体および個葉のCO_2吸収速度5.森林群落上におけるCO_2フラックスの評価6.緑地の土壌呼吸7.温室効果ガスのシンク能の評価とその拡大CO_2濃度の上昇によって、樹木のCO_2吸収量は増した。CO_2濃度が現在の2倍に上昇すると個葉の純光合成速度は、温帯樹木で1.42.0倍となり、熱帯樹木より高い傾向にあった。そのため、水利用効率も温帯樹木の方が高かった。しかし、CO_2濃度の上昇によって蒸散速度が熱帯、亜熱帯および温帯樹木で減少するものが多く、熱環境に与えるフィードバック影響の更なる検討が必要となる。さらにCO_2濃度の短期的影響だけでなくより長期の影響についての検討は今後の課題である。1.CO_2濃度上昇に伴う植林用樹木のガス交換量の評価携帯用光合成、蒸散速度測定装置(LI6400)を用いて秋季に大学構内の緑化樹種(24種)の光合成および蒸散速度を求めた。結果はCO_2濃度350ppmで光合成速度は312μmol CO_2 m^<-2>s^<-1>で、CO_2濃度700ppmでは光合成速度は516μmol CO_2 m^<-2>s^<-1>であった。また、蒸散速度はそれぞれ0.53.5mmol H_2O m^<-2>s^<-1>、0.33.3mmol H_2O m^<-2>s^<-1>であった。この結果を参考に今後環境緩和能について検討する。2.植物-土壌系におけるCO_2収支カラマツ林内の層別のCO_2吸収を渦相関法によって計測した。その結果、林床植生や優占樹木によるCO_2吸収量の評価、さらに土壌呼吸量の寄与度など分別の可能性が示唆され、今後は植林地におけるCO_2収支の解析に供するデータを得る。3.環境条件の改善が植林用樹木のCO_2吸収量および生長に及ぼす影響コナラ、スダジイを用いて、土壌組成を変化させた根圏環境の改善による生長への影響を検討した。真砂土に赤玉土を約15%混入することによって光合成速度、生長が増した。今後は地下部への炭素固定も考慮した根圏の環境改善法を考える必要がある。4.CO_2濃度上昇時に高い光合成速度を有する樹種の探索クチナシ、ナンキンハゼの光合成速度はCO_2濃度350ppm下で1112μmol CO_2 m^<-2>s^<-1>、700ppm下で1517μmol CO_2 m^<-2>s^<-1>と比較的高かったが、沖縄県の海浜に育つモンパノキはCO_2350