hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
海岸砂丘における単独性カリバチをモデルとした保全生物学的研究

(2)キオビベッコウの狩猟による営巣地近傍でのナガコガネグモの密度低下が植食性昆虫および潜在的競争者(他のクモ)に影響を与えているかどうかを検討するため、営巣地近傍と遠方で、海岸植生に優占するハマゴウの葉の食痕面積とジョロウグモの密度変化を調べたが、いずれも有意な差は検出されなかった。キオビベッコウはコガネグモ科のクモを狩猟し、砂地に穴を掘って営巣する単独性のカリバチであり、河川敷などの生息場所破壊にともなって近年個体数が減少しているとみられている。京都府久美浜町箱石の海岸砂丘で現在も比較的高い密度を維持している個体群について、本種が中心場所採餌という採餌様式をもつことに着目して、本種個体群の維持を可能にする条件と局所的な餌密度の低下が他の生物群に及ぼす影響を検討した。平成10年度の調査結果で、ハチのナガコガネグモに対する狩猟が活発になるとともに、営巣場所近傍のクモ密度が急激に低下すること、クモの放逐実験から近傍で放逐した標識個体が多く狩猟されていることが明らかになった。本年度の調査でも、同様にクモ密度の空間勾配が生じていることが観察された。2年間の結果から、キオビベッコウによるナガコガネグモの狩猟数は、営巣場所近傍50mの範囲内に生息する利用可能なサイズに達したクモをすべて狩猟しつくすのに十分であることが判明した。したがって、営巣場所近傍のクモ個体群は、事実上シンク個体群といえる。また、本年度はナガコガネグモの餌となる昆虫への影響を調べた。その結果、ナガコガネグモはヨコバイ亜目や大型のバッタ目などの植食性昆虫を利用していることが特徴的であった。さらに、これらのクモ類が餌となる飛翔性昆虫の飛翔頻度に与えている影響を把握するため、クモの高密度域での除去実験を行ったところ、ハチ目(おもにツチバチ類)、チョウ目(おもにシジミチョウ類)の飛翔頻度が、クモも網も除去しない対照区や網を残してクモだけを除去した実験区に比べて増加した。このことから、クモの網の存在がこれらの昆虫に回避的な行動をとらせていることが示唆された。今後は、このような捕食者の非致死的効果の把握が重要になると思われる。
培養角膜内皮細胞を用いた拒絶反応のない理想的な角膜移植術の開発

近年角膜移植は全層角膜移植からDSAEKなどのパーツ移植にシフトしつつあるが、世界的なドナー不足は解決されておらず、ドナー角膜を使用しない培養角膜内皮細胞移植が期待されている。今回マウスモデルを使用し、培養角膜内皮細胞移植の免疫学的特徴を検討したところ、拒絶反応が起こらず、免疫反応も検出されなかった。培養角膜内皮細胞移植は、ドナー不足の問題に加えて拒絶反応の問題も解決する将来有望な方法であると考えられた。角膜移植術後の拒絶反応発生率は10-30%程度とされ、拒絶反応を抑制することは術後管理上最も重要なことである。培養角膜内皮細胞移植は、動物実験での成功が報告されており、将来有望な水疱性角膜症に対する治療法である。本法が臨床応用されれば、水疱性角膜症に対してドナー角膜を直接使用する必要がなくなるため、数少ないドナー角膜の有効利用が可能となる。さらに過去の報告では、前房内に置かれた角膜内皮は免疫学的にも拒絶反応を起こしにくい場所であるとされ、培養角膜内皮細胞移植は拒絶反応を防ぐという意味でも有利である可能性が考えられる。我々の過去の研究で作成したアロ培養角膜内皮細胞移植のマウスモデルを用いて、アロ角膜内皮細胞移植は拒絶反応を起こしにくい機序を解明した。内皮細胞移植群は、観察期間中拒絶反応を発生せず、全層角膜移植群より遅延型過敏反応、混合リンパ球反応、移植組織へのT細胞浸潤が有意に低下していた。内皮細胞移植群では前房関連免疫偏位の獲得は無く、内皮細胞移植後脾細胞のマウスへの養子移入後および内皮細胞移植眼へのアロ全層角膜移植は、拒絶反応発生率を減少させなかった。また、内皮細胞移植群はアロ抗原脾細胞での免疫後、遅延型過敏反応は陽性を示したが、移植したアロ培養角膜内皮細胞は拒絶されなかった。以上より培養角膜内皮細胞移植術で拒絶反応が発生しない機序として、免疫抑制や不応答ではなく、抗原の存在が認識されない免疫無視が考えられた。成果を平成21年7月にInvestigative Ophthalmology & Visual Science誌上に発表した。
３次元噴煙モデルとレーダー観測による火山灰拡散降下モデルの高度化

爆発的火山噴火に伴う火山灰拡散過程は,航空機航行障害の原因となるため,その高精度観測と予測が急がれる.本研究では,申請者らが開発した3次元噴煙モデルとレーダ観測技術を応用し,「供給源の物理過程を考慮した火山灰移流拡散モデル」を開発した.具体的には,3次元噴煙ダイナミクス・火山灰輸送カップリングモデルの開発,火山灰移流拡散モデルに基づく逆解析手法の開発,レーダ観測による空中火山灰粒子分布の推定法の開発を行った.また,これらのモデルや解析手法を,霧島2011年噴火や最近の桜島の火山爆発などに伴う噴煙に適用した.爆発的噴火に伴う火山灰拡散・降下は,航空機航行障害などの原因となるため,その高精度観測と予測が急がれている.本研究は,申請者らが開発した3次元噴煙モデルとレーダー観測技術を応用し,新たに「供給源の物理過程を考慮した移流拡散モデル」を開発することを目的とする.具体的には,3次元噴煙モデルを発展させた「噴煙ダイナミクス・火山灰輸送カップリングモデル」を開発するとともに,移流拡散モデルに基づく逆解析手法,さらにレーダー観測による空中火山灰粒子分布の推定法の開発を行う.平成25年度には,平成24年度までに開発した「噴煙ダイナミクス・火山灰輸送カップリングモデル」プロトタイプを改良し,計算の汎用性を高めた.粒子サイズ毎に密度を与えることによって,現実的な火山灰輸送計算が可能となった.また,前年度より数倍多い火山灰粒子数を与えた場合にも高速で計算できることを確認した.移流拡散モデルについては,大気中の一点から同一粒径の火山灰を放出する数値シミュレーションを行い,鉛直方向の火山灰拡散が堆積物の分布形状に与える影響を系統的に評価した.また,前年度に開発した,移流拡散モデルに基づく逆解析スキームについて誤差評価を行ったMPレーダーの観測データから空中に飛散する火山灰粒子の量と粒径分布を抽出するレーダー散乱特性モデルの開発について,平成25年度は,火山灰の粒径分布,形状を仮定した散乱計算から火山灰の基礎的偏波特性を明らかにし,散乱特性を基にした降雨時における火山灰の判別手法の開発と観測データへの適用を行った.また,リアルタイム桜島噴火監視・データ表示システムによる監視とレーダーデータアーカイブの作成を進めた.爆発的噴火に伴う火山灰拡散・降下は,航空機航行障害などの原因となるため,その高精度観測と予測が急がれている.本研究は,申請者らが開発した3次元噴煙モデルとレーダー観測技術を応用し,新たに「供給源の物理過程を考慮した移流拡散モデル」を開発することを目的とする.具体的には,3次元噴煙モデルを発展させた「噴煙ダイナミクス・火山灰輸送カップリングモデル」を開発するとともに,移流拡散モデルに基づく逆解析手法,さらにレーダー観測による空中火山灰粒子分布の推定法の開発を行う.平成24年度は,「噴煙ダイナミクス・火山灰輸送カップリングモデル」のプロトタイプを用いて新燃岳2011年噴火事例の大規模シミュレーションを行い,噴煙高度や降灰分布など,火口近傍の観測結果を再現した.また,移流拡散モデル(PUFFモデル)を用いて同噴火のシミュレーションを行い,人工衛星で観測された噴煙の広域的挙動を再現した.移流拡散モデルにおいては,火口近傍の粗粒堆積物分布について野外観測結果との違いが見られ,モデルで仮定する噴煙形状の影響が示唆された.以上のモデル開発に加え,単純化した移流拡散モデル(TEPHRA2)を用いて堆積物データから噴煙柱からの粒子離脱高度を推定する逆解析スキームを開発し,伊豆大島1986年噴火の噴出物に適用した.レーダー観測による空中火山灰粒子分布の推定法については,MPレーダー観測データから空中火山灰粒子量と粒径分布を抽出するレーダー散乱特性モデルの開発に着手した.具体的には,火山灰の散乱特性を計算するための散乱計算プログラムの設計と製作,国交省の現業XバンドMPレーダー観測データを用いたリアルタイム桜島噴火監視・データ表示システムの設計と製作,噴火時のレーダーデータアーカイブの作成を行った.爆発的噴火に伴う火山灰拡散・降下は,航空機航行障害などの原因となるため,その高精度観測と予測が急がれている.本研究は,申請者らが開発した3次元噴煙モデルとレーダ観測技術を応用し,新たに「供給源の物理過程を考慮した移流拡散モデル」を開発することを目的とする.具体的には,3次元噴煙モデルを発展させた噴煙ダイナミクス・火山灰輸送カップリングモデル(以下「カップリリングモデル」)を開発するとともに,火山灰移流拡散モデル(以下「移流拡散モデル」)に基づく逆解析手法,さらにMPレーダ観測による空中火山灰粒子分布の推定法の開発を行う.平成26年度には,前年度までに開発・チューニングを行ったカップリングモデルを用い,大規模数値シミュレーションを行った.数値モデルで扱う粒子数を数十万個まで増やした計算を実行し,大気中の風速が一定の場合・高さによって変化する場合・風向が高さによって変化する場合,など様々な風の条件における火山灰堆積パターンを再現した.移流拡散モデルについては,大気中の一点から同一粒径の火山灰を放出する数値シミュレーションを行い,風による噴煙の湾曲が堆積物の分布に与える影響を定量的に評価した.また,前年度に開発した,移流拡散モデルに基づく逆解析スキームについて霧島火山新燃岳2011年噴火に適用し,当該スキームの問題点を検討した.レーダ観測データによる空中火山灰粒子分布の推定法の開発については,平成26年度は,火山灰雲のレーダデータの統計解析を行い,ふるい分け効果の存在を確認した.また,パーシベルによる現地観測と採取した火山灰の落下実験から火山灰粒子の終端速度式と粒径分布を求めた.これらに加え、霧島山新燃岳

2011年噴火における気象レーダ観測と地殻変動観測から推定される噴煙高度とマグマ溜まり収縮率の関係を詳細に調べ,噴煙観測に基づく噴火条件推定の可能性について検討した.爆発的噴火に伴う火山灰拡散・降下は,航空機航行障害などの原因となるため,その高精度観測と予測が急がれている.本研究は,申請者らが開発した3次元噴煙モデルとレーダ観測技術を応用し,新たに「供給源の物理過程を考慮した移流拡散モデル」を開発することを目的とする.具体的には,3次元噴煙モデルを発展させた噴煙ダイナミクス・火山灰輸送カップリングモデル(以下「カップリリングモデル」)を開発するとともに,火山灰移流拡散モデル(以下「移流拡散モデル」)に基づく逆解析手法,さらにMPレーダ観測による空中火山灰粒子分布の推定法の開発を行う.平成27年度には,前年度までに開発したカップリングモデルを用い,ピナツボ火山1991年噴火などの実際の噴火事例の条件で大規模シミュレーションを行い,噴火開始から約100分後までの大気中に浮遊する火山灰粒子や地表に堆積した火山灰粒子の挙動を再現した.移流拡散モデルについては,大気中の一点から同一粒径の火山灰を放出する数値シミュレーションに基づいて風の影響を定量的に評価する一般的理論を構築するとともに,霧島火山2011年噴火などの噴火事例に対して,高層気象場や堆積物のデータを用いて風の影響が卓越する場における火山灰の拡散・堆積過程の検討作業を行った.レーダ観測データによる空中火山灰粒子分布の推定法の開発については,レーダデータ三次元解析ツールにより噴煙の内部構造を可視化し,その時間変化を直感的に捉える体制を整えた.また,地上降灰量計の観測値を用いて,反射因子と降灰強度の関係式を導出し,火山灰分布を定量的に評価した.さらに,桜島火山において,パーシベルを用いた降下火山灰の粒径・落下速度測定を連続して実施した.これらに加え,噴煙ダイナミクスの近似解析解を導出することによって,火砕流の発生条件や噴煙高度の決定要因を明らかにした.本プロジェクト(火山灰拡散・降灰予測のための移流拡散モデルの高度化)は,上述のカップリングモデルで噴煙内の火山灰分布を再現することを軸として推進している.カップリングモデルについては,基礎的部分の開発がほぼ終了し,実際の噴火事例と数値計算結果を比較する段階に入っている.現段階で,空中の粒子分布と堆積分布の関係について,ピナツボ1991年噴火の野外調査データと比較可能なデータを蓄積でき,当初計画をほぼ達成している.移流拡散モデルについては,大気中の一点から同一粒径の火山灰を放出する数値シミュレーションに基づいて,既存の「Tephra2モデル」の問題点が定量的に評価された.その中で,霧島火山2011年噴火事例について,風によって噴煙が湾曲することの影響が本質的であることが明らかになった.現在,噴煙が湾曲する効果を考慮した移流拡散モデルの逆解析手法の開発に着手しているが,これについては,先行研究の問題点の洗い出しの段階である.
国家の教育アカウンタビリティに関する総合的研究

本研究は、近年の教育改革による教育制度・教育政策そして学校の現象変化を対象としてその現象変化における国家の責任を歴史的・国際比較的そして実証的に考案した。歴史的考察においては、特に80年代以降の日本における教育改革を教育制度史・教育行政史・教育財政史・学校政策史の視点から歴史的に考察した。国際比較的考察においては、アメリカ・イギリス・ドイツ・ロシア・中国・タイ・オーストラリアの各国の教育改革を国家の責任を焦点にした。また、実証的考察においては、現在の教育改革を教育政治・教育政策・教育財政・学校財政・社会教育政策・学区政策の各領域で政策分析するとともに、国民の教育改革に関する意識(評価意識)を実証的に考案した。以上のアプローチにより、教育改革における国家の責任の理論的特質を明らかにするとともに、教育改革の現象次元の国家の位置づけや校話と価値をあきらかにできた。この成果は、今後の教育行政学・教育政策学などの領域において有効な考察枠組みと現象分析の結果を示すと考える。本年度は,これから3年度分の研究の実施計画の策定とそのスケジュールや方法,さらにそれぞれのパートでの研究計画や内容・方法について,全体や部分で共同討議と共通認識を行った段階といえる。以下,そうした点について概要を述べる。1.全体について12月上旬に研究分担者及び協力者に参集いただき,本科研の全体計画と研究の視点・対象・方法について,全体討議し確定させた。この場合,研究分担については主にその視点と方法を中心に歴史・比較・現在(実証)のミグループに分けた。2.各パートについて「歴史」(班)については,戦後教育史を主な対象として教育制度史・教育財政史・学校経営史を中心に教育における国家の責任史を考察する作業を開始した。「比較」(班)については,イギリス・アメリカ他九ヶ国を対象に考察するための調査作業(六ヶ国のべ九人が海外出張)に入った。「現在」(班)は調査の枠組み検討に入った。本年度は、3年計画の2年度目ということで、それぞれ以下のような実績をあげた。歴史班昨年度からの課題を継続して追求した。戦後教育史特に教育制度史・教育政策史・学校経営史を中心として、1980年代までの歴史過程において、国家による教育への責任の構造変容を追った。比較研究班イギリス・アメリカ・タイ・韓国への調査を行うとともに、昨年日本教育行政学会の年報に諸外国の教育改革を対象として、国家の責任論を論ずる研究論文を数本発表した。調査班2002年2月から3月現在まで、以下の二本のアンケート調査を実施した。1.教育改革と国民評価に関する調査対象教育長513名、校長400名、教員400名、保護者577名、中小企業者405名2.学校の情報発信に関するアンケート調査対象校長800名、教員600名現在、それぞれ集計中であり、4月以降より本格的に分析に入る予定。本研究は、教育改革を対象としてその思想や政策・構造そして問題点について多角的に考察した。3カ年を期間として、歴史的考察、(国際)比較的考察そして実証的考察の方法により総合的に分析した。本年度は、3カ年の最終年度にあたり、主に3つの考察のまとめを行った。以下、その概要を記す。歴史的考察の概要主に、80年代から現在までの歴史過程を対象として、国家と教育改革の関係の思想と構造を考察した。特に現在の教育改革に連続してくる1980年代からの「国家における教育」の変容過程を、教育制度史・教育行政史・教育財政史・教育課程政策史そして学校経営政策史といったいくつかの対象領域で探った。(国際)比較的考察の概要現在の世界の教育改革の国際比較を国家責任論の枠組みにより考察した。アメリカ・イギリス・ドイツ・ロシア・中国・オーストラリア・タイを考察した。それぞれの国家の教育改革の類似性と差異性を比較考察することにより「国家における教育」の特質を明らかにした。実証的考察の概要現在の教育改革の実証的考察を、主に教育政策分析とアンケートによる意識分析により行った。前者では、90年代以降の日本の教育改革を、教育制度改革・教育政治改革・教育財政改革・社会教育改革・学区改革の実態に探った。後者では、教育改革の評価を問う意識調査を方法として、教育改革に対する国民の意識を考察した。
流体現象のマクロ構造とメゾ構造解明のための解析理論の構築

マクロレベルの流体数学研究ではストークス方程式のR有界性に基づく理論により粘性流体の自由境界問題の解の時間局所一意存在を一般領域で示した。またストークス作用素のスペクトル解析に基づく理論によりナヴィエ・ストークス方程式の一相自由境界問題の時間大域解の一意存在と漸近挙動を有界及び非有界領域で示した.メゾレベルでの流体数学研究では気泡振動を支配する確率微分方程式を導出し,その時間大域解の存在と漸近挙動を示し数値解析を行った.また変分原理による定式化に向けてディラック簡約の理論を開発しリヴリン・エリクッセン流体に応用した.更にラグランジュ・ガラーキン法を開発し気泡上昇問題の数値解析を行った.(1)自由境界問題:Navier-Stokes方程式の自由境界問題を線形化して得られるStokes方程式の自由境界条件下での解作用素のR-有界性を半空間のモデル問題についてsurface tensionがついていない場合とついている場合について分けて示した。次に有界領域および一様な非有界領域においてそのレゾルベント評価を行った.さらにここでの手法を半空間の場合の結果を用いて,有界領域および一様な非有界領域における解作用素のR-有界性をsurface tensionがついていない場合に示した。(2)流れの安定性:2次元の場合の物体を横切る圧縮性粘性流体の安定性を示すための鍵となる、外部領域でのStokes方程式の解の減衰度を2次元外部領域の場合に示した。また2次元以上の有界領域における圧縮性粘性流体流れを考え、その線形化問題の解の指数安定性が質量項の摂動平均がゼロとなる場合に示し、これを用いて流の安定性を示した。2次元の円柱周りの定常Oseen方程式について、有限要素法による数値解析を行った。線形反復解法としてGMRES法を用いることで、Reynolds数が100程度まで、双子渦を再現することに成功した。またあるReynolds数以下では渦が生じないことも再現できた。(3)メゾレベルからの粘性流体の運動方程式の導出:最終目標は決定論的なモデル化が不可能な多重スケール流体運動のモデル方程式を導出することとした。本年度はNavier-Stokes方程式から導かれるレイリープリセットーケラー方程式に、実験からの類推で確率項を付けたものの数値解析を行いある程度実験値を再現していることを確認後、Funaki-Inoueの確率Naiver-Stokes方程式から、流体極限の方法を用いてレイリープリセットーケラー方程式型の確率常微分方程式を導いた。【混相流の研究】気体・液体の2相問題に関する数学的な定式化を行い、数学的に厳密に扱うの第一段階として、界面において表面張力がない場合の線形化問題を考え、線形化方程為式の一般化レゾルベント問題についてR有界な解作用素を求めた。さらに一般領域のこれを拡張し、一般領域でのR有界な解作用素の存在を示した。また、これとL.Weisの作用素値フーリエ積分作用素の有界性定理を用いて、時間発展問題のLpーLq最大正則性原理を示した。この応用として、時間局所解の一意存在を示す事に成功した。またナヴィエ・ストークス方程式に対する安定化特性曲線有限要素スキームを提案し、安定性と誤差評価を与えた。またこれを応用し上記の気体・液体2相問題に対する数値シミュレーションを行った。これらの研究により、気液2相流の数学解析研究に新展開を与えることが出来た。【流の安定性の未解決問題の解決】非圧縮性粘性流体方程式の自由境界問題および圧縮性粘性流体の表面張力が無い場合の自由境界問題の線形化問題に対応するレゾルベント問題の解析を行い、特に有界領域において初期値が剛体運動に直交する場合に解析半群が指数減衰することを示し、これを応用して有界領域での非線形問題の時間大域的解の一意存在を示した。【メゾレベルからの粘性流体の運動方程式の導出】・キャビテーション問題に関連し、気液2相流のモデル方程式の解の挙動解析を行った。全ての初期値に対し時間大域解が存在し、非粘性であれば周期解となっていること、粘性があれば任意の初期値に対して唯一の平衡点へ漸近することなどを示した。また系にノイズを入れた際も、適当な条件下でノイズがない場合と同様の結果を得た。・流体や非ホロノミック拘束を受ける剛体の力学に関連して,advectiveパラメータを含むリー群上のラグランジアンからオイラー・ポアンカレ簡約の理論をディラック構造の枠組みに拡張した.(1)自由境界問題を統一的に扱う理論の構築と流の安定性の未解決問題の解決2相問題についてのモデリングを行い、気体・気体、気体・液体、液体・液体の3通りの場合で界面において表面張力がついてない場合について、そのモデル問題に対しR有界な解作用素の存在を示した。また半空間における非圧縮性粘性流体の自由境界問題を表面張力がついている場合に考え、その線形化問題の解の減衰評価とそれを応用してLpーLq最大正則性のクラスでの時間大域解の一意存在を示した。さらにネマチック液晶(nematic liquid crystal)に関する一般領域での時間局所解の一意存在、有界領域および全空間での時間大域解の一意存在を示した。一方数値解析においては、2相問題に対し高信頼・高精度な有限要素法の開発を行った。

物質微分項の非線形性はラグランジェ・ガレルキン法で解消し、自由境界は海面追跡法で精度よく計算するスキームを構成した。(2)メゾレベルからの粘性流体の運動方程式の導出・表記課題の方法として次のプログラムを提案するにいたった。1)確率的な摂動を形式的に与えた流速を考える。2)この上での運動エネルギーとポテンシャルエネルギー、および粘性外力(viscous force)を定義する。3)ラグランジェ・ダランベール(Lagrange-d'Alembert)原理による変分を行い、確率項を含む運動方程式を導出する。4)確率項を数学的に厳密にとらえ、伊藤型の確率偏微分方程式を導出する。・上記の導出法の具体例として確率項を含むレイリー・プリセット方程式を導出し解の一意存在を数学的に厳密に示し、さらに数値計算により気泡雲のリバウンド現象の実測値とよく合っていることを確認した。・マクロの視点からの流体解析に対し主に以下の成果をあげた。ー非線形放物型方程式のLp-Lq最大正則性原理による時間局所解の一意存在および、有界領域での解の減衰定理を組み合わせることによる時間大域解の一意存在とその漸近挙動の解析方法を確立し、ネマチック液晶を記述する方程式と表面張力を考慮した場合の1相非圧縮性粘性流体方程式の自由境界問題の時間局所解の一意存在と有界領域での時間大域解の一意存在と漸近挙動を示した。またネマチック液晶を記述する方程式に対して非有界領域での時間大域解の一意存在を示した。これにより非有界領域での最大正則性原理と解の減衰定理を組み合わせて時間大域解の一意存在を示す初めての試みで今後の研究の基盤となる方法論を確立した。また外部領域での圧縮性粘性流体の方程式の時間大域解の存在とその最良の漸近挙動を示した。これは松村・西田により1970年代に求められた解のクラスを最良にする結果を含んでおり、長年の懸案を解決した。さらに表面張力を考慮しない場合の粘性流体2相問題に対し、その線形化問題のLp-Lq最大正則性原理を示し、特に圧縮・圧縮の場合の時間局所解の一意存在を示した。またこの問題の数値解析として、エネルギィー安定有限要素法を用いて、3気泡上昇問題などの数値シミュレーションを行った。・メゾの視点からの流体解析に対し主に以下の成果をあげた。ー揺動を伴う界面成長を記述するKardar-Parisi-Zhang (KPZ)方程式に対してブラウン運動の分布が不変測度であることを示した。この近似の極限と,通常の近似の極限において,界面の成長速度に1/24のずれが生ずることも見出した。ーG不変な非ホロノミック拘束を受ける場合のディラック構造および陰的なラグランジュ系の簡約化手法を提案し,非ニュートン流体であるRivlin-Ericksen流体の定式化を行った。1)Lp-Lq最大正則性原理による時間局所解の一意存在定理の統一的な扱いについては、1相問題に関しては完成した。現在は2相問題についての研究が進展中であり、非圧縮・非圧縮、非圧縮・圧縮、圧縮・圧縮の3通りの場合の線形化問題についてのLp-Lq最大正則性原理はプレプリントではあるが示された。また複数流体の自由境界問題の数値解法のために開発したエネルギー安定有限要素法を用いて,3気泡上昇問題などの数値シミュレーションを行ったことは、混相流の科学計算に数学的に厳密な方法を与えるうえでインパクトの高いものである。
非平衡凝縮を利用するショックインデューストセパレーションの回避に関する研究

作動気体としての湿り空気が、超音速ノズルによる超音速流れ場およびバンプノズルを用いた遷音速流れ場で急激に加速膨張する際に生ずる非平衡凝縮が、流れ場の衝撃波や境界層に及ぼす影響について、光学観察と圧力計測により実験的に調べた。また、凝縮を伴う圧縮性流れ場を、MUSCL型3次精度TVD差分スキームを用いた数値解析により明らかにした。得られた結果を要約すると、次の通りである。1.湿り空気が超音速流れ場で膨張する場合の流れ場に及ぼす影響(1)襲撃波と凝縮領域の位置関係を明らかにした。衝撃波への流入マッハ数が小さい場合、凝縮の影響が強くなると衝撃波への流入マッハ数が減少するため衝撃波定在位置は上流側へ移動する。一方、衝撃波への流入マッハ数が大きい場合には、凝縮の影響が強くなると衝撃波背後の境界層の発達が抑制され、圧力回復が良くなるため衝撃波定在位置は凝縮がない場合より下流側へ移動する。(2)凝縮の影響が境界層厚さに及ぼす影響を明らかにした。凝縮の効果が弱い場合には、流れ方向の境界層排除厚さδは凝縮がない場合と比べて減少する。一方、凝縮の効果が強くなると、凝縮領域下流ではδは減少するが凝縮領域内では増加する。なお、凝縮を伴う流れ場の壁面摩擦係数および圧力変動は、凝縮がない場合と比較して減少する。2.湿り空気が遷音速流れ場で膨張する場合の衝撃波に及ぼす影響(1)流れの初期相対湿度S_0が小さく衝撃波により境界層がはく離する場合S_0が増加すると衝撃波によるはく離が回避される。(2)S_0の増加とともに、衝撃波の定在位置は上流側に移動し、衝撃波による圧力勾配は緩やかになる。(3)S_0の増加とともに、衝撃波近傍の圧力変動値は小さくなる。また、衝撃波背後の圧力変動は、特にその高周波成分が抑制される。作動気体として湿り空気を用い,超音速ノズルにおいて生ずる凝縮衝撃波を伴う凝縮流れが、測定部内の衝撃波などに及ぼす影響について,光学観察と圧力計測により実験的に調べた。また,圧縮性流体の基礎方程式と古典凝縮論とを連立させ,MUSCL型の3次精度TVDスキームにより,凝縮が境界層に及ぼす影響を明らかにした。得られた結果を要約すると,次の通りである。(1)垂直衝撃波と凝縮領域の位置関係を,実験的に求めた。衝撃波の位置がノズルスロートに近く,衝撃波への流入マッハ数が小さい場合,凝縮の影響が強くなると衝撃波への流入マッハ数が減少するため,衝撃波の位置は上流へ移動する。この事実は,非平衡凝縮によりショックインデューストセパレーションの回避が可能であることを示す。(2)衝撃波への流入マッハ数が結論(1)のマッハ数より大きい場合,凝縮の影響が強くなると衝撃波背後の境界層の発達が小さくなり,圧力回復が良くなるため,衝撃波の位置は凝縮の影響がない場合より下流へ移動する。(3)凝縮の影響により境界層厚さが減少することを,数値計算を行うことで定量的に明らかにした。(4)衝撃波による流れの圧力変動に関して,変動する壁面静圧の最大値と最小値の差を,衝撃波の位置,すなわち壁面静圧が変動を開始する点から,変動がほぼ一定となる点までの範囲にわたって求めた。上述の圧力変動の平均値は,凝縮が生じると凝縮が生じない場合に比べ減少し,この効果は凝縮の程度が強くなるほど,また衝撃波への流入マッハ数が小さいほど,著しい。この事実は,衝撃波の振動が凝縮の発生によりある程度回避できることを示す。

以上に述べた結論のほか,現在,局所的に非平衡凝縮が発生できるように超音速ノズルの改造を終了し,次年度の研究計画がすぐに実行できる状態にある。従って,本年度の研究実施計画は,すべて遂行されたものと思われる。作動気体として湿り空気を用い,圧縮性流れ場において生ずる非平衡凝縮を伴う流れが,衝撃波や境界層に及ぼす影響について,光学観察と圧力計測により実験的に調べた。また,圧縮性流体の基礎方程式と凝縮理論を連立させ,MUSCL型3次元TVD差分スキームより,凝縮が境界層に及ぼす影響を詳細に明らかにした。得られた結果を要約すると,次の通りである。1.湿り空気が超音速流れ場で膨張する場合の境界層に及ぼす凝縮の影響(1)乱流モデルを考慮した凝縮流れの数値計算結果は,実験結果とほぼ一致し,凝縮の発生が境界層内の物理量に及ぼす影響が示された。(2)凝縮を伴う流れ場の壁面摩擦係数は,凝縮がない場合と比較して減少する。(3)凝縮の効果が弱い場合には,凝縮領域を含めた流れ方向の境界排除厚さは凝縮がない場合と比べて減少し,凝縮の効果が強くなるとともに凝縮領域背後では減少する。なお,凝縮の効果が強くなると,凝縮領域において境界層排除厚さは増加する。2.湿り空気が遷音速流れ場で膨張する場合の衝撃波に及ぼす凝縮の影響(1)初期過飽和度S_0が小さく衝撃波により境界層がはく離する場合,S_0が増加するとはく離が抑制されることが確認された。(2)S_0の増加とともに,衝撃波定住位置は上流へ移動し,衝撃波による圧力勾配は緩やかになる。(3)S_0の増加とともに,衝撃波近傍の圧力変動値は小さくなる。また衝撃波背後の圧力変動は,特に高周波成分が抑制される。以上の結果より,本年度の研究実施計画はすべて遂行されたといえる。
生体親和性セメントCPCの臨床応用に関する研究

生体親和性セメントの歯科臨床への実用化の為に,セメントの操作性は重要な用件となる.これまで,生体親和性セメントの操作性に影響を与える因子として各種添加剤の影響を調べた.今年度は,セメントの操作性大きく影響を与えるセメント粉末の粒度配合と操作性との関係を調査した.まず,従来から用いられている歯科用セメントの粒度配合と粘度および操作性の関連を調べた.その結果,セメント粉末の粒度配合は,セメント操作性のみならず,被膜厚さに大きく影響することが明らかになった.また,SEM観察の結果,セメント粉末粒子の形状も操作性に影響を与えることが示唆された.さらに,粉体とその焼結物の強度との関連を調べ,粒度分布が強度に影響することが示唆された.生体親和性セメントの歯科臨床への実用化の為に,セメントの操作性は重要な用件となる.これまで,生体親和性セメントの操作性に影響を与える因子として各種添加剤の影響を調べた.今年度は,セメントの操作性大きく影響を与えるセメント粉末の粒度配合と操作性との関係を調査した.まず,従来から用いられている歯科用セメントの粒度配合と粘度および操作性の関連を調べた.その結果,セメント粉末の粒度配合は,セメント操作性のみならず,被膜厚さに大きく影響することが明らかになった.また,SEM観察の結果,セメント粉末粒子の形状も操作性に影響を与えることが示唆された.さらに,粉体とその焼結物の強度との関連を調べ,粒度分布が強度に影響することが示唆された.生体親和性セメントCPC(カルシウム-フォスフェイ卜-セメント)はこれまでの歯科用セメントとは異なる硬化メカニズムを持つ新規セメントである.しかし,硬化時間が長く,操作性も不良のため現状では歯科診療へ応用することは困難である.本研究の目的はCPCの粉末粒度の大きさや各種添加剤がこのセメントの操作性に与える影響に関する基礎的データを集積することにある.本年度はレーザ回折式粒度分布測定装置を用いて,市販の従来型の合着用セメント(りん酸亜鉛セメント,グラスポリアルケノートセメント)の粒度配合に関する調査を行った.その結果,市販のセメントの粉成分とセメントの性質に関して以下のことが判った.1.りん酸亜鉛セメント粉末の粒度は20μm以下であり,グラスポリアルケノートセメント粉末の粒度は製品に関わらず40μm以下であった.2.練和感覚と粒度配合には明確な関係は認められなかった.3.セメントの硬化と粒度配合については,細かい粒子を含むセメントのほうが硬化速度が早かった.一方,試作CPCの焼結体をミキサーと手動の乳鉢,乳棒を用いて粉砕した場合,初め粒子直径は100μm-0.5μmであったが,乳鉢で細粒化すると直径は2003μmであった.この原因として,粒度を小さくしたことによって粒子の凝集が起こりやすくなり,表面活性剤によっても粒子が分離せず,見かけ上粒子が大きくなったと考えられる.生体親和性セメントの歯科臨床への実用化の為に,セメントの操作性は重要な用件となる.これまで,生体親和性セメントの操作性に影響を与える因子として各種添加剤の影響を調べた.今年度は,セメントの操作性大きく影響を与えるセメント粉末の粒度配合と操作性との関係を調査した.まず,従来から用いられている歯科用セメントの粒度配合と粘度および操作性の関連を調べた.その結果,セメント粉末の粒度配合は,セメント操作性のみならず,被膜厚さに大きく影響することが明らかになった.また,SEM観察の結果,セメント粉末粒子の形状も操作性に影響を与えることが示唆された.さらに,粉体とその焼結物の強度との関連を調べ,粒度分布が強度に影響することが示唆された.
超高解像度の全球モデルを利用した多様な熱帯低気圧・メソ低気圧の包括的研究

本研究では超高解像度の全球大気シミュレーションにより、台風・ハリケーン・サイクロンなどの熱帯低気圧の形成に関わる全球スケールから雲降水システムのスケールまでの様々なプロセスを明らかにすることができた。また、全球大気シミュレーションで形成する熱帯低気圧や温帯低気圧、メソスケール低気圧など多様な低気圧を理解するための考え方と手法に取り組み、複数のアプローチで環境場が低気圧の活動度や性質に及ぼす影響を調べた。これらの成果は気候変動などに伴う低気圧の振舞いの変化を解釈するのにも有用な知見を与える。1.熱帯擾乱が熱帯低気圧のライフサイクルに与える影響の研究熱帯低気圧の一種である台風は、熱帯に存在する他の擾乱(熱帯波動など)の影響により発生や急発達が引き起こされる可能性が観測から指摘されている。本年度の研究では格子間隔14kmという高解像度の全球モデルを用いる二とにより、北太平洋西部に発生した2006年台風21号のライフサイクルにおける熱帯擾乱の役割を調べた。この結果、太平洋中部から西進してきた熱帯擾乱が台風21号発生の起源であり、また、アフリカ付近から東進してきた熱帯擾乱は台風21号の急発達に影響していたことを感度実験により示すことに成功した,この研究は一つの低気圧のライフサイクルが地球上の広い範囲の影響を受けることを全球超高解像モデルを利用して具体的に示すことができた点に大きな意義がある。2.熱帯低気圧の発生時における環境場の研究2008年5月にミャンマーに上陸して大きな被害を引き起こしたサイクロンNargisを例として、サイクロン発生時における環境場の特徴を調べた。その結果、Nargisが発生したベンガル湾では東風から西風にモンスーンが変化する時期であり、それに伴い鉛直シアが弱いというサイクロン発生に都合の良い環境場の条件を満たしていることがわかった。数値シミュレーションでも環境場が変化することでサイクロンの発生確率が高くなることを示すことができた。3.低気圧トラッキング手法の開発本年度はイギリスReading大学のVidale博士の協力の下、空間フィルタを用いることにより低気圧トラッキング手法が、従来よりも高解像度のデータに対しても適用可能であることを確認できた。1.熱帯低気圧の研究前年度までに大筋の得られた2つの研究について、さらに詳細な解析を加えたものを論文として国際誌に投稿した。1つは2008年にベンガル湾で発生してミャンマーに大きな被害をもたらしたサイクロンNargisに関する研究である。ベンガル湾の大きなスケールの大気場とサイクロン発生との関係を調べ、さらに数値シミュレーションによる発生の予測可能性を調べた(この研究は気象集誌に受理された)。もう1つは、2006年にフィリピンで大きな土砂災害を引き起こした台風Durianの数値シミュレーションであり、熱帯の波動による外部強制力が台風の発生と急発達に影響を及ぼしていることを示した(この研究はGeophysical ResearchLetters誌に受理された)。2.温帯低気圧の研究全球モデルを用いた氷河期の数値シミュレーションに関する論文が、Journal of Climate誌に掲載された。この論文では、気候変動に伴う東アジア域の風や降水の変化を評価し、大きなスケールの場の変化に伴い中緯度の温帯低気圧(前線構造を持つ低気圧)の活動も変化することを示した。3.高緯度の低気圧の研究高緯度にはポーラーロウと呼ばれる小型の強い低気圧が発生する。ポーラーロウの性質と大きなスケールの大気場との関係を数値シミュレーションで系統的に調べた研究を行ってきたが、この研究の一部が日本気象学会に評価されて山本・正野論文賞という若手研究者の賞を受賞した。本課題の最終年度となる平成22年度は、研究成果をまとめた多くの発表を行うことができた。以下では交付申請書の「研究の目的」に掲げた2点を中心に紹介する。1.低気圧のマルチスケール現象熱帯低気圧の発生環境を変動させる要因として、先行研究では季節進行と季節内振動という異なるスケールの現象が指摘されてきた。両者は別々に議論されることが多かったが、本研究では両者の寄与の度合いを定量的に示す手法を考案した。これをベンガル湾の熱帯低気圧に適用したところ、季節内振動が熱帯低気圧の発生環境に及ぼす役割は季節によって異なることを明らかにした。この研究は「研究実施計画」に記した通りに遂行され、現在はJournal of Climate誌に投稿中である。この他に、30日間の全球雲解像シミュレーションを用い、低気圧の全球分布、低気圧間の相互作用、低気圧内部の対流活動というマルチスケールの現象を解析した研究を"Cyclones"(Nova Science Publishers)という査読付き図書に投稿準備中である。2.低気圧の発生分布に関する包括的な理解上記の熱帯低気圧(台風・ハリケーン・サイクロン)に関する研究の他に、中緯度の温帯低気圧や高緯度のポーラーロウの研究も併せて行い、地球上の低気圧の包括的な理解を深めた。具体的には気候変動に伴う低気圧の発生分布の変化や、環境場による低気圧の構造やメカニズムの違いについて解析を行った。

これらに関しては、本課題でメインに用いた全球雲解像モデルの他にも、全球低解像モデル、領域モデル、観測データなどを適時用いて、それぞれのメリットを活用しながら遂行した。
南極ポリニアの形成機構の研究

ポリニヤ(Polynya)とは、広大な海氷原の内部(外洋ポリニヤ)や沿岸付近(沿岸ポリニヤ)に定常的に依存する大規模な開水面或いは疎氷域のことをいう。そこでは、大気と海洋の間で熱や各種ガスの交換が活発に行われる。厳冬期になると本来なら海氷で広く覆われてしまうはずの極域海洋において、何故特定の海域だけに開水面が形成し、そのまま維持されるのか、またそれらポリニヤが大気や海洋に果たしている役割は何か、という問題に対する理解を深める事が本研究の目的である。我々は、研究海域として南極昭和基地周辺とオーストラリア南方の南極沿岸域(アデリーランド沖)を取り上げた。前者では、ポリニヤの成因として海洋よりも大気の影響の方が大きいこと、それも大陸からの斜面下降風(カタバ風)野影響を強く受けるところと、もっと広くシノプテイックな大気場が支配的なところと場所によって異なる事がわかった(Ishikawa et al.,1996)。一方、後者のアデリーランド沖では、1995年1月と1996年1月の2回の海洋観測とその間(1995年1月から1996年3月まで)の大陸棚斜面での流速計係留観測を行った。この海域は、南極周辺で海氷密接度の最も低いところとして、よく知られている。我々の観測結果から、以下の事が明らかになった。(1)底層付近に低温、低塩、高酸素、低珪素、高フロンの性質をもつ水塊が2年とも存在した。この水塊の性質は、比較的若い水に特有のものである。(2)一年を通じて流速が最も大きく、流速や水温の変動の最も大きかったのは、海底付近に設置された流速計のデータであった。また、流速と水温の季節変動の最も大きかったのも、その海底付近に設置した流速計によるものであった。(3)この海底付近の流速は、8月から12月にかけて増大し、それにともなって水温低下も起こった。(4)この海域は、南極底層水の生成域の一つであり、その源はすぐ東側の沿岸ポリニヤ域であり、その生成は冬から春にかけての時期にのみ起こっている。研究代表者らは、日本の南極観測隊や水産庁の海洋観測データの解析から、南極発散域(Antarctic Divergence)が、東西500km,南北200km規模の低気圧性海洋渦の列から構成されており、それら渦は、低緯度からの周極深層水の湧昇と沿岸域で生成した低温で高密度の水の移流とによって形成することを示した(Wakatsuchi et al.,1994)。また、その海洋渦が定常的に存在する場所に対応して、冬にはポリニヤが存在することを見い出し、両者に大きな関連があることを指摘した。本研究では、以上のデータ解析による研究成果に基づいて、南極発散域内部の3ケ所(オーストラリア南方)に流速計の係留系を設置した。

1ケ所の流速計1台は既に回収され、現在データを解析中であるが、残り2ケ所の計6台の流速計は本年(1996年)3月日本南極観測隊によって回収される予定であり、また係留系を設置した周辺の海洋構造については、本年1月2月東京水産大学海鷹丸に乗船し、既にCTD,化学成分などのデータを得ており、現在解析中である。ポリニヤ(Polynya)とは、広大な海氷原の内部に定常的に存在する大規模な開水面或いは疎氷域のことをいう。そこでは、大気と海洋の間で熱や各種ガスの交換が活発に行われる。特に厳寒期に於ては、ポリニヤを通してのそれらの交換量は周囲の海氷域に比べて100倍から1000倍も多いと言われている。人工衛星による観測が可能になった1973年に、面積が約35万km^2もある「Weddell Polynya」が発見されて以来、規模は海域によって異なるが、ポリニヤの観測例はいくつか報告されている。厳冬期になると本来なら海氷で広く覆われてしまうはずの極域海洋に於いて何故ある特定の海域だけが開水面のまま維持されるのだろうか。そこで展開されているであろう大規模な大気-海洋相互作用の実態はどのようなものであろうか。本研究の目的は、これらの疑問に答えることである。我々は以前の研究(Wakatsuchi et al. , 1994)から、今まで発見されたポリニヤはいづれも南極大陸を取り囲むように分布する南極発散域で出現している。1995年1月東大海洋研「白鳳丸」によるオーストラリア南方の発散域における観測航海の際に大陸棚斜面上3ヶ所に設置した流速計係留系を1996年3月、日本南極観測隊砕氷船「しらせ」によって無事回収した。合計6台の流速計から流向・流速・水温の約400日間のデータが得られた。また、係留系の回収直前の1996年1月に、東京水産大学「海鷹丸」によって、係留地点周辺の海洋観測が実施された。この観測海域は、(1)南極底層水形成域の一つ、(2)南大洋に広がる海氷域の中で、最も低氷密度域として知られている。今まで得られた海洋観測データと衛星による海氷データ、気候データなど総動員して、この海洋域の海洋構造と海氷低密度域との関係、ポリニヤと海洋渦、南極底層水形成などとの関連性について明らかにしていき、最終年度に予定している、理論的研究への足掛けをつくりたい。ポリニヤ(Polynya)とは、広大な海氷原の内部(外洋ポリニヤ)や沿岸付近(沿岸ポリニヤ)に定常的に存在する大規模な開水面或いは疎氷域のことをいう。厳冬期になると本来なら海氷で広く覆われてしまうはずの極域海洋において、何故特定の海域だけに開水面が形成し、そのまま維持されるのか、またそれらポリニヤが大気や海洋に果たしている役割は何か、という問題に対する理解を深める事が本研究の目的である。我々は、研究海域として南極昭和基地周辺とオーストラリア南方の南極沿岸域(アデリーランド沖)を取り上げた。前者では、ポリニヤの成因として海洋よりも大気の影響の方が大きいこと、それも大陸からの斜面下降風(カタバ風)の影響を強く受けるところと、もっと広くシノプテイックな大気場が支配的なところと場所によって異なる事がわかった(Ishikawa et al.,1996)。一方、後者のアデリーランド沖では、1995年1月と1996年1月の2回の海洋観測とその間(1995年1月から1996年3月まで)の大陸棚斜面での流速計係留観測を行った。この海域は、南極周辺で海氷密接度の最も低いところとして、よく知られている。我々の観測結果から、以下の事が明らかになった。(1)底層付近に低温、低塩、高酸素、低珪素、高フロンの性質をもつ水塊が2年とも存在した。この水塊の性質は、比較的若い水に特有のものである。(2)一年を通じて流速が最も大きく、流速や水温の変動の最も大きかったのは、海底付近に設置された流速計のデータであった。また、流速と水温の季節変動の最も大きかったのも、その海底付近に設置した流速計によるものであった。
新しい高精度VLBIによる地球回転・宇宙測距法の研究

VLBI(超長基線電波干渉計)は国際地球回転事業(IERS)、メ-ザ-線スペクトル電波源観測による宇宙における天体の距離測定及びプレ-ト運動の実測等さまざまな分野でその威力を発揮し始めている。このような国際的発展の中でわが国においては地球回転・基準座標系用VLBI計画(VERA)を推進している。本研究の目的は既にVLBIシステムの運用を行っている海外観測局において高精度化に必要な調査を行い、国際共同観測網との互換性を保ちつつ超高精度VLBIシステムの確立をめざすものである。本調査研究では国際間のハ-ドウェアの互換性、特に相関処理が可能という条件、の調査研究に重点をおいた。これら調査研究を実施するため次の5班を設け、1)アンテナ及びVLBIシステム調査、2)VLBIハ-ドウェアシステム及び相関装置の調査、3)大気遅延調査、(以上平成元年度)4)VLBIバックエンドK4による国際共同観測方式調査及び5)VLBIバックエンドの相互互換性及び新相関器の研究調査(以上平成2年度)を行った。また関連する課題についての国内調査も行った。調査国はVLBI及び電波天文学観測天文台のあるオ-ストラリア、アメリカ、カナダ、ドイツ、スウェ-デン、及びイギリスの各国である。主な調査結果は1.アンテナ及びVLBIシステムオ-ストラリア・ドイツ・イギリス・アメリカ・カナダの各国における大型アンテナを調査した。現在のアンテナを改良を加えないまゝ位置計測に用いると風による変形が大きく問題があること、寒冷地ではモ-タ-・ギアによる駆動ではトラブルが多くあること、鏡面の着雪は想像していたより問題が少ないこと等がわかった。また地球回転研究のためには、アンテナ基準点の変位やアンテナ光学系の変形が問題となる。この点に関しては既存のアンテナではドイツ、ウエッツエル局を除いて十分な考慮が払われていないことがわかった。また、アメリカ国内においてメ-カ-の調査を行った結果、今後のアンテナ設計に有益な情報を得ることができた。2.VLBIハ-ドウェアシステム及び相関装置特に次世代VLBIをめざす高周波数帯域を考慮し、フロントエンド部、周波数標準器(水素メ-ザ-)、及び位相較正装置の調査を行った。また次世代をめざす光ファイバ-電送システムの開発状況の調査を行った。ボン大学及びアメリカ海軍天文台においてIRISーPデ-タの相関処理を行っているが、観測局の増加に伴って相関処理装置の拡充にせまられている。この点はVERAの相関処理装置を設計する上で考慮する必要がある。なお、VLBI記録装置は多様化が進みそうな状況にあり、これら相互の互換性について具体的な取り組みが必要であると思われる。3.大気遅延の調査対流圏内の水蒸気による電波伝播遅延は晴天時水蒸気量が少ない場合、水蒸気放射計で1cm以下で決定できることがわかった。しかし曇天及び降雨時、水蒸気及び水が多量に含まれる場合、低周波数の電波・音波共用レ-ダ-等の利用の研究が有効であることがわかった。また、降雨中の電波伝播遅延を降水量から求める方法の研究を行った。4.VLBIバックエンドK4による国際観測わが国で開発された、小型で可搬性の高いVLBIバックエンドK4をドイツ航空宇宙研究機構のワイルハイム人工衛星追跡管制局の30mアンテナへ設置し、国立天文台野辺山宇宙電波観測所の6mアンテナのMark3と平行観測を行った。この観測によりK4とMark3の互換性を確認できたが、観測デ-タの相関処理における観測記録の書式の不備や不統一が明らかになり、観測時の諸情報の整備が今後の課題として確認された。又この観測により、ドイツと日本間の初の東西国際基線での観測結果が得られ、今後の汎地球的な国際観測網整備への足掛かりが得られた。5.新しいVLBIバックエンドMark4及びK4の相互互換と3A及びMark4相関器の研究Mark4バックエンドは、現在アメリカはヘイスタック観測所で積極的に開発が進められており、旧来のMark3及びMark3Aシステムとはそのままで互換性が無いため、新たにMark4互換の機能をk4へ付加する必要がある。Mark4相関器は、Mark3及びMark3Aバックエンドで記録された観測デ-タを相関処理するMark3A相関器の倍速の処理スピ-ドを持つもので、現在ヘイスタック観測所で構想段階のものである。Mark3A相関器が定常的に運用されているアメリカ海軍天文台では、処理を待つ観測テ-プの在庫管理が円滑な相関処理を維持するために重要である。

調査国はVLBI及び電波天文学観測天文台のあるオ-ストラリア、アメリカ、カナダ、ドイツ、スウェ-デン、及びイギリスの各国である。主な調査結果は1.アンテナ及びVLBIシステムオ-ストラリア・ドイツ・イギリス・アメリカ・カナダの各国における大型アンテナを調査した。現在のアンテナを改良を加えないまゝ位置計測に用いると風による変形が大きく問題があること、寒冷地ではモ-タ-・ギアによる駆動ではトラブルが多くあること、鏡面の着雪は想像していたより問題が少ないこと等がわかった。また地球回転研究のためには、アンテナ基準点の変位やアンテナ光学系の変形が問題となる。この点に関しては既存のアンテナではドイツ、ウエッツエル局を除いて十分な考慮が払われていないことがわかった。また、アメリカ国内においてメ-カ-の調査を行った結果、今後のアンテナ設計に有益な情報を得ることができた。2.VLBIハ-ドウェアシステム及び相関装置特に次世代VLBIをめざす高周波数帯域を考慮し、フロントエンド部、周波数標準器(水素メ-ザ-)、及び位相較正装置の調査を行った。また次世代をめざす光ファイバ-電送システムの開発状況の調査を行った。ボン大学及びアメリカ海軍天文台においてIRISーPデ-タの相関処理を行っているが、観測局の増加に伴って相関処理装置の拡充にせまられている。この点はVERAの相関処理装置を設計する上で考慮する必要がある。なお、VLBI記録装置は多様化が進みそうな状況にあり、これら相互の互換性について具体的な取り組みが必要であると思われる。3.大気遅延の調査対流圏内の水蒸気による電波伝播遅延は晴天時水蒸気量が少ない場合、水蒸気放射計で1cm以下で決定できることがわかった。しかし曇天及び降雨時、水蒸気及び水が多量に含まれる場合、低周波数の電波・音波共用レ-ダ-等の利用の研究が有効であることがわかった。また、降雨中の電波伝播遅延を降水量から求める方法の研究を行った。4.VLBIバックエンドK4による国際観測わが国で開発された、小型で可搬性の高いVLBIバックエンドK4をドイツ航空宇宙研究機構のワイルハイム人工衛星追跡管制局の30mアンテナへ設置し、国立天文台野辺山宇宙電波観測所の6mアンテナのMark3と平行観測を行った。この観測によりK4とMark3の互換性を確認できたが、観測デ-タの相関処理における観測記録の書式の不備や不統一が明らかになり、観測時の諸情報の整備が今後の課題として確認された。又この観測により、ドイツと日本間の初の東西国際基線での観測結果が得られ、今後の汎地球的な国際観測網整備への足掛かりが得られた。5.新しいVLBIバックエンドMark4及びK4の相互互換と3A及びMark4相関器の研究Mark4バックエンドは、現在アメリカはヘイスタック観測所で積極的に開発が進められており、旧来のMark3及びMark3Aシステムとはそのままで互換性が無いため、新たにMark4互換の機能をk4へ付加する必要がある。