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公共政策の刷新と政府間関係の比較研究―タバコ規制政策を事例として

先ず、イギリスにおけるタバコ規制政策の立案と執行方法が、規制内容によって異なっている実態を分析した。パッケージ表記に対する規制は、EUタバコ製造に関する指令に準拠する形で導入された。タバコ陳列の規制は、イングランドがタバコ広告と販売促進に関する規則を改正して禁止し、ウェールズ、北アイルランドも同様の規則が適用された。スコットランドでは、同内容の法律を独自に立法化して規制を行った。喫煙者に対する禁煙支援治療は、それぞれの議会・政府に権限移譲されている保健医療サービス(NHS)によって執行されている。このように、タバコ規制内容によって、政府間関係が複層化している。また、スコットランドでは2018年5月、アルコール最低価格販売に関する法律が施行された。その後、ウェールズ議会はスコットランドと同内容の法律を可決させ、2019年に施行する予定であり、水平的な次元で新たな規制政策が波及している。日本では2018年7月、国が健康増進法を改正し、全国レベルでの規制政策が実施された。その結果、自治体間の政策内容の差異が解消され、全国レベルで規制水準が画一化されるとともに、国の法令に基づいて自治体が規制政策を執行する手続きが確立した。ところが、国レベルでの法令改正は、政策を画一化する一方で、法令の規制水準に満足しない自治体(東京都、大阪府、千葉市など)が、より厳格な条例を制定するなど、先進自治体による政策内容の再分化を促進させるなど、引き続き複層化する政府間関係に注視する必要性が明らかになった。今年度は、イギリスのタバコ規制政策を受動喫煙防止に止まらず、パッケージ表記、タバコ陳列など他の個別の規制政策を考察し、そこに表出される複層的な政府間関係の実態を明らかにすることができた。また、アルコール最低価格販売規制に関しても、スコットランドからウェールズへと予想外の形で水平的な政策波及が生じていることを確認できた。一方、日本においても、国が健康増進法を改正した時点で、全国レベルで規制政策の内容が画一化する形で、政策刷新の動向が収束するものと予測されていたが、新たな規制内容を持つ条例が制定され、政策が再分化を見せるなど、従来までの先行研究で見られた政策学習・政策波及とは異なるパターンが表出した。このように、日英両国の事例研究から、複層化する政府間関係の実相を明らかにすることが可能になり、次年度の研究とりまとめを有益に行うための成果を得ることができた。本年度の研究計画の変更あるいは研究遂行上の課題等に関して、特記すべきことはない。当初の研究計画通り、最終年度である本研究では、いままでの事例研究、理論分析の成果のとりまとめを行う予定である。本年度は、第一に、イギリスにおける政府間関係の動向についてスコットランドを中心に研究を行った。周知のとおり2015年6月に行われたイギリスのEU離脱を問う国民投票の結果、イギリス全体では離脱が多数となった一方、スコットランドでは残留が多数を占めるという結果になったことから、スコットランド独立が引き続き争点となった。こうした動向は改めて指摘するまでもなく、公共政策の形成および政府間関係に対して構造的な次元で影響を与える極めて重要な要因であることから、また、2016年スコットランド法による権限移譲や個別の公共政策よりも大きな関心を集めている政策課題であることから、引き続き以後の政治的展開を把握することに努めた。現在の時点では、スコットランド独立を問う2度目の住民投票を行うか否かについてイギリス政府とスコットランド政府との間でどのような決着が図られるかに関心が集まっている。第二に、在外研究を終了し帰国後の今年度後期には、日本の国および地方自治体におけるタバコ規制政策の全体的な制度の特質を考察する作業を行った。現在、国レベルでは厚生労働省が健康増進法を改正し、イギリスで導入された規制と同様、屋内の原則禁煙化を進めようとしているものの、タバコ業界の影響力、タバコ業界を保護する政治家集団、そしてタバコ規制の影響力を懸念する中小飲食店業界らによる反対が強いなどの要因がイギリスとの相違を生じさせているものと考えられる。また、先進事例として2012年に制定された兵庫県の受動喫煙防止条例の制定過程に関する調査を行い、神奈川県条例との共通点、相違点を明らかにした。第一に、今年度の前半はスターリング大学において在外研究を行っており、その期間中、5月にスコットランド議会選挙が、6月にはEU離脱を問う国民投票が行われ、これらのキャンペーンを現地で調査するとともに、運動に携わった関係者や、研究者から直接、話を聞いたり、意見交換をする機会を得ることができたため、イギリス政治、スコットランド政治の動向を深く理解することが可能になった。特に、EU離脱を問う国民投票の結果が、イングランドとスコットランドとの間に差異を生じさせた政治的影響に今後も注目する必要性を認識した。第二に、在外期間中、タバコの規制政策の日英比較を具体化する作業の一環として、在外研究機関において研究協力者であるポール・ケアニー教授と意見交換を行う機会を持ち、分析視角の設定、方法論、検討事例の設定のしかたなど多岐にわたる意見交換を行うことができた。特に、公共政策理論をどのように用いるかに関して共通の認識が形成されたことの成果は大きい。現在、ケアニー教授との共著論文の執筆作業に着手しており、成果の発信に努めている。第三に、日本においても、先進的な地方自治体のみならず、国レベルにおいても厚生労働省が健康増進法の改正作業を具体化させたことによって、研究上意義のある立法過程、政治過程が顕在化し、本研究にも資する考察が容易になり、タバコ規制に関する政策過程に対する理解を深めることが可能になった。

今年度は、先ず、イギリスにおける研究として、2005年にスコットランド議会が制定し、翌年に国会でも制定された公共空間における受動喫煙防止法の制定過程および、同法が全国政府レベルでどのように検討され、立法化に至ったのかを実証的に検討した。同時に、比較の観点から、日本における国レベルでの健康増進法・労働安全衛生法改正の過程と、2010年に全国で初めて施行された神奈川県の受動喫煙防止条例および、2016年に市町村レベルで初めて同種の条例を導入した美唄市の事例を考察した。タバコの健康被害に関する科学的論拠の存在や国際条約の加盟という条件に関しては、イギリスと日本は共通した条件を有している一方、イギリスは先進国の中で最も規制が強い国であり、日本は最も緩い国であるという対照的な政策的帰結を生じさせている。全国レベルで顕在化したタバコ規制政策の差異は、権限移譲された政策能力を行使する地方政府が先進的な規制政策を導入するという政策刷新には共通性が見られ、相対化されることが確認された。両国の政治過程の分析から、政策関与者・制度・ネットワーク・アイデア・社会経済的条件の要因に注目した考察を通じて、主要な政策決定者による受動喫煙の公衆衛生の政策課題としての認知、タバコ規制の経済的影響に対する認識、財務省および保健医療担当省の影響力、公衆衛生関係者およびタバコ産業の政治的な役割、中央政府に限定されない政策決定の場(超国家組織や地方政府が受動喫煙規制政策を強化する役割を果たしているか)に差異を生じさせることを明らかにした上で、両国の政策過程を取り巻く政策環境の相違がタバコ規制政策の差異を生じさせていると指摘した。本研究の中心的な課題であるイギリスおよび日本における受動喫煙規制政策の政治過程を実証的に検討する研究を行うとともに、その過程で、研究協力者であるポール・ケアニー教授と意見交換を行うことによって、証拠に基づいた政策決定の差異を検討するために、5つの要因に注目した考察を行うという、分析視角の設定および方法論を共有するに至った。そして、研究成果を、ケアニー教授と共著論文としてまとめる作業に取り組んだ。その後、本研究計画では、最終年度に予定していた研究成果の公表に関してイギリスの学術誌に投稿したところ、当初の予想以上に早く投稿論文が受理され、掲載が認められるに至った。このため、当初の計画以上に進展していると判断した。先ず、イギリスにおけるタバコ規制政策の立案と執行方法が、規制内容によって異なっている実態を分析した。パッケージ表記に対する規制は、EUタバコ製造に関する指令に準拠する形で導入された。タバコ陳列の規制は、イングランドがタバコ広告と販売促進に関する規則を改正して禁止し、ウェールズ、北アイルランドも同様の規則が適用された。スコットランドでは、同内容の法律を独自に立法化して規制を行った。喫煙者に対する禁煙支援治療は、それぞれの議会・政府に権限移譲されている保健医療サービス(NHS)によって執行されている。このように、タバコ規制内容によって、政府間関係が複層化している。また、スコットランドでは2018年5月、アルコール最低価格販売に関する法律が施行された。
都市計画に基づく風致の評価と活用・整備に関する歴史的研究

本年度の研究実績は以下の通りである。1)日本における初期の風致地区の運用事例として、複数の都市について資料収集を行い、戦前の風致地区の地域ごとの計画的特色を把握した。2019年度も資料収集を継続し、近代日本における風致行政の全体像の解明に努める。2)戦前京都における風致行政の実態について、京都府行政文書・風致地区関係文書の資料調査と、その内容の分析を進めた。昨年度までは、昭和6-9年の京都都市計画風致地区内における許可申請書類を分析資料としたが、今年度は昭和10年から戦前までを対象として、現況変更行為に対する指導内容や許可・不許可の判断を読み取り、風致行政における景観規制・誘導のあり方を把握した。本研究の成果の一部については、「昭和初期の京都都市計画風致地区における眺望に基づく行為許可と行政指導-現状変更許可申請書(昭和6-8年)にみる京都府の風致行政-」(谷川陸,山口敬太,川﨑雅史:都市計画論文集, Vol.53, No.3. pp.289-296, 2018)として発表を行った。なお、本論文により、日本都市計画学会年間優秀論文賞(2018年)を受賞した。また、眺望に関わる開発行為許可を中心にしながらも、大規模建造物や大規模な宅地造成、公共事業による整備などに着目して研究を進め、京都型といえる特徴のある風致行政の実態が明らかになった。これらについては、2019年度中に論文投稿を進める予定である。本年度は昨年度から引きつづき全国的な資料調査を進めるとともに、戦前京都における風致行政の実態を把握するための京都府行政文書・風致地区関係文書の資料調査および研究を進めており、概ね順調に進展している。なお、本年度の具体的な研究成果としては、以下のものがあげられる。・「昭和初期の京都都市計画風致地区における眺望に基づく行為許可と行政指導-現状変更許可申請書(昭和6-8年)にみる京都府の風致行政-」(谷川陸,山口敬太,川﨑雅史:都市計画論文集, Vol.53,No.3. pp.289-296, 2018)2019年度は戦前戦後の京都の風致行政の実態解明に関する研究を進めるとともに、大阪などの他都市における風致整備の実態を明らかにするべく研究を進める。基本的な文献は収集しているが、今後は、関連資料のさらなる収集と、時間をかけた資料の読み込みを進め、論文の執筆を行う予定である。1)日本における初期の風致地区の運用事例として、北海道や宮城など複数の都市について資料収集を行った。ただし、すべての都市において資料調査を完了したわけではなく、研究計画に記載の通り、平成30年度まで資料収集を継続する。2)戦前大阪の公園系統に着目し、その成立過程について、関与した主体の動向に着目して明らかにした。すなわち、大阪市区改正設計(1919)の認可後、大阪府都市計画課によりさまざまな種類の公園を公園道路により連絡させる公園系統計画が、都市計画放射路線とあわせて考案されたことを示した。また、これは大阪府兼都市計画大阪地方委員会技師であった大屋霊城が、公園道路のネットワーク機能の重要性に着目し、郊外の大公園と都市中心部を大道路により結ぶ「放射分散式公園系統」という考えを反映したものであったことを明らかにした。3)近代の大津市を中心とする琵琶湖南部地域における景勝地の利用開発と保護の実態を明らかにした。すなわち、明治45年(1912)以降の本多静六らによる景観資源の調査と計画提案の実態、また、大正10(1921)年の名勝「湖南勝区」の仮指定およびその指定解除の経緯と背景、その際の風致の破壊・保存問題、都市計画法に基づく風致地区の指定(1937)との関係性について明らかにした。本年度は、全国の資料調査も順調に進んでおり、研究計画でもあげていた大阪と大津の事例についての詳細な事例研究も進め、その成果は論文として発表することが出来た。具体的には、大阪については、研究の一部を「総合大阪都市計画(1928年)における公園系統計画の成立-大屋霊城の役割とその計画思想の反映-」(八尾修司,山口敬太,川﨑雅史,都市計画論文集, Vol.51 No.3, pp.1152-1159, 2016)として成果発表を行った。大津については、研究の一部を「大正期の琵琶湖南部における「風景利用」計画と名勝仮指定による景勝地の保護と利用」(山口敬太,ランドスケープ研究(オンライン論文集),Vol.10,pp.5-13,2017)として成果発表を行った。1)日本における初期の風致地区の運用事例として、複数の都市について資料収集を行った。研究計画に記載の通り、平成30年度まで資料収集を継続する。2)戦前神戸における山地開発と風致保護の実態を、部落有林野の解体と山地の近代化という観点から明らかにした。すなわち昭和以降の鉄道会社による登山鉄道の敷設と観光会発の経緯、兵庫県都市研究会の設立と山地計画の立案、山地道路計画とそれに対する風致保護運動、風致地区指定をめぐる山地の開発・保護の論争の内容と経緯を明らかにした。本研究の成果については、『近代日本の空間編成史』(中川理編,思文閣出版,pp.119-156,2017年4月発行)の「神戸背山の開発と風致保護ー部落有林野の解体と山地の近代化ー」において発表を行った。

3)戦前京都における風致行政の実態について、京都府行政文書・風致地区関係文書の資料調査と、その内容の分析を進めた。すなわち、昭和6-9年の京都都市計画風致地区内における許可申請書類を分析資料として、現況変更行為に対する指導内容や許可・不許可の判断を読み取り、風致行政における景観規制・誘導のあり方を把握した。本研究の成果の一部については、「戦前の京都都市計画風致地区内における建築物等の行為許可の実態について」景観・デザイン研究講演集No.13(pp. 261-267, 2017年12月)において発表を行っている。本年度は昨年度から引きつづき全国的な資料調査を進めるとともに、戦前京都における風致行政の実態を把握するための京都府行政文書・風致地区関係文書の資料調査および研究を進めており、概ね順調に進展している。なお、本年度の具体的な研究成果としては、以下のものがあげられる。・「神戸背山の開発と風致保護ー部落有林野の解体と山地の近代化ー」『近代日本の空間編成史』(中川理編,思文閣出版,pp.119-156,2017年4月発行)、・「戦前の京都都市計画風致地区内における建築物等の行為許可の実態について」景観・デザイン研究講演集No.13(pp. 261-267, 2017年12月)本年度の研究実績は以下の通りである。1)日本における初期の風致地区の運用事例として、複数の都市について資料収集を行い、戦前の風致地区の地域ごとの計画的特色を把握した。2019年度も資料収集を継続し、近代日本における風致行政の全体像の解明に努める。2)戦前京都における風致行政の実態について、京都府行政文書・風致地区関係文書の資料調査と、その内容の分析を進めた。昨年度までは、昭和6-9年の京都都市計画風致地区内における許可申請書類を分析資料としたが、今年度は昭和10年から戦前までを対象として、現況変更行為に対する指導内容や許可・不許可の判断を読み取り、風致行政における景観規制・誘導のあり方を把握した。本研究の成果の一部については、「昭和初期の京都都市計画風致地区における眺望に基づく行為許可と行政指導-現状変更許可申請書(昭和6-8年)にみる京都府の風致行政-」(谷川陸,山口敬太,川﨑雅史:都市計画論文集, Vol.53, No.3. pp.289-296, 2018)として発表を行った。なお、本論文により、日本都市計画学会年間優秀論文賞(2018年)を受賞した。また、眺望に関わる開発行為許可を中心にしながらも、大規模建造物や大規模な宅地造成、公共事業による整備などに着目して研究を進め、京都型といえる特徴のある風致行政の実態が明らかになった。これらについては、2019年度中に論文投稿を進める予定である。・「昭和初期の京都都市計画風致地区における眺望に基づく行為許可と行政指導-現状変更許可申請書(昭和6-8年)にみる京都府の風致行政-」(谷川陸,山口敬太,川﨑雅史:都市計画論文集, Vol.53,No.
超硬合金製ノズルの複合研磨装置の開発

燃料噴射や化繊に代表されるノズルは,ステンレス鋼,高速度鋼(ハイス)および超硬合金などで作製されている.ビッカース硬さHV1400程度とハイスより約2倍も硬い超硬合金は,耐熱性や耐摩耗性に優れており,その加工方法として,研削や放電加工などが挙げられる。一般的に,超硬合金に微細穴を加工する場合,ワイヤ放電加工が多く用いられている.しかしながら,超硬合金をワイヤ放電加工した場合,その加工面にはクラックや微小穴などの表面欠陥が生じ,これらが材料の強度を著しく低下させている.したがって,できるだけ表面欠陥を除去することが望ましい.そこで本研究では,ワイヤ放電加工された超硬合金微細穴の表面欠陥を完全に除去するために,酸化現象を用いた超硬合金放電加工面の表面改質技術と流動砥粒による研磨とを結びつけた複合研磨法を新たに提案する.はじめに流動砥粒を用いた研磨装置を試作し,次に,複合研磨法を微細穴の研磨に適用することによって,微細穴内面を表面欠陥の全く存在しない健全な状態に改質することを目的として,複合研磨を行った.その結果,以下の結論を得た.(1)超硬合金微細穴内面の表面欠陥層を酸化させ,その酸化層に流動性砥粒を流すことにより,酸化層を除去する複合研磨法を考案した.(2)ワイヤ放電加工された超硬合金微細穴に,複合研磨法を適用することによって,わずか10分という研磨時間で,表面欠陥の全く存在しない,健全な面を得ることができた.このように,本複合研磨法は放電加工による表面欠陥を除去する新しい手法であり,今後,各種ノズル材料などをハイスから超硬合金へ転換する有用な技術になるものと期待される.燃料噴射や化繊に代表されるノズルは,ステンレス鋼,高速度鋼(ハイス)および超硬合金などで作製されている.ビッカース硬さHV1400程度とハイスより約2倍も硬い超硬合金は,耐熱性や耐摩耗性に優れており,その加工方法として,研削や放電加工などが挙げられる。一般的に,超硬合金に微細穴を加工する場合,ワイヤ放電加工が多く用いられている.しかしながら,超硬合金をワイヤ放電加工した場合,その加工面にはクラックや微小穴などの表面欠陥が生じ,これらが材料の強度を著しく低下させている.したがって,できるだけ表面欠陥を除去することが望ましい.そこで本研究では,ワイヤ放電加工された超硬合金微細穴の表面欠陥を完全に除去するために,酸化現象を用いた超硬合金放電加工面の表面改質技術と流動砥粒による研磨とを結びつけた複合研磨法を新たに提案する.はじめに流動砥粒を用いた研磨装置を試作し,次に,複合研磨法を微細穴の研磨に適用することによって,微細穴内面を表面欠陥の全く存在しない健全な状態に改質することを目的として,複合研磨を行った.その結果,以下の結論を得た.(1)超硬合金微細穴内面の表面欠陥層を酸化させ,その酸化層に流動性砥粒を流すことにより,酸化層を除去する複合研磨法を考案した.(2)ワイヤ放電加工された超硬合金微細穴に,複合研磨法を適用することによって,わずか10分という研磨時間で,表面欠陥の全く存在しない,健全な面を得ることができた.このように,本複合研磨法は放電加工による表面欠陥を除去する新しい手法であり,今後,各種ノズル材料などをハイスから超硬合金へ転換する有用な技術になるものと期待される.ワイヤ放電加工された超硬合金製ノズル穴内面の表面欠陥を完全に除去するために、「酸化現象を用いた超硬合金放電加工面の表面改質技術と流動砥粒による内面研磨とを結びつけた複合研磨装置の開発」をめざして、以下の項目について研究を実施した。(1)《超硬合金製微細ノズルの成形》本研究では、研磨対象として化繊ノズルなどに使われている十字形状のノズル(長さ6mmx幅約0.3mm)を選定し、それをワイヤ放電加工により成形した。ここではセカンドカットまで行い、ノズル穴内面の表面粗さを最大高さRy約6μmに仕上げた。しかし、ノズル穴内面を走査型電子顕微鏡(SEM)で観察した結果、クラックや微小穴などの表面欠陥が数多く存在していた。(2)《流動砥粒研磨によるノズル穴内面の準鏡面化》ワイヤ放電加工後、酸化処理によってノズル穴内面に形成された酸化層は、流動砥粒による内面研磨により除去された。その後、ノズル穴内面をSEMで観察した結果、クラックなどの表面欠陥がない健全な炭化タングステン粒子群に改質されていた。次に、GC#280を用いてノズルを20分研磨した結果、ノズル穴内面の表面粗さはRy2μmとなり、ワイヤ放電加工したままの状態よりも大幅に改善された。しかし、目標である準鏡面状態のRy1μmを達成するに至っていない。(3)《流体圧送機構の開発》流動砥粒を用いてノズル穴内面を研磨する装置では、研磨材はノズル穴のみを往復運動し、ピストン-シリンダ系へ流入しないことが望まれる。現状、#400(粒径50μm程度)の砥粒を用いた時、シリンダ内への砥粒の流入を防ぐことができていた。しかし今後、より微細なノズル穴への適用やノズル穴内面を準鏡面状態に仕上げることを想定している。そこで、ピストン-シリンダ系のように摺動部分をもたない構造であるダイヤフラム式流体圧送機構を開発した。

ワイヤ放電加工された超硬合金製ノズル穴内面の表面欠陥を完全に除去するために、「酸化現象を用いた超硬合金放電加工面の表面改質技術と流動砥粒による内面研磨とを結びつけた複合研磨装置の開発」をめざして、以下の項目について研究を実施した。(1)《ダイアフラム式複合研磨装置による研磨》従前に開発した双方向流動砥粒研磨装置では、#280までの砥粒の使用が限界であったのに対し、ダイアフラム式研磨装置では、ダイアフラムポンプを用いることによって、より粒径の小さい砥粒を用いての研磨が可能になった。また、一方向に流動砥粒を流すため、両端面に発生するダレを片面のみに抑えることができた。(2)《ダイアフラム式研磨によるノズル穴内面の準鏡面化》粗さを低下させていた要因である放電クレータの痕跡を除去するためには、粗研磨の時間を長くすることが有効であることがわかった。そこで、粗研磨時間を変化させた結果、40分間で放電クレータの痕跡がほぼ完全に除去され、最大高さはRy=1.2μmまで改善させることができた。その後、微細穴内面を準鏡面状態に仕上げるため、粒径の大きい砥粒(GC#280)による粗研磨と粒径の小さい砥粒(GC#800)による仕上げ研磨の2段階での研磨を試みた。しかしながら、表面粗さは、Ry=2.0μmとなり、準鏡面状態を得ることはできなかった。これは適正な粗研磨を行ったとしても、必ずしも放電クレータの痕跡がほぼ完全に除去されていないことを意味している。(3)《異種ノズル形状に適合した研磨アタッチメントの開発》異種ノズル形状にも適合する研磨アタッチメントを開発するために、アタッチメントの部分に、手動による締め緩めのみならず、自動での締め緩めや部品のオートローディング械構を開発した。これにより、射出成形用ノズルや燃料噴射ノズルなどの幅広い適用が可能となった。
心理物理実験とシミュレーションによる薄明視下の視知覚変容に関する研究

本研究では、環境光の変動により大きく変容しうる運動知覚に着目し、錐体と桿体が同時に機能する薄明視下の視覚情報処理機序を実験的に明らかにすることを目的とした。本年度は以下の成果を得た。(1)先行刺激により後続の運動方向が曖昧な多義運動刺激(テスト刺激)の見かけの運動方向が一義に定まる視覚運動プライミングの効果を明所視から暗所視まで様々な環境光レベルで測定した。その結果、先行刺激とテスト刺激を視野中心部に提示した場合には、環境光レベルに依存せずプライミングが生じ、一方で先行刺激とテスト刺激を視野中心部と周辺部にそれぞれ分けて提示した場合には、錐体と桿体の寄与率が同程度となる薄明視範囲でプライミングが消失した。視野中心部には錐体が多数存在し、視野周辺部には桿体が多数存在するという網膜の特徴から、薄明視では視野中心部の錐体からの情報と視野周辺部の桿体からの情報が適切に統合されず、結果としてプライミングが消失することが示唆される。(2)薄明視下で錐体からの情報と桿体からの情報が統合されない原因の一つとしては、錐体と桿体における情報処理速度の差が挙げられる。桿体における情報処理は錐体に比べると遅いため、薄明視ではプライミングの生起に関わる運動統合メカニズムへの情報入力が適切なタイミングで行われず、結果としてプライミングが消失する可能性がある。視野周辺部において、テスト刺激を提示するタイミングを早めることにより桿体からの情報入力の遅延を補償したところ、薄明視においてもプライミングが生じた。これは、上述の仮説を支持する結果である(査読付国際学術誌1件、国際学会1件、国内学会2件)。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、環境光の変化によって大きく変容しうる運動知覚に着目し、錐体と桿体が同時に機能する薄明視下の視覚情報統合過程を実験的に推定することを目的とした。(1)先行刺激により後続の運動方向が曖昧な多義運動テスト刺激の見かけの運動方向が一義に定まる視覚運動プライミングの効果を様々な環境光レベルにおいて測定した。明所視/暗所視下ではプライミングの効果がみられる一方で、薄明視下ではプライミングの効果が消失することを見出した(国際学術誌1件、国内学会1件)。この結果は、錐体と桿体における時間応答の差が運動知覚をもたらす視覚情報の時空間的統合に影響することを示している。(2)視覚運動プライミングにおいて、テスト刺激の運動方向知覚が先行刺激と逆方向の場合は低次運動検出機構が関与し、同方向の場合は高次運動検出機構が関与する。この性質を利用し、運動検出機構が機能する座標系と環境光レベルの関係を調べた。その結果、明所視下では網膜上の位置関係に基づく網膜座標で逆方向のプライミング効果がみられ、実世界を中心とした環境座標で同方向のプライミング効果がみられた。この結果は、低次運動検出機構は網膜座標系で機能し、高次運動検出機構は環境座標系で機能することを示している(国際学術誌1件、国内学会2件)。本研究発表により、2013年度日本基礎心理学会優秀発表賞ならびに日本視覚学会2014年冬季大会ベストプレゼンテーション賞を受賞した。また、暗所視下では明所視下と同様の結果が得られたが、薄明視下では環境座標においてプライミングの効果が消失した。この結果は、錐体と桿体の時空間特性の違いにより環境座標系の構築が不完全となることを示している。以上の研究成果については、論文としてまとめ、現在米国の査読付学術雑誌に投稿中である。本研究では、環境光の変動により大きく変容する運動視に着目し、薄明視における運動知覚への錐体・桿体系の同時機能の影響を実験的に推定することを目的とした。平成26年度は以下の成果を得た。(1)先行刺激により後続の運動方向が曖昧な多義運動刺激(テスト刺激)の見かけの運動方向が一義に定まる視覚運動プライミングの効果を複数の薄明視レベル下で測定し、錐体と桿体の寄与率が同程度となる範囲でプライミングが消失することを示した。これは、錐体系と桿体系における時間応答の差により、両系を介した視覚情報の時空間的統合が不完全になることを示唆している(国際学会1件)。また、この薄明視範囲においては視野安定に関わる環境座標表現が構築されないことを見出した(査読付国際学術誌1件、国際学会1件、国内学会1件)。以上の研究成果についてはさらにデータを集め、現在米国の査読付学術雑誌に投稿中である。(2)薄明視では錐体からの情報と桿体からの情報が統合されず、環境座標表現が構築されないことから、視覚系が明所視・暗所視とは異なる方略を用いて運動を認識している可能性がある。そこで本研究では、その方略の一つとして後付けに基づく認識方法である遡及的推測(postdiction)を仮定して実験心理学的に検討した。まずは見かけの運動方向が曖昧なテスト刺激を提示し、続いて運動方向が明確にわかる運動刺激を提示したところ、薄明視においてのみプライミングが遡及的に生じることがわかった。これは、薄明視では錐体と桿体が同時に機能することによる問題点が遡及的推測により補償されていることを示唆する(国内学会1件、ベストプレゼンテーション賞受賞)。

以上の研究成果については論文としてまとめ、現在米国の査読付学術雑誌に投稿中である。本研究では、環境光の変動により大きく変容しうる運動知覚に着目し、錐体と桿体が同時に機能する薄明視下の視覚情報処理機序を実験的に明らかにすることを目的とした。本年度は以下の成果を得た。(1)先行刺激により後続の運動方向が曖昧な多義運動刺激(テスト刺激)の見かけの運動方向が一義に定まる視覚運動プライミングの効果を明所視から暗所視まで様々な環境光レベルで測定した。その結果、先行刺激とテスト刺激を視野中心部に提示した場合には、環境光レベルに依存せずプライミングが生じ、一方で先行刺激とテスト刺激を視野中心部と周辺部にそれぞれ分けて提示した場合には、錐体と桿体の寄与率が同程度となる薄明視範囲でプライミングが消失した。視野中心部には錐体が多数存在し、視野周辺部には桿体が多数存在するという網膜の特徴から、薄明視では視野中心部の錐体からの情報と視野周辺部の桿体からの情報が適切に統合されず、結果としてプライミングが消失することが示唆される。(2)薄明視下で錐体からの情報と桿体からの情報が統合されない原因の一つとしては、錐体と桿体における情報処理速度の差が挙げられる。桿体における情報処理は錐体に比べると遅いため、薄明視ではプライミングの生起に関わる運動統合メカニズムへの情報入力が適切なタイミングで行われず、結果としてプライミングが消失する可能性がある。視野周辺部において、テスト刺激を提示するタイミングを早めることにより桿体からの情報入力の遅延を補償したところ、薄明視においてもプライミングが生じた。これは、上述の仮説を支持する結果である(査読付国際学術誌1件、国際学会1件、国内学会2件)。平成26年度は当初の計画通り視覚情報の時空間的な統合を定量的に評価し、心理実験データに基づいて錐体と桿体が同時に機能する時の視覚情報処理モデルの基礎を構築することに加え、米国の学術雑誌において査読付原著論文を刊行するに至った。それ以外にも、国内の学術雑誌に査読付原著論文が掲載されるなど、当初の計画以上の進展があった。27年度が最終年度であるため、記入しない。平成26年度に行った心理実験から、1)錐体系と桿体系の寄与率に基づく両系の時間応答の差により視覚情報の時空間的な統合が不完全になること、2)薄明視では明所視・暗所視とは異なる方略により視覚情報が統合されていることが示唆された。平成27年度は、これまでに得られている心理実験データに基づいて薄明視を再現するコンピュータシミュレーションを作成し、錐体と桿体が同時に機能する時の視覚情報処理モデルの精緻化を行う。当初の計画では、平成25年度は視覚運動プライミング課題により薄明視下の運動知覚を検討し、学術雑誌への論文投稿を見据え、今後の研究方針を固めるところまでが目標であった。しかし、薄明視において運動統合が生じなくなること、および高次の運動知覚は環境座標系でのみ生じることを実験から見出し、Journal of Vision誌に査読付原著論文として二本発表するに至った。このことから、当初の計画以上に進展しているといえる。本研究では、薄明視における視知覚の変容特性を心理物理実験およびシミュレーションにより検討することを目的とする。
生物の社会集団的行動原理に基づく電力システムの協力制御理論の構築

平成11年度は、生物の社会集団的行動原理に基づく電力システムの協力制御理論の構築に向けて、前年度に開発した電力貯蔵装置群による線路過負荷解消制御についてさらに検討を深めた。主な研究結果は以下の通りである。(1)電力ネットワークに分散配置された各電力貯蔵装置が、隣接した線路の過負荷を解消するように充電あるいは放電すると、線路過負荷は解消されるものの、電力システム全体の需給平衡を崩してしまうことが明らかになった。これは前年度開発した充放電ルールがローカル情報のみに基づいており、電力システム全体の振舞いを表すグローバル情報を利用していなかったためである。そこで各貯蔵装置の近傍で計測可能なグローバル情報として周波数に着目し、それを組み込んだ充放電ルールを検討した結果、需給不平衡量を低減できることが明らかになった。(2)線路過負荷の解消時間と需給不平衡量の競合の度合いを、充放電ルールにおけるローカル情報とグローバル情報の重みの付けで調節でき、その重みを電源構成や潮流状態に合わせて各貯蔵装置が自発的に変更できれば、動物の社会集団的協力行動に類似した現象を電力システムにおいても発生させうることが分かった。(3)開発した充放電ルールによる線路過負荷解消制御が、電力システムの安定性にどのような影響を与えるかを固有値解析手法を利用して分析した。その結果、貯蔵装置の充放電速度を適切な値に設定することにより、固有動揺モード等を不安定化させないことがわかった。ただし、充放電ルールに含まれている非線形性と電力システムの安定性との関連については今後の研究課題である。平成10年度は、電力産業における競争環境が、電力システムの制御・運用にどのような影響を及ぼすのかを調査・分析し、競争環境下で望まれる電力フローの制御方法について以下の研究を行った。(1)電力システムの実務者との討議と、インターネット等から収集した欧米の電力産業に関する資料・文献の調査から、競争の進展に伴い送電ネットワークの利用が自由化され、その結果、電力フローの偏りが不確実性をともなって発生し易くなることが明らかになった。そこで本研究では、不確実に発生する電力フローの偏りを効果的に解消できるようにするため、可制御性の観点から潮流制御装置の配置を決定する手法を開発した。合わせて、電力取引き毎に指定される流通経路の良否を、線路過負荷の発生度合いと電力システムの安定度の観点から、簡便に評価する方法も考案した。(2)生物の社会集団的行動と競争環境における電力システム制御の類似性については調査・検討中である。なお、動物集団にみられる自律分散的性質が、緊急時の電力システム制御に有用であることが明らかになりつつある。(3)複数の電力貯蔵装置が分散配置された電力ネットワークにおいて、各電力貯蔵装置がローカル情報とある単純なルールにしたがって充電または放電を行えば、ネットワークに発生した線路過負荷をうまく解消できることを明らかにした。この電力貯蔵装置による線路過負荷解消の振る舞いは、自律した個の行動が集団全体の秩序を形成するという動物集団にみられる性質と類似しているので、今後、この類似性に着目して、電力システムの自己生成的協力制御の論理を検討する予定である。
機械学習の応用による土層厚推定の精緻化と広域マッピング

日本の森林における土層厚(土壌深度)の空間分布はほとんど明らかになっていない。本研究は、機械学習を用いた空間推定モデリング(マッピング)と、その検証のための効率的な広域土層厚調査によって、日本の複雑な地形における土層厚分布を可視化・精緻化することを目的とする。昨年度までは機械学習を用いた土層厚空間推定モデルの構築と既存研究等による教師データの収集を進めた。本年度は更なる教師データの収集とモデル検証を目的として、茨城県と栃木県の国有林を中心に踏査を行い、特に土層強度検査棒による計測と林道法面に露出した土層の観測を組み合わせることで多点の広域土層厚データを得た。これらの広域土層厚データを教師・検証データとした機械学習モデルを用い、関東北部を対象とした広域土層厚マップを推定・作成した。機械学習モデルの説明変数は、国土地理院の数値標高モデル(10m)から算出された18の地形因子(傾斜、斜面方位、曲率等)と降水量・気温の平年値メッシュを用いた。本モデルによって得られたマップの精度を10倍交差検証によって評価した結果、対象範囲における表層土層厚分布を誤差0.9 mで推定できた。このマップでは各地で斜面中上部の土層が厚く推定されており、局所スケールでは既存研究の傾向を良く反映していた一方、広域スケールでは観測点周辺を除くエリアでの不確実性が大きかった。広域スケールでの土層厚変動には火山灰の分布様式が関与している可能性があり、今後、これらの情報をモデルに反映させることにより、マップの精緻化を進める。本年度は土層厚の広域調査を実施するとともに、初年度に整備したデータと合わせて予備的な広域土層厚マップを作成した。広域調査では茨城県と栃木県の国有林を中心に踏査を行い、土層強度検査棒による計測と林道法面に露出した土層の測量を組み合わせることで、136点の広域土層厚データを得た。これを茨城県のつくば市と城里町の山地小流域試験地における既存研究の土層厚測定値と合わせ、800点の土層厚データを準備した。これらのデータを教師・検証データとした機械学習モデル(ランダムフォレスト・勾配ブースティング等)を用い、関東北部を対象とした広域土層厚推定を実施した。モデルの説明変数データとして国土地理院の数値標高モデル(10m)から算出された18の地形因子(傾斜、斜面方位、曲率等)と降水量・気温の平年値メッシュを用いた。本モデルによって得られたマップ精度を10倍交差検証によって評価した結果、対象範囲における表層土層厚分布を誤差0.9 mで推定できた(R2 = 0.64)。得られたマップについて詳細な検討を行った結果、局所スケールでは、各地で斜面中上部の土層が厚く推定されており、既存研究の傾向を良く反映していた。モデル内では斜面位置、斜面方位に関する地形因子の重要度が相対的に高く、これが地形に応じた局所的な土層厚の空間変動に寄与したと考えられた。一方、広域スケールでは観測点周辺を除くエリアでの不確実性が大きくなっていた。広域スケールでの土層厚の空間変動要因についてはまだ不明な部分が多いものの、火山灰の分布様式が関与している可能性が高かった。本年度は、当初目標としていた広域調査の実施とこれを用いた予備的なマップの作成を実施し、全国マップ作成のための課題を洗い出すことができた。したがって、本研究はおおむね順調に進捗していると考えられる。本年度に茨城県・栃木県で実施した広域土層厚推定マップの精緻化を進め、全国スケールへの拡張を目指す。特に広域スケールでのマップの精緻化のために、火山灰堆積の分布を考慮した説明変数をモデルに組み込む。また、スケールの拡張にあたっては、森林吸収源インベントリ情報整備事業(林野庁)や過去の国有林林野土壌調査報告の情報を活用する。機械学習モデルの改良と検証を繰り返し行うことによってマップ精度の改善を進め、最終的なマップを出力する。さらに、得られたマップの不確実性評価を実施する。マップ全体の誤差(RMSE)や相関係数(R2)を算出するほか、観測地点の密度分布等を反映した不確実性マップを作成する。全球や他地域における土層厚マップとの比較によって、日本における土層厚分布の特徴と空間推定における課題を検討する。日本の山地部では土層厚(土壌深度)の地理空間情報がほとんど整備されていない。本研究は、機械学習を用いた空間推定モデリング(マッピング)およびその検証のための効率的な広域土層厚調査によって、日本の土層厚分布を可視化・精緻化することを目的とする。本年度は空間推定モデルの入力値として土層厚とその説明変数に関する空間情報を収集してデータベースとして整備するとともに、効率的な広域土層厚調査法の開発をおこなった。土層厚は森林吸収源インベントリ情報整備事業(林野庁)や山地小流域における既往文献から緯度経度を持つ点データとして整理し、説明変数データは10mの空間解像度を持つ国土地理院の標高データから20程度の地形因子を算出した。さらに、これらのデータベースの一部を用い、機械学習手法であるRandom forestやBoosted regression treeを用いて茨城県北部の50km×50kmの範囲において土層厚マップを試作した。これは山地小流域試験地における多点観測の結果を教師データとしたものであり、試験地内における土層厚分布の誤差(RMSE)は約1mであった。また、このモデルにおいては、特に斜面位置、斜面方位、曲率に関する地形因子が土層厚の推定に寄与していた。

一方、効率的な広域土層厚調査の手法を検討した結果、労力の大きい従来法(簡易貫入試験)の代替として、林道におけるのり面測量や土層強度検査棒の活用が有効であった。本年度は空間推定モデルの入力値として土層厚とその説明変数の空間情報を収集するとともに、効率的な広域土層厚調査法の開発のための手法比較を実施した。土層厚データは、森林吸収源インベントリ情報整備事業土壌等調査(約380地点)や茨城及び沖縄の山地小流域における既往の調査(約650地点)より抽出し、モデル入力が可能な点データとして整備した。山地小流域における一部の調査結果については緯度経度情報が不明であったため、高精度GPSを用いて位置情報を正確に取得した。説明変数データは、10mの空間解像度を持つ国土地理院の標高データより、20程度の地形因子を算出するとともに、土壌・地質・気象データを合わせて面データとして整備した。また、これらのデータベースの一部を用いることにより、茨城県北部の50km四方を対象として予備的な土層厚マップを試作した。本マップは山地小集水域試験地における多点観測データを活用したものであり、試験地内における土層厚分布の精度は誤差約1mであった。一方、広域土層厚調査の開発では、土層強度検査棒とのり面測量による土層厚観測を従来法(簡易貫入試験)と比較した。その結果、土層強度検査棒は観測時間を約半分に短縮でき、その観測値も従来法とおおむね一致していたが(R2=0.94)、根・レキが著しく多い地点では過小評価になる可能性があった。なお、のり面測量は土層強度検査棒と組み合わせることで十分な精度を得ることができた。手法比較によって土層強度検査棒とのり面測量は土層厚観測の効率化に寄与することが明らかとなったが、状況に応じて従来法を組み合わせる必要もあると考えられた。日本の森林における土層厚(土壌深度)の空間分布はほとんど明らかになっていない。本研究は、機械学習を用いた空間推定モデリング(マッピング)と、その検証のための効率的な広域土層厚調査によって、日本の複雑な地形における土層厚分布を可視化・精緻化することを目的とする。昨年度までは機械学習を用いた土層厚空間推定モデルの構築と既存研究等による教師データの収集を進めた。本年度は更なる教師データの収集とモデル検証を目的として、茨城県と栃木県の国有林を中心に踏査を行い、特に土層強度検査棒による計測と林道法面に露出した土層の観測を組み合わせることで多点の広域土層厚データを得た。これらの広域土層厚データを教師・検証データとした機械学習モデルを用い、関東北部を対象とした広域土層厚マップを推定・作成した。機械学習モデルの説明変数は、国土地理院の数値標高モデル(10m)から算出された18の地形因子(傾斜、斜面方位、曲率等)と降水量・気温の平年値メッシュを用いた。本モデルによって得られたマップの精度を10倍交差検証によって評価した結果、対象範囲における表層土層厚分布を誤差0.9 mで推定できた。このマップでは各地で斜面中上部の土層が厚く推定されており、局所スケールでは既存研究の傾向を良く反映していた一方、広域スケールでは観測点周辺を除くエリアでの不確実性が大きかった。
もやもや病病因解明のための中膜平滑筋細胞不死化の研究

もやもや病では、外頸動脈系にも狭窄性病変が存在し、平滑筋細胞に分子レベルでの変化が存在することが示唆されている。そこで、本研究では、分子生物学的解析に十分な量の血管平滑筋細胞を得るために、不死化を試みた。もやもや病3例、コントロール3例からバイパス手術時に浅側頭動脈の断片を採取し、血管平滑筋細胞を培養し、LINXv-myc retrovirusを感染させた。初期培養では10継代までで増殖を停止するのに対し、LINXv-myc感染細胞では最長28継代まで培養が可能であった。本retrovirusにより不死化は困難であったが、ヒトの血管平滑筋細胞の最大継代数を2-3倍増加させることができた。各症例より得られた細胞よりRNAを抽出し、RT-PCRによりTGF-β1,HoxB7の定量をおこなったところ、TGF-β1は内膜肥厚に関与する因子として考えられているが、もやもや病とコントロールの間で明らかな差を認めなかった。一方、HoxB7は、ヒトの胎生期の血管平滑筋細胞に発現し、成人では消失することが認められているhomeobox geneであるが、コントロール3例ともやもや病1例に発現を認め、テトラサイクリン投与によりHoxB7の発現が消失した。さらに、HoxB7はv-myc遺伝子過剰発現により4例にHoxB7の発現が認められ、myc遺伝子とHoxB7発現の相関が示唆された。以上により、本方法により得られた不死化中膜平滑筋細胞は有用であると考えられるが、もやもや病の病因解明のためには、さらに解析を進める必要があると考えられる。我々は、もやもや病の血管撮影の検討により、もやもや病では外頸動脈系にも狭窄病変が存在することを明らかにし、内頸動脈の内膜を肥厚させるのと同様の分子的メカニズムが外頸動脈系にも存在する可能性を示唆している(M Hoshimaru, et al,Neurosurgery 31:398-400,1992)。そこで、本研究では、浅側頭動脈から培養した中膜平滑筋細胞の不死化をおこない、大量に培養して研究材料を得た後に、分子生物学的な解析をおこなう。不死化に用いたretrovirusは研究分担者の賓子丸が開発したLINXv-mycであり、本retrovirusは、通常の状態ではv-mycが発現し、低濃度のテトラサイクリンを添加するとv-mycの発現が抑制されるものである(M Hoshimaru, et al,Proc Natl Acad Sci USA 94:1518-1523,1996)。3例のもやもや病患者(小児2例、成人1例)および3例の動脈硬化性脳血管閉塞症の患者より、STA-MCA吻合術時に、小量のSTA断端を採取し、外植片法により初期培養をおこなった。SmGM(MCDB131with 10ng/ml EGF,2ng/ml bFGF,0.39ug/ml dexamethasone,5%FBS)を培地として用いた。初期培養細胞に対して、LINXv-myc retrovirusを感染させ、200μg/mlG418にて選択すると多数のコロニーの出現をみた。出現したコロニーをまとめて継代培養した。G418に耐性の細胞に対して、anti-α-smooth muscle actinにより免疫染色を行なうと、すべての細胞が陽性で、中膜平滑筋細胞と考えられた。つぎに培養液中にlug/ml tetracyclineを添加すると、細胞の形態が、より紡錘形に変化した。継代を重ねると、現在のところ、もやもや病から得られた1細胞株が25継代目であり、不死化されたと考えられている。他の細胞株は約15継代目で増殖を停止した。尚、もやもや病と動脈硬化性脳血管閉塞症の間では明らかな形態的な差は認めていない。今後これらの細胞株からRNAを抽出しbFGF等の発現の差を検討していく予定である。

もやもや病では、外頚動脈系にも狭窄性病変が存在し、平滑筋細胞に分子レベルでの変化が存在することが示唆されている。そこで、本研究では、分子生物学的解析に十分な量の血管平滑筋細胞を得るために、不死化を試みた。もやもや病3例、コントロール3例からバイパス手術時に浅側頭動脈の断片を採取し、血管平滑筋細胞を培養しLINXv-myc retrovirusを感染させた。初期培養では10継代までで増殖を停止させるのに対し、LINXv-myc感染細胞では最長28継代まで培養が可能であった。本retrovirusにより不死化は困難であったが、ヒトの血管平滑筋細胞の最大継代数を2-3倍増加させることができた。各症例より得られた細胞よりRNAを抽出し、RT-PCRによりTGF-β1,HoxB7の定量をおこなったところ、TGF-β1は肉膜肥厚に関与する因子として考えられているが、もやもや病とコントロールの間で明らかな差を認めなかった。一方、HoxB7は、ヒトの胎生期の血管平滑筋細胞に発現し、成人では消失することが認められているhomeobox geneであるが、コントロール3例ともやもや病1例に発現を認め、テトラサイクリン投与によりHoxB7の発現が消失した。さらに、HoxB7は、v-myc遺伝子過剰発現により4例にHoxB7の発現が認められ、myc遺伝子とHoxB7発現の相関が示唆された。以上により、本方法により得られた不死化中膜平滑筋細胞は有用であると考えられるが、もやもや病の病因解明のためには、さらに解析を進める必要があると考えられる。
氷期気候変動を駆動した海洋深層変動に関するモデリング研究

数十数千年の長期気候変動の鍵となる海洋深層の変動メカニズムとその気候への影響の理解を目指し、大気大循環モデル、海洋大循環モデル、簡易気候結合モデル、海洋炭素・物質循環モデルなど、さまざまな数値モデル群を用いて氷期気候変動に関する数値シミュレーションを実施した。氷期において提唱されている海洋深層循環の3つの形態(モード)に注目し、それらを適切に再現でき、かつ長期時間積分が可能な気候シミュレーション手法の確立を試みるともに、DOイベントとして知られる氷期における急激な気候変動を理解するためのさまざまな数値シミュレーションを実施した。研究のターゲットとなる課題を次のように設定し、氷期気候変動についてのメカニズム解明を通じて、将来起こりうる長期気候変動についての知見を得ることが本研究の大きな目標である。・課題1:現在と最終氷期最大期(LGM)における平均的な気候状態の再現シミュレーション・課題2:LGMから現在にかけての遷移過程(退氷期)の再現シミュレーション・課題3:氷期における急激な気候変動(DOイベント)に着目した感度実験本年度については、まず「課題1」について、MIROC5の大気大循環モデルを用いた現在およびLGMについての再現シミュレーションを実施した。この結果は、次年度以降で実施する海洋大循環モデルCOCOによる大西洋深層循環の再現シミュレーションにおいて必要となる海面境界条件作成のためのデータとして活用される。また、LGMをターゲットにした海洋炭素循環の再現シミュレーションを、MIROC3の結果を海面境界条件とし、海洋大循環モデルおよび海洋物質循環モデルを用いることで実施した。氷期における海洋炭素循環の変化とその大気二酸化炭素濃度変化への影響について得られた結果は、2件の学会発表にて報告を行った。「課題3」についても、MIROC3の結果をベースにして開発した既存のモデルを使用した実験を開始した。南大洋における海面熱条件が大西洋深層循環の強化に関係する可能性を示唆する結果が新たに得られ、その結果に関する学会発表を行った。前年度に実施したMIROC5の大気大循環モデルを用いた現在および最終氷期最大期(LGM)についての再現シミュレーションの結果から、それぞれの海面境界条件を作成し、その境界条件のもと、海洋大循環モデルによる現在および最終氷期における大西洋深層循環の再現シミュレーションを実施した。その結果、古海洋データの記録に反して、最終氷期において大西洋深層循環が強化する結果となった。この結果は、以前のMIROC3における結果と同様なものとなり、MIROC5を用いた場合でも、古海洋データから示される最終氷期における大西洋深層循環の弱化を再現することは容易ではないことが示唆された。一方、簡易気候モデルMIROC-liteについて、風応力偏差によって駆動される近年の海洋熱吸収変化をMIROC5と同様に再現できることを確認し、古気候研究のみならず近年の海洋変動についてのプロセス研究にも有効であることが示された。氷期における海洋炭素循環の変化とその大気二酸化炭素濃度変化への影響を調べた結果については、その内容をまとめ国際誌に投稿し、今年度受理された。氷期の急激な気候変動についての海洋大循環モデルを用いたプロセス研究として、初年度に引き続き、南大洋における海面熱条件と大西洋深層循環の強化の関連性について着目し、南大洋の熱条件を徐々に変化させる遷移実験を追加するなどの解析を継続した。以上の結果について、国際学術誌への掲載1件および数件の学会発表にて報告を行った。当初の計画に従って、MIROC5の大気モデルおよび海洋大循環モデルを用いて現在および氷期の大西洋深層のシミュレーションを実施した。海洋炭素循環モデルを用いた氷期の炭素循環に関する研究の成果は、国際誌に受理された。本研究では、氷期気候変動についてのメカニズム解明を通じて、将来起こりうる長期気候変動についての知見を得ることを目指した。ターゲットとなる課題を次のように設定し、研究を実施した。・課題1:現在と最終氷期最大期(LGM)における平均的な気候状態の再現シミュレーション・課題2:LGMから現在にかけての遷移過程(退氷期)の再現シミュレーション・課題3:氷期における急激な気候変動(DOイベント)に着目した感度実験による仮説の検証課題1については、LGMにおける海洋炭素循環モデリングに大きな進展があった。これまで開発を進めてきた海洋堆積モデルが完成し、海洋大循環モデルへの組み込みも完了した。それにより、これまでの海洋大循環モデル実験において陽に考慮されることが少なかった炭酸塩補償過程を直接考慮した実験が可能となった。今後、海洋炭素循環の果たす役割をより定量的に評価するためのツールとして利用できることが期待される。本課題終了後も、現在の大きな謎として残されている氷期大気中二酸化炭素変化に着目し、今回開発したモデルを用いて氷期海洋炭素循環の再現シミュレーションを継続していく予定である。課題2に関連して、簡易気候モデルMIROC-liteの改良を行い、風応力偏差によって駆動される近年の海洋熱吸収変化をMIROC5と同様に再現できることが確認できた。その結果を解析した内容を国際学術誌へ投稿し、本年度受理された。退氷期のシミュレーションについても、改良したMIROC-liteを用いて今後実施したい。課題3については、南大洋における海面熱条件と大西洋深層循環の強化の関連性について、熱条件を徐々に変化させる実験を通じて、「熱的閾値」の近くでは大西洋深層循環が多重解構造をとることが確認できた。今後調べるべき課題も残されたが、最終年度において、国際学術誌への掲載2件、学会発表7件の成果があった。

氷期において提唱されている海洋深層循環の3つの形態(モード)に注目し、それらを適切に再現でき、かつ長期時間積分が可能な気候シミュレーション手法の確立を試みるともに、DOイベントとして知られる氷期における急激な気候変動を理解するためのさまざまな数値シミュレーションを実施した。当初の計画通りに研究を遂行し、計画はおおむね順調に進展している。簡易気候モデルMIROC-liteをMIROC5の結果をベースに改良することを予定していたが、MIROC3に比べて氷期の深層循環の再現が改善しなかったため、MIROC3をベースにしたモデルを継続して使用することにより、研究を遂行していく予定である。28年度が最終年度であるため、記入しない。海洋物理学当初の計画に特に変更の必要はなく、今後も計画通りに研究を推進していく予定である。データストレージ購入のための物品費を保留したため。データストレージの購入などを物品費として計上予定であったが、次年度以降に購入することにしたため。データ整理のための謝金や、論文投稿費やオープンアクセス化のための経費に利用する予定である。データストレージの購入などを物品費として計上予定である。