hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
個体の移動分散が資源利用の進化と種多様性に及ぼす影響:理論予測と島群集による検証

その結果、どのような分散率を仮定しても、neutral modelから得られる島ごとの種多様度指数は、実際の多様度指数よりも低かった。特に、中程度の個体数をもつ種の出現頻度は、実際の島の方が高く、モデルではcommon種とrare種が多くみられた。すべての島で,この傾向がみられた。これらの結果は、分散率をチョウの大きさによって異なると仮定しても、変化しなかった。これらの結果から、浦戸諸島のチョウの多様性は、(1)分散様式は多様性を決定するうえで重要ではないこと、(2)種間競争やあるいは個体間の生死がランダムであるとする仮定よりも実際の多様性は高いことなどが示唆された。種多様性には、これ以外の要因、ニッチや資源の分割が多様性に影響を与えているものと思われた。今後、島ごとの食草の量的な調査を行い、食草がチョウの多様性に与える影響を評価する必要がある。ニッチ分割が多様性パターンへ与える影響を検出するためには、(1)質の違う資源がある。(2)種によって利用資源が異なる。(3)資源の分布パターンが種の多様性パターンに影響を与える、という仮定が全て確かめられる必要があると考えられる。これら全てを満たした上で、資源分布が多様性パターンに及ぼす効果を検出した研究はこれまで行われてこなかった。本研究では、浦戸諸島(馬放島、朴島、桂島、野々島、寒風沢島)におけるチョウのサンプリング調査及び植生調査を基に、チョウ群集の多様性パターンと、各種が利用する餌資源の空間分布との関係を解析し、ニッチが多様性パターンに与える影響を検証した。解析の結果、多様性パターンと資源分布パターンの間に強い有意な相関が見られ、多様性パターンと距離、資源分布パターンと距離には相関が見られなかった。Hubbleの中立理論では、個体の移入率が非常に重要となるため、群集間の距離が多様性パターンに強い効果をもつことになる。一方でニッチ理論に従うならば、多様性パターンは資源の分布パターンと共に変化するはずである。しかし、一般的に距離と資源分布パターンの間には相関があることが多い。そこで両者に相関が無い状態で、二つの理論の重要性を比較検証する必要がある。今回の結果では、資源分布パターンと距離に相関は認められなかった。また、多様性パターンと資源分布パターンの間に相関が見られ、特に島を分割した場合に有意な相関関係が得られたことから、浦戸諸島において、資源分布パターンが多様性パターンに強く影響していることが強く示された。
公立大学法人化と予算システムの変化に関する研究

本研究では、公立大学の地方独立行政法人化と、それに伴う予算システムの変化について焦点をあて、研究を行った。公立大学法人における予算システムは、法人化によってそれまでの設置自治体の部局としての予算配分から、法人に対する運営費交付金へと姿を変えた。この運営費交付金の交付の在り方は、先行する国立大学法人とは異なり、設置自治体によって多様性を示しており、設置者の政策的意図を色濃く反映するものとなっている。本研究においては、地方独立法人化が進められている我が国の公立大学において、その予算システムが、従来の自治体の一部としてのあり方から、法人化後どのように変化しているかを明らかにすることで、地方独立行政法人たる公立大学法人における予算システム(予算編成・予算管理)のあり方の解明を目指している。平成21年度はその研究目的を果たすために、以下のような研究を行った。(1)公立大学協会より公立大学実態調査のデータを入手し、公立大学間の財務状態について比較検討を行った。(2)現在進められている公立大学の法人化について、各大学の定款等の資料を入手し、定性的な視点から分析を加えた。(3)公立大学の実態を把握するために、公立大学協会へのインタビュー調査、北九州市立大学、下関市立大学、宮城大学への訪問調査を行った。これら大学からはさらに詳細な資料提供を受けた。(4)公立大学を設置する自治体への地方交付税交付金の措置のあり方を解明する手がかりとして、(財)自治体総合研究所へのインタビュー調査および地方交付税関連の資料収集を行った。これらの調査を行うことによって、これまで体系的な研究が殆ど行われてこなかった公立大学に関する財務システムについて、その実態を解明するために必要な基礎的な資料の収集を行うことが出来ただけでなく、平成22年度において行う研究を効果的に行うことにつながる、重要な視座を得ることが出来た。本研究の成果は地方自治体および地方独立行政法人の財務システムにおける諸問題にとどまらず、非営利会計全般、さらには自治体における教育政策や公共政策にまで波及する。これまで殆ど明らかにされてこなかった、公立大学における財務システムと自治体における予算編成の一端を明らかにすることが出来たことは、極めて意義深いことである。平成22年度はその研究目的を果たすために、以下のような研究を行った。(1)昨年に引き続き、公立大学協会より公立大学実態調査の最新データを入手し、公立大学間の財務状態について比較検討を行った。(2)昨年に引き続いて各公立大学の定款や事業報告書、財務報告等の文書を収集し、(1)と関連させつつ分析を加えた。(3)公立大学の実態を把握するために、公立大学協会へのインタビュー調査として、横浜市立大学、広島市立大学での調査を行い、これら大学からはさらに詳細な資料提供を受けた。(4)イギリスおよびイタリア、ドイツにおける大学並びに非営利組織における現地調査を行ったことにより、大学や非営利組織において共通する財務的課題、特に予算管理における課題を認識することができ、本研究の主要なテーマである予算管理の研究に寄与する、重要な知見を得ることが出来た。これらの調査を行うことが出来たことで、平成23年度において行う研究を効果的に行うことにつながる、重要な視座を得ることが出来た。なお本年度執行予定の研究費補助金の一部(150000円)を平成23年度に繰越し、本年度に計画した資料調査を平成23年6月30日までに完了させた。本研究の成果は本来の目的にとどまらず、地方自治体および地方独立行政法人の財務システムにおける諸問題にとどまらず、非営利会計全般、さらには自治体における教育政策や公共政策にまで波及する。これまで殆ど明らかにされてこなかった、公立大学における財務システムと自治体における予算編成の一端を明らかにする手がかりを得たことは、意義深いことである。研究開始年度である平成21年度より、その研究目的を果たすために、以下のような研究を行った。(1)公立大学実態調査のデータを入手し、公立大学間の財務状態について比較検討を行った。(3)公立大学の実態を把握するために、複数の公立大学に対する訪問調査を行った。(4)公立大学を設置する自治体への地方交付税交付金の措置のあり方を解明する手がかりとして、関連団体へのインタビュー調査および地方交付税関連の資料収集を行った。(5)高等教育機関への予算配分の在り方を解明するために、イギリス、イタリアおよびドイツにおける調査研究を行った。本研究の成果としては以下のことが挙げられる(

1)自治体から公立大学に対する予算配分の在り方は、大学によって大きな違いがあり、自治体ごとに異なる事情が運営費交付金の在り方に反映していること。(2)我が国において先行して法人化した国立大学と比較すると、運営費交付金の交付の在り方は多岐にわたっている。(3)諸外国の予算配分の方法と比較しても、設置自治体からの予算配分の在り方には特徴がみられること、等である。本研究は公立大学法人に対する予算配分の特徴を明らかにすることで、公的機関の会計や財政の在り方を考える上での重要な知見を得ることが出来た。またしばしば国公立として一括りにされがちな公立大学について、その設置の意義や特徴を明らかにするのに役立つ知見を併せて得ることが出来た。
酸化物エレクトロニクス材料-電極金属界面の界面終端制御とバンドオフセット

次世代のコンピュータに用いられるLSI用の絶縁膜や、太陽電池に用いられる透明導電性膜など、酸化物エレクトロニクス材料-電極金属界面はデバイスの性能を決定付ける重要な要因である。これらの酸化物は酸素Oと構成金属元素Aから成っており、電極金属Bと界面で結合するに当たり、A-O-BとO-A-Bの異なる結合が可能である。本研究では、界面たった一原子層の厚みで、どちらの結合ができるかによってデバイスの性能が決定的に違うことを明らかにし、様々な酸化物と金属について、界面にどちらの結合ができるかを予測する方法を見出した。本研究では、熱力学的考察に基づき界面形成プロセスを制御することで、界面の一原子層(界面終端原子)の種類を自在に制御した系を実験的に作製し、そのショットキーバリア高さを測定して、界面終端原子の種類とショットキーバリア高さとを関連付け、ショットキーバリアの高い系やオーミックコンタクトの系を自在に設計する指針を得ることを目的としている。本年度は下記の研究を行った。1)界面終端原子の制御のための界面形成プロセスの開発アルミナ-銅界面において酸素原子終端の界面の形成を目指し、超高真空中で清浄なCu(111)表面を作製し、様々な試料温度で酸素を導入しながらAlを蒸着してCu(111)上にアルミナ膜を成長させた。その結果、600°C以上で、エピタキシャルアルミナ膜を成長させることに成功した。また、予想通りに、界面が酸素原子により愁嘆されていることを、XPSによるAl 2pスペクトル解析により明らかにした。2)界面のショットキーバリア高さ、界面電荷層の電子分光的計測(1)で形成した酸素原子終端をもつ試料のショットキーバリア高さそ光電子分光法により計測した。その結果、ショットキーバリア高さは、Cu-9Al合金の酸化により得たアルミ原子終端の場合よりもわずかに小さいのみで、大きな違いはなかった。Cu(111)の仕事関数は5.04eVであるのに対し、用いた合金Cu-9Al(111)の仕事関数は4.39eVとかなり小さく、この仕事関数の違いが、界面終端原子の違いによるショットキーバリア高さの違いが少ない原因と考えられる。1)界面終端原子の制御のための界面形成プロセスの開発アルミナーニッケル界面において酸素原子終端の界面の形成を目指し、超高真空中で清浄なNi(111)表面を作製し、様々な試料温度で酸素を導入しながらAlを蒸着してNi(111)上にアルミナ膜を成長させた。その結果、600C以上で、エピタキシャルアルミナ膜を成長させることに成功した。2)界面のショットキーバリア高さ、界面電荷層の電子分光的計測(1)で形成した酸素原子終端をもつ試料のショットキーバリア高さを光電子分光法により計測した。その結果、ショットキーバリア高さは、NiAl(110)金属間化合物の酸化により得たアルミ原子終端の場合よりもかなり小さかった。銅、ニッケルともに、界面がアルミ終端だとショットキーバリア高さが大きく、酸素終端だとショットキーバリア高さが小さいことを明らかにした。金属一酸化物界面は、Si-MOSにおけるhigh-k誘電体-ゲート電極界面、強誘電体メモリーなどさまざまな電子デバイスにとって、その性能を決定付ける重要なファクターである。先に、アルミナ-金属界面において、膜作製プロセスを制御することによりエピタキシャルアルミナ膜とアモルファスアルミナ膜を作り分け、その違いが界面ポテンシャルに与える影響を明らかにしてきた。その過程で、界面一原子層の厚みおける酸化膜と金属の間の結合状態が、電気的特性に決定的な影響を与えているとの考えるに至った。本研究では、熱力学的考察に基づき界面形成プロセスを制御することで、界面の一原子層(界面終端原子)の種類を自在に制御した系を実験的に作製し、そのショットキーバリア高さを測定して、界面終端原子の種類とショットキーバリア高さとを関連付け、ショットキーバリアの高い系やオーミックコンタクトの系を自在に設計する指針を得ることを目的とする。昨年度、アルミナー銅、アルミナーニッケル界面において、界面終端原子がアルミ原子、酸素原子それぞれになるようなプロセスを設計し、実際に実験的に界面を形成してその界面を計測したところ、界面終端原子が設計どおりになっていることを立証した。

本年度は、コバルトとアルミナとの界面、プラチナと酸化亜鉛との界面についても熱力学的パラメーターから界面終端原子を設計し、界面終端原子の種類をin-situ光電子分光法により観測したところ、設計どおりの界面が形成できていることを立証した。
ランダム行列と測度収束を応用した量子通信の研究

研究目的の一つである「量子ガウス通信路の非加法性」に関する国際共同研究(Robert Koenig, Technical University of Munich)は"Typical entanglement forGaussian states", arXiv:1903.04126 [quant-ph]としてまとめられた。当初の目的と多少異なるが、ガウス純粋状態が典型的に部分空間でどのようにふるまうかについて、ランダム行列と測度集中の手法を使って明らかにした。光子の振る舞いを記述するボソン系の純粋ガウス状態をHaar測度を持つユニタリ行列によってランダムに定義し、典型的にはサブシステムのガウス状態は同じエネルギーを持つ熱状態に近く、そのエントロピーも測度集中することを示した。この研究にはランダム行列の4次モーメントの計算が必要であったが、Weingarten Calsulusを使うと576個の項を処理することになる。このようなランダムユニタリ行列を含んだ多項式(テンソル系も含む)の平均の計算を処理するアルゴリズムも開発した"RTNI - Asymbolic integrator for Haar-random tensor networks", arXiv:1902.08539 [quant-ph]。アルゴリズムはMathematicaとPythonそれぞれに対応し、研究にはIon Nechita (Laboratoire de Physique Theorique de Toulouse)も参加した。このプログラムはランダムな高次元のユニタリ行列の多項式を抽象的に計算することを目的にしており、Mathematicaが行う具体的な低次元のランダム行列の計算とは異なっており、今後の応用が期待される。研究目的の一つである「最適な入力量子状態」の研究は、メアンダー問題の未解決問題との関連がみられ、完全な解決は難しい。上記の「最適な入力量子状態」の研究とメアンダー問題との関連はIon Nechitaとの共同研究で明らかにしてその成果をまとめる。また、コリンズブノワ(京都大学)と長谷部高広(北海道大学)との共同研究において、自由確率の量子通信路への応用に関する結果をまとめる。さらに、上記のプログラムRTNIの改良も試みる。もう一つの研究目的である「最適な入力量子状態」に関する国際共同研究(Laboratory of physics theory Toulouse; Technical University Munich)ではランダムな直交行列により生成された量子通信路の高階テンソル積を考え、出力量子状態の最小エントロピーを達成する入力量子状態を模索した。もちろん、完全な解決は難しいため、多少妥協する形で結果をまとめて論文を完成させた(arxiv.orgへ投稿)。この論文では当該研究課題の目標が数学的な予想として述べられ、それを正当化する定理が証明されている。これは量子通信におけるエンタングルメントの効果を評価するもので通信路容量の理解に向けて意義がある。また、この予想はもともとはNature Physicsの論文に基づいたものであり、情報学・物理学双方の観点から重要である。また、同研究の派生的な結果としてMeander問題に関する論文も完成した(arxiv.orgへ投稿)。この結果は、ランダム量子通信路を自由確率論的に扱う際に現れる組み合わせ論的な議論のレベルで繋がりがある。今後このMeander問題での成果が当該研究課題の進展に寄与するかもしれない。研究目標は三つ設定してある。一つ目の目標「最適な入力量子状態をみつける」は部分的に解決された。Ion Nechita (Laboratory of physics theory Toulouse; Technical University Munich)との共同研究ではランダムな直交行列により生成された量子通信路の高階テンソル積を考え、出力量子状態の最小エントロピーを達成する入力量子状態を模索した。結果として、おそらく最適な入力はベル状態のテンソル積になるであろうという予想ができ、論文を完成させた。二つ目の目標「通信路容量への上限設定」は自身の過去の結果を発展させる計画だったが、その出版に際し大幅に書き直す必要が生じたため遅れている。三つ目の研究目的「量子ガウス通信路の非加法性」のRobert Koenig (Technical University Munich)との共同研究は現段階ではランダムに生成した量子ガウス通信路の振る舞い方を分析している最中であるが、2017年夏には部分的な結果が発表できる見通しである。研究目的の一つである「最適な入力量子状態」に関する国際共同研究(トゥールーズ物理理論研究所;ミュンヘン工科大学)の論文はIEEE Transactions on Information Theoryより出版された。エンタングルメントが通信路容量に密接に関連する最小出力エントロピーを改善させるとしても、2階テンソルまでの影響を考えれば(通信を2回ずつに分けてその2つの入力量子状態に対するエンタングルメントを考慮すれば)十分であるというHastingsの予想をサポートしているという意味で意義深い。実際、この結果はテキサスとパリの学会で結果を発表することになった。もう1つの研究目的である「量子ガウス通信路の非加法性」であるが、当初の目的である非加法性の証明は困難か、もしくはそもそも加法性が成り立つのではないかという感触を得た。その代わりに、ガウス的な時間発展における、局所的なシステムのエントロピーの分析という形で論文が完成間近である。この結果はどちらかと言えば統計物理への貢献であり、国際共同研究(ミュンヘン工科大学)を通して行われた。また、昨年研究目的に加えた、新しい「自由確率論と量子通信の非加法性の証明」であるが、これも完成間近である。これと似た先行研究は存在するが、完成すれば、我々の証明は(少し異なったモデルを考察するものの)先行研究よりも簡潔である。また、その過程で自由確率論の新しい問題を解いたという意味で、量子情報だけでなく自由確率論への貢献でもある。

研究目的の一つである「最適な入力量子状態」の研究は、組み合わせ論の未解決問題と関わっているとみられ、これが研究の進展を阻害している。研究目的の一つである「量子ガウス通信路の非加法性」に関する国際共同研究(Robert Koenig, Technical University of Munich)は"Typical entanglement forGaussian states", arXiv:1903.04126 [quant-ph]としてまとめられた。当初の目的と多少異なるが、ガウス純粋状態が典型的に部分空間でどのようにふるまうかについて、ランダム行列と測度集中の手法を使って明らかにした。光子の振る舞いを記述するボソン系の純粋ガウス状態をHaar測度を持つユニタリ行列によってランダムに定義し、典型的にはサブシステムのガウス状態は同じエネルギーを持つ熱状態に近く、そのエントロピーも測度集中することを示した。この研究にはランダム行列の4次モーメントの計算が必要であったが、Weingarten Calsulusを使うと576個の項を処理することになる。このようなランダムユニタリ行列を含んだ多項式(テンソル系も含む)の平均の計算を処理するアルゴリズムも開発した"RTNI - Asymbolic integrator for Haar-random tensor networks", arXiv:1902.08539 [quant-ph]。アルゴリズムはMathematicaとPythonそれぞれに対応し、研究にはIon Nechita (Laboratoire de Physique Theorique de Toulouse)も参加した。このプログラムはランダムな高次元のユニタリ行列の多項式を抽象的に計算することを目的にしており、Mathematicaが行う具体的な低次元のランダム行列の計算とは異なっており、今後の応用が期待される。研究目的の一つである「最適な入力量子状態」の研究は、メアンダー問題の未解決問題との関連がみられ、完全な解決は難しい。基本的に交付申請書に記載された方針を踏襲する。新しい研究目的として「自由確率論と量子通信の非加法性の証明」を加える。当初の研究方針と昨年加えた「自由確率論と量子通信の非加法性の証明」の論文完成を合わせて目標とする。また、当該研究に必要なユニタリ行列などのランダム行列を含んだ式の平均値の計算についてその計算方法自体の改善や、当該研究と密接に関わっているメアンダー問題についても研究を進める。
周期の長い波浪の発生機構の解明と予測技術の開発に関する研究

我が国沿岸では,15秒30秒程度の周期の長い波浪による港湾・海岸構造物の被災が各地で頻発している.このような周期の長い波浪の発生機構は不明であり,既存の波浪推算モデルでそれを再現することは難しい.本研究では,現地観測データを解析し,周期の長い波浪の出現特性を検討した.また,波浪の非線形エネルギー輸送の計算法を検討すると共に,非線形エネルギー輸送に伴う方向スペクトルのピーク周波数のダウン・シフトの特性を検討することにより,周期の長い波浪の予測手法の開発に資する貴重な知見を得た.我が国沿岸では,15秒30秒程度の周期の長い波浪による港湾・海岸構造物の被災が各地で頻発している.このような周期の長い波浪の発生機構は不明であり,既存の波浪推算モデルでそれを再現することは難しい.本研究では,現地観測データを解析し,周期の長い波浪の出現特性を検討した.また,波浪の非線形エネルギー輸送の計算法を検討すると共に,非線形エネルギー輸送に伴う方向スペクトルのピーク周波数のダウン・シフトの特性を検討することにより,周期の長い波浪の予測手法の開発に資する貴重な知見を得た.非線形エネルギー輸送を高精度かつ効率的に計算可能なRIAM法およびSRIAM法(Komatsu,1996)のソースコードを開発した。また,それらを波浪モデルに組み込むためのexplicitおよびimplicitの計算schemeに関する検討を行い,安定性の高いソースコードを開発した。さらに,duration-limitedの条件で波浪推算可能な,簡略化した第三世代波浪モデルSlimWAMにそれらを組み込み,様々な波浪条件下で方向スペクトルの時間発展を計算するとともに,各時間ステップでの非線形エネルギー輸送の変動を検討した。数値計算に際しては,風波とうねりの波高・周期・波向および方向と周波数に関する方向スペクトルのエネルギー集中度等を様々に変化させ,風波とうねりが単独で存在する場合,両者が共存する場合,2系統以上のうねりと風波が重合する場合など,多様な条件で検討した。検討の結果,非線形エネルギー輸送の強度は波浪場の波形勾配に強く依存すること,スペクトル形がある条件を越えるような状況では強いエネルギー輸送(周波数ダウンシフト)が発生することなどが分かった。既往の周期の長い波浪が発生した事例に関する検討では,1970年以来の港湾海洋波浪情報網(NOWPHAS)の沿岸波浪計/GPS波浪計の有義波の経時変化を図示し,隣接する複数の地点で同時に有義波周期が長くなっている擾乱を抽出することによりうねり性波浪に関する資料を作成した。また,日本海の寄り回り波および太平洋側の台風を事例としてWAMによる再現計算を行い,周期の推定精度に関する検討を行った。検討の結果,WAMにより推算された有義波周期はおおむね良好な精度を有していると判断されるが,事上例によっては必ずしも精度良く推算できていない例もあり,これらについては引き続き検討予定である。波浪エネルギーの移流計算法に関する検討では,高精度移流スキームにより,うねり性波浪の伝播計算精度がどの程度向上するか,平成20年2月の日本海うねり性波浪の事例をもとに検討した。1.有限水深域における波浪の周波数ダウンシフトに関する検討申請者らが開発した有限水深域における波浪の非線形エネルギー輸送の計算法(FD-RIAM法)を用いて有限水深域における波浪の周波数ダウンシフトについて検討した。その結果,以下の興味深い知見が得られた。1FD-RIAMで計算した非線形エネルギー輸送の強度は,浅水変形が顕在化する相対水深0.1以浅では極めて活発になる。その傾向は波形勾配が大きいほど,また方向スペクトルのエネルギー集中度が高いほど大きい。特に,砕波が発生するような条件下では,極めて大きな非線形エネルギー輸送による周波数ダウンシフトが生じ,方向スペクトルが大変形する。2非線形エネルギー輸送項と風から波へのエネルギー輸送項を同時に作用させる場合,FD-RIAMを用いる方が既往のDIAを用いる場合よりも発達速度がやや早くなる。逆に,非線形エネルギー輸送項とエネルギー減衰項を同時に作用させる場合,DF-RIAMの方がDIAの場合よりもエネルギー減衰がやや大きくなる。2.周期の長い波浪の予測技術に関する検討周期が約30300秒程度の長周期波成分の内,波浪の非線形性から生じる拘束長周期波について検討した。特に,拘束長周期波と波浪および長周期波全体との関係について現地観測データを用いて検討し,拘束長周期波高と長周期波高全体との比に関してアーセル数と水深とをパラメータとする推定式を提案した。さらに,上記の結果を組み合わせ,長周期波高そのものを,有義波高,方向集中度,水深から推定する式を提案し,同様に全国沿岸の波浪観測データを用いてその適用性を検討した。これらの成果は,波浪予報で提供される波高,周期の予報値を本研究で提案した推定式に適用すれば,約30300秒程度の長周期波高と拘束長周期波高の予測が可能になることを示した。海洋波の非線形エネルギー輸送の計算法RIAM法およびSRIAM法を波浪モデルに組み込み、種々の海象条件で非線形エネルギー輸送による方向スペクトルの変動を検討した。その結果、RIAM法はSRIAM法よりも方向スペクトルがやや先鋭に計算されること、周波数ダウンシフトがやや強いことなどが明らかとなった。また、深海の風波を対象としたウィルソンの波浪推算式の成立を前提として、その後の方向

スペクトルの時間発展を計算する場合、非線形エネルギー輸送による周波数ダウンシフトで発生する波浪の周期は約30秒程度が上限であることが判明した。なお、風波とうねりの重合による周波数ダウンシフトの発生可能性を示唆した既往研究があるが、この見解には一般性が無く、むしろ方向スペクトルのピークが先鋭な場合に、ダウンシフトが発生しやすい一般的傾向があることが示唆された。寄り回り波を含む周期の長い波浪の観測事例の検討に加えて、黒潮などの海流と波浪の相互作用による方向スペクトルの変動に着目し種々の検討を行った。その結果、黒潮の流向と波浪の伝播方向の交差角に依存して、風波のエネルギーが減少し、逆にうねりのエネルギーが増大するなどの興味深い幾つかの事例を検討した。波浪モデルの数値計算スキームの検討においては、Lavrenov(2003)の陰解法による計算スキームで方向スペクトルの時間発展を計算する場合、非線形エネルギー輸送のみによる方向スペクトルの時間発展は安定した計算が可能であるが、風から波へのエネルギー輸送項等を付加して計算する場合には、まれに計算が不安定になる場合があることから、単位時間あたりの方向スペクトルの増分に上限を設けるなどの工夫が必要であることが判明した。本研究を遂行する上で,最も重要な非線形エネルギー輸送の計算スキームが開発でき,また,それを用いた試算結果から,既往の波浪推算モデルに比べて,より明瞭に海洋波のスペクトルの周波数ダウンシフトが計算可能であることが示された。これにより,本研究の目的としている周期の長い波浪の推算精度の向上に向けて,より具体的な方途が見いだせた点は,大きな前進であった。25年度が最終年度であるため、記入しない。海洋波の非線形エネルギー輸送を精度良く計算可能なRIAM法およびSRIAM法を用いて、様々な方向スペクトルを対象として方向スペクトルの時間発展における周波数ダウンシフトに関する検討を行い、幾つかの貴重な知見を得た。この点では、おおむね当初予定通りの進捗状況であった。しかし、本研究により、深海波における周波数ダウンシフトは極めて緩慢に生じ、また周期が30秒程度までのうねりの発生が深海波の非線形エネルギー輸送で発生し得る上限であることが新たに判明し、当初予想していたよりもやや短い周期のうねりの発生しか説明し得ないことが分かった。これそのものは新たな貴重な知見である。一方で、一般に深海波に比べて、有限水深域を伝播する波浪の非線形エネルギー輸送は相対水深や波形勾配に依存して極めて活発に生じる可能性があることから、有限水深域の波浪の非線形エネルギー輸送の計算法の開発とその検討の必要性が示唆された。波浪の移流計算に関する検討では、大気循環モデルで用いられているセミラグランジュ法を波浪伝播計算に用いることの利点について数値検討を行い、おおむね当初予定通りの進捗状況である。しかし、現段階では数値的検討に留まっていることから、次年度も引き続き、さらに詳細な検討を進め、汎用的計算スキームの開発を進める予定である。
地震電磁界観測データの信号弁別と雑音除去に関する研究

電磁気学的なアプローチによる地殻変動の短期予測を目的として、地震電磁界観測データに含まれる異常変動の検出と雑音除去を実施した。本研究では(1)wavelet変換を用いたインターステーション法(Interstation Transfer Function ; ISTF法)による信号弁別、(2)直流電車雑音の除去、(3)特異スペクトル解析、(4)フラクタル解析、(5)方位測定を行った。また、2次元FDTD電磁界シミュレーション法を開発し、低周波数帯の電磁波動の伝搬について調査した。ISTF法では信号強度の大きくグローバルな太陽活動と地球磁気圏・電離圏起源の相互作用起源の信号が推定でき、観測信号からそれを差し引いた残差成分に人工雑音や地殻活動に関連する信号が含まれることになり、地磁気誘導成分が卓越する時系列データからその他の変動の検出が容易になった。伊豆の持越と清越観測点のISTFの変動について2000年から2004年の4年間、詳細に調査したところ、観測点近傍の歪データの変位がトレンドから大きく外れる数日前に有意に変化する結果が得られた。電車信号の除去手法として電車の変電所データを参照信号として用いると、適当な時間幅で地電位差データとよい相関関係があり、この関係を用いるとある程度電車雑音が除去されることがわかった。特異スペクトル解析では、観測点で観測される信号数を推定できることを示した。伊豆観測点の持越、清越、賀茂観測点のULF電磁場信号のフラクタル解析を行った。2000年の伊豆諸島群発地震に関連して、信号のフラクタル次元が有意に変動することがわかった。地殻内の物理現象との関係性は不明であるが、地殻の臨界現象を与える指標として、興味深い結果である。ULF帯の電磁波に対するゴニオメータ法に基づく時系列データの方位測定法を開発し、地電位差データに適用し、電車雑音と他の類似する信号との比較を行い、電車雑音は電車の進行とともに変化することを示した。本研究を遂行するために、備品として平成16年度にトーション型磁力計およびデータ収録システムを1式購入した。また、解析すべきデータ量の増加に対応するため、研究室の計算機システムにRAIDシステムを購入し、システムの増強を実施した。データ解析としては、リモートリファレンス観測点と観測点の間の相関を用い、ULF帯の外部起源の自然雑音に関する磁場データの再構成手法(Interstation Transfer Function ; ISTF法)を磁場データから電場データに拡張した。本手法では、wavelet変換(Morlet wavelet)を利用しており、transientな変動を含むデータに有効であり、日本のように直流電車路線や産業が発達した国では特に有効である。ISTF法では信号強度の大きくグローバルな太陽活動と地球磁気圏・電離圏起源の相互作用起源の信号が推定でき、観測信号からそれを差し引いた残差成分に人工雑音や地殻活動に関連する信号が含まれることになり、異常変動の解析が容易になるこの手法によって、地磁気誘導成分が卓越する時系列データからの地震に先行する異常変動の検出が容易になった。また、定常の状態の電磁場環境を把握し、観測されたULF帯電磁場データ中のバックグラウンドや電車などの人工ノイズの到来方向や波形を同定することにより、既知のシグナルと未知のシグナルとの弁別を時系列データで逐次判定できる手法を調査検討した。南房総地域でSlow slip eventが発生した期間の清澄、札郷、内浦観測点で観測されたデータに適用したところ、奇妙な性質の信号が発見された。

すなわち、地電位差の勾配を利用した方位測定では、電車信号やバックグラウンドの方向とも異なる到来方向を示し、また磁場データからは、観測点直下に流体のチャンネルがあるようなことを示唆するデータが得られた。本発見は現在論文誌に投稿中であり、また、得られた事実について現在、詳細な検討を行っている。今年度はこれまでの研究成果をインドで開催された国際電波科学連合第26回総会で公開するとともに、いくつかの国際誌に公表するために科研費の一部を使用した。主な研究の進捗状況として、(1)地震電磁気データに含まれる電車ノイズを除去する手法を開発、(2)南房総に展開するULF電磁場観測点直下の電気的構造の連続推定(1次元MT解析)、(3)2次元FDTD法によるULF帯電磁波の電磁界解析シミュレーション手法を開発、があげられる。(1)は直流で駆動する電車の電車信号として観測点付近の変電所のき電電流データを用いると、観測点の地電位差データと、適当な時間間隔について線形相関があることがわかり、この相関を用いると電車ノイズの影響を低減できることがわかった。現在投稿準備中である。(2)は南房総で観測された2002年10月の異常変動についてさらに詳細に調査するため、観測点付近の地下構造を2000年から2004年のデータを用いて連続推定を行った。FFTを用いて推定したところ、電車ノイズの影響のため長期にわたる安定な結果をえることはできなかったため、不確定ではあるが、2002年の南房総地域でのslow slip eventが発生する前に変動を示唆する結果も得られた。また、深さ1020km程度のところに低比抵抗帯が発見みられた。地震データと比較すると、フィリピン海プレートとユーラシアプレートとの境界である可能性がある。(3)については上記と同様、2002年10月の異常変動の原因を推定するために、FDTD法による電磁界シミュレーションを行った。その結果、観測された電磁場波形を調和的に説明するためには、ソースとして地下1km以内の浅部において電流が流れたことを示唆した。すなわち、地下の水の移動により電磁場が誘導されたという興味深い結果が数値解析的に得られた。今年度は研究成果をシンガポールで開催されたアジア大洋州地球科学連合総会で招待講演したことをはじめ、地電位差データからの電車雑音除去について学会誌に公表するために科研費の一部を使用した。主な研究項目として、(1)地震電磁気データに含まれる電車雑音の除去手法の開発・検証、(2)シミュレーションによる電車雑音の伝播特性の検証、(3)Interstation Transfer Function法を用いた地下の電気構造変化の連続推定(Wavelet変換を使用)、(4)ULF/ELF磁場データのゴニオメータ法による方位測定を行った。(1)は直流で駆動する電車の電車信号として観測点付近の変電所電流データを用いると、観測点の地電位差データと、適当な時間間隔について線形相関があり、この相関を用いて電車ノイズの低減できることがわかった。また、特異スペクトル解析によっても同様かそれ以上の結果が得られることがわかった。また(2)では2次元シミュレーションによって、電車ノイズは2030kmは地上を伝播することが確かめられた。
地域在住高齢者のレジリエンス・トレーニングのプログラム開発に関する研究

最終年度にあたる今年度は、地域在住高齢者を対象にレジリエンス・トレーニングを行い、心身両面への効果を調べ、さらにレジリエンス・トレーニングのプログラムを作成し実用性を検証した。6575歳の地域在住高齢者を対象にマインドフルネス群、有酸素運動群、コントロール群に分け、介入群はそれぞれの介入(マインドフルネス群、有酸素群)を週に1回、1回につき60分間、12週間実施した。介入前、介入6週間後(中間評価)、介入12週間後(終了時評価)、終了6週間後(フォローアップ評価)にレジリエンス、抑うつ、不安、セルフコンパッションを測定した。また、マインドフルネスヨガの介入効果(高齢者の注意力)を、ストループ検査を使用して調べた。検査は4つの課題(1:逆ストループ統制、2:逆ストループ干渉、3:ストループ統制、4:ストループ干渉)から成る。介入前、介入1か月後、介入3か月後の各課題の正答率から干渉率を計算した結果、タスク1については、介入1か月後は介入前よりも、介入3か月後は介入1か月後よりも有意に高くなった。タスク2については、介入1か月後は介入前よりも、介入3か月は介入前よりも注意力は高かったが、介入の1か月後と介入3か月後には有意差がなかった。また、タスク3と4に関しては、介入1か月後と介入前の間、介入1ヵ月後と介入3ヵ月後の間には有意差はなかったが、介入前と介入3ヵ月後との間には有意差があった。ストループ干渉率についても逆ストループ干渉率についても、時間について統計的な有意差はみられなかったが、これらの変化の仕方は異なっていた。レジリエンス・トレーニングとしてマインドフルネスヨガのプログラムを検証し発表した。また、本年度の調査結果を雑誌に投稿した。高齢者を対象としたレジリエンスに関連する要因は十分に検討されているとはいえず、特に日本の文化的背景を考慮したレジリエンスを高めるためのトレーニングの効果を測定した実証的研究は少ない。今年度の研究は、地域在住の高齢者のレジリエンスとの関連要因を調査することであったため、A地区の社会福祉協議会会長の協力を得て、A地域に在住する高齢者700人を対象とした横断的調査を実施した。調査に使用したスケールは、レジリエンススケール(RS)、首尾一貫感覚スケール(SOC)、主観的幸福感スケール(PGCMS)、高齢者用うつ尺度短縮版(GDS)、主観的ストレススケール(PSS)であった。回収した調査票のうち欠損の少ない369票の調査票(男性:154票、女性:213票)を分析した結果、レジリエンスはSOCとPGCMSと正の相関があり(各r = .431 ; p<.001、r = .433 ; p<.001)、GDSとPSSと負の相関があった(r =-.513 ; p<.001、r =-.380 ; p<.001)。また、男性は女性よりレジリエンスが有意に高く(t=3.154 ; p=.002)、所得の高い人は低いに比べて有意にレジリエンスが高かった(t =-4.276 ; p<.001)。仕事がある人は無い人に比べて有意にレジリエンスは高かった(t =-2.366 ; p=.019)。重回帰分析の結果、所得が高い(β= 0.219 ;p < .001)、家族がある(β= -0.150 ; p = .007)、学歴が高い(β= 0.136 ; p = .018)、宗教をもっている(β= 0.123 ; p =.026)、良い食習慣がある(β= 0.296 ; p<.001)ことがジリエンスの高さに影響していた。この結果は、The 3rd International Society of Caring and Peace Conference (March25-26、2017)で報告した。また、今年度の調査結果をまとめて現在、国際ジャーナルに投稿している。本年度は初年度であったため、地域在住高齢者のジリエンスに関連する要因の検討を中心に行った。次年度はレジリエンス・トレーニング(介入研究)を実施し、その効果を調べる。今年度は、本研究の目的の2つ目である、高齢者に対してレジリエンス・トレーニングを行い、心身両面への効果を調べた。心理面のアウトカムとしてはレジリエンス、抑うつ、不安、セルフコンパッションなどへの効果を調べ、身体面はMax Pulse/マックス・パルスを使用して自律神経活性度、疲労度、自律神経の均衡度、LF、HFなどの変化を調べた。また、ストループ検査を使用してレジリエンス・トレーニング前後の認知機能の変化を調べた。マインドフルネスとセルフコンパッションがレジリエンスと関連していること(Kathi,2015)と、有酸素運動が精神心理面へ効果があるという先行研究を基に、予定どおり、レジリエンス・トレーニングをマインドフルネスと有酸素運動とした。対象者は6574歳の前期高齢者とし、平成29年の8月9月にかけて、近隣の区役所、スーパー、公民館、老人憩いの家、公開講座などで募集チラシを配布して希望者を募った。対象者は予定の人数より不足し、対象者の群分けをランダム化できなかったが、レジリエンス・トレーニングはマインドフルネス群と有酸素群に分けて実施し、(レジリエンス・トレーニング)介入前後比較と群間比較で効果をみることにした。

参加者は週1回のトレーニングを12回実施し、介入前、中期、終了後、フォローアップ期として4週間後の計4回を評価の時期とした。また、評価日はトレーニング前後でMax Pulse/マックス・パルスで身体面の変化を測定した。調査は平成30年度1月で終了した。現在、分析中である。結果の一部であるレジリエンス・トレーニング前後の認知機能の変化の分析は終了したため、平成30年6月に開催される、日本健康心理学会第31回大会で発表する予定である。平成29年度は地域在住高齢者を対象としたレジリエンス・トレーニングの心身両面への効果を調べることであった。6574歳までの地域住民を対象としたトレーニングを週1回、12週間実施した。その結果の一部は「高齢者へのマインドフルネスによる認知機能への効果ー介入から3か月後の効果ー」として平成30年6月に開催される、日本健康心理学会第31回大会において報告する予定である。平成30年1月に開催された21st EAFONS & 11th INCでは、レジリエンス関連の調査結果を「Relationship between resilience and mental health and family functioning among hemodialysis patients in Japan」のタイトルで発表した。この結果は、現在国際ジャーナルに投稿するために執筆中である。次年度はレジリエンス・トレーニングのプログラムを作成し、プログラムの実用性を検証する予定である。最終年度にあたる今年度は、地域在住高齢者を対象にレジリエンス・トレーニングを行い、心身両面への効果を調べ、さらにレジリエンス・トレーニングのプログラムを作成し実用性を検証した。6575歳の地域在住高齢者を対象にマインドフルネス群、有酸素運動群、コントロール群に分け、介入群はそれぞれの介入(マインドフルネス群、有酸素群)を週に1回、1回につき60分間、12週間実施した。介入前、介入6週間後(中間評価)、介入12週間後(終了時評価)、終了6週間後(フォローアップ評価)にレジリエンス、抑うつ、不安、セルフコンパッションを測定した。また、マインドフルネスヨガの介入効果(高齢者の注意力)を、ストループ検査を使用して調べた。検査は4つの課題(1:逆ストループ統制、2:逆ストループ干渉、3:ストループ統制、4:ストループ干渉)から成る。介入前、介入1か月後、介入3か月後の各課題の正答率から干渉率を計算した結果、タスク1については、介入1か月後は介入前よりも、介入3か月後は介入1か月後よりも有意に高くなった。タスク2については、介入1か月後は介入前よりも、介入3か月は介入前よりも注意力は高かったが、介入の1か月後と介入3か月後には有意差がなかった。また、タスク3と4に関しては、介入1か月後と介入前の間、介入1ヵ月後と介入3ヵ月後の間には有意差はなかったが、介入前と介入3ヵ月後との間には有意差があった。ストループ干渉率についても逆ストループ干渉率についても、時間について統計的な有意差はみられなかったが、これらの変化の仕方は異なっていた。レジリエンス・トレーニングとしてマインドフルネスヨガのプログラムを検証し発表した。また、本年度の調査結果を雑誌に投稿した。平成28年度の調査結果をもとに、平成29年度は高齢者に対してレジリエンス・トレーニングを行い、心身両面への効果を調べる。対象者をレジリエンス・トレーニング群とコントロール群にランダムに割付け介入効果を明らかにする。
大学におけるヴィジュアルリテラシー教育に関する調査・研究

本研究では,大学におけるヴィジュアルリテラシー教育を理論的,実践的の両面から研究をすすめた.理論的には,文献と欧米での調査を通じて,視覚教育に関する理論的基礎の構築を試みた.実践的には,名古屋大学のギャラリー等を利用し,展示やワークショップ,またそのフィードバックを取った.それらの成果を論文や国際会議,国内の学会等で発表した.最終年には,二人のゲストを招いて国際シンポジウムを開催し,国際的な研究交流をはかることができた.同時に,国内の研究者による多面的なヴィジュアルリテラシーに関わる発表の場も設け,それら一連の活動を通じて,ヴィジュアルリテラシー教育の研究と実践へ向けた基盤が形成された.本年度は,四つの面において研究をおこなった.第一は,ヨーロッパでの調査である.これは前年度に予定していたものであるが,時期的なタイミングで今年度おこなった.フランスにおけるヴィジュアルリテラシーの現状を,『イメージリテラシー工場』の著者らからインタヴューをおこなった.第三は,文献による考察を進めた.内外の文献を集め,その幾つかについて精読した.前年度の延長として,写真によるイメージと実空間との関係について,おもに写真論と風景論について考察を進めた.風景については,日本における文化論から多くの示唆を得た.第四に,ギャラリーを活用した展示,ワークショップを通した実践的な研究である.これは次年度におこなう予定であったが,前倒しして遂行することができた.その成果については前述の学会等で発表をおこなった.ヴィジュアルリテラシー教育へむけて,理論的な総括をおこなうとともに,実践的に研究を進めた.学内における芸術関連の資料を調査し,それをもとに作成した視覚教材を使用して,名古屋大学教養教育院プロジェクトギャラリー「clas」で,展示やワークショップをおこなった.また作品鑑賞と展示の再体験に関わるシステムの開発をすすめた.同時に,授業においても,ヴィジュアルリテラシーに関わる課題を試験的に導入し,その教育への手がかりを具体的に探った.それらの成果を論文,国際会議と国内学会で発表した.2013年10月には,ヴィジュアルリテラシーの研究者でもあり制作者でもあるゲストを,カナダと英国(日本国在留中)から招き,国際シンポジウム「Academic Visuals, from the pointof view of derection/production」を開催した.バウエン氏は,北米大陸におけるヴィジュアルリテラシーの現状を読み解きつつ,情報学との関連においてマルチモダリティをキーワードに講演し,トラン氏は日英比較の視点もまじえつつ,スナップ写真を取り上げてヴィジュアルリテラシーについて探究した.シンポジウムでは,他に,国内の研究者による10本の研究発表があり,情報学から認知学まで,横断的なジャンルのうちに文化の多様性と,ヴィジュアルリテラシー教育の共通性を確認することができた.また,それを元に論文集としてまとめた.本研究では,大学におけるヴィジュアルリテラシー教育を理論的,実践的の両面から研究をすすめた.理論的には,文献と欧米での調査を通じて,視覚教育に関する理論的基礎の構築を試みた.実践的には,名古屋大学のギャラリー等を利用し,展示やワークショップ,またそのフィードバックを取った.それらの成果を論文や国際会議,国内の学会等で発表した.最終年には,二人のゲストを招いて国際シンポジウムを開催し,国際的な研究交流をはかることができた.同時に,国内の研究者による多面的なヴィジュアルリテラシーに関わる発表の場も設け,それら一連の活動を通じて,ヴィジュアルリテラシー教育の研究と実践へ向けた基盤が形成された.本年度は,二つの段階の研究をおこなった.第一段階として,欧米の大学等におけるヴィジュアルリテラシーの事例の調査である.アメリカ合衆国では,Richard Stockton College of New Jerseyが主催校となって9月28日から10月1日に開催したIVLA(国際ヴィジュアルリテラシー協会)の年次大会に参加した.あわせて,「9.11」の10周年をテーマに開かれていた写真展,写真と風景との相互の影響として興味深い「High Line」計画についても調査した.また,香港で3月30日から4月1日に開催された国際会議「e-CASE」で研究発表をおこなった.あわせて香港大学の美術館についても調査した.第二段階として,文献による考察を進めた.内外の文献を集め,その幾つかについて精読した.特に,写真によるイメージと実空間との関係が,ヴィジュアルリテラシーにとって着眼すべき視点になるとの仮説から,写真論と風景論について考察を進めた.また欧米における先進的な研究成果として,Richard Howellsらによる"Using Visual Evidence"や,Olivier Asselinらによる"Precarious Visualities: New Perspectives on Identification in Contemporary Art and Visual Culture"などについても読み解き,多くの示唆を得た.国際会議での発表を2回と予定していたが,3回となった.また概要で記した通り,次年度に予定していたギャラリーを活用しての実践的な研究が遂行でき,その成果の研究発表等のために,助成金の前倒し請求をおこなった.研究発表と実践との両面において,当初の計画以上に進展している.なお前年度に予定していたヨーロッパでの調査についても,年度当初におこなうことができ,その遅れもカバーできている.おおむね順調だが,当初予定していたヨーロッパでの調査を会議開催のタイミングがあわなかったために,次年度におこなうことにした.その代わり,香港での会議で研究発表をおこない,あわせて調査もおこなった.本年度および前年度の調査,文献考察等を通じて,ヴィジュアルリテラシーという大きなテーマのなかで,二つの具体的な研究課題が浮上した.ひとつは,前年度の報告で挙げた,イメージと実空間との相互関係性である.もう一つは,コミュニケーションに関わる情報のヴィジュアライゼイションである.

今後は,前者については日本文化への参照を通して研究を進展させる.後者については,その研究の方向性について検討をおこなっていく.また,最終年度となる次年度は,これまでの成果の集大成として,国内外の研究者を招いて国際シンポジウムを開催する.あわせてその報告集の編集・印刷をおこなう.本年度の調査,文献考察等を通じて,ヴィジュアルリテラシーという大きなテーマのなかで,ひとつの具体的な研究課題として,イメージと実空間との相互関係性が浮上してきた.基礎的な考察を進めると同時に,より具体的なテーマ設定の鍵となると考えている.研究費の使用計画としては,国際シンポジウム開催の費用が主となる.具体的には,研究者の謝金と旅費,滞在費である.それに付随して,資料収集・整理,シンポジウムの準備・資料作成・報告書作成の謝金,報告書印刷代等に使用する.また可能であれば,そのための調査および打合せをおこないたいと考えている.研究費の使用計画に大きな変更はないが,費用的に可能であれば,ヨーロッパでの調査をおこないたいと考えている.特に英国オクスフォード大学ではヴィジュアルリテラシーの国際会議での発表も決まっており,前年度の調査を補いたいと考えている.