hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
周極域亜寒帯林の構造変化と気候変動:林分構造復元法による過去約150年間の解析

本研究は、過去のデータ蓄積が不必要な「林分構造復元法」を駆使した解析を目的とし、エストニア、フィンランド、シベリア(ロシア)、アラスカ、北西カナダにおいて合計約30林分の調査と幹サンプル採取を達成した。これまでの結果を通じて、周極域亜寒帯林に共通する林分発達パターンが明らかになりつつある。周極域において1940年代から1970年代まで続いた急激な寒冷化が1970年代に終息し、その直後に始まった急激な温暖化の開始に伴って、多くの林分がその現存量成長曲線をそれまでとは別の成長曲線に乗り換える現象が認められた。この発見は原著論文として国際学術誌のPolar Scienceに投稿中である。平成26年度は本研究の初年度であった。計画通り、北欧と北西カナダ地域を訪問し、合計5地域・13林分の毎木調査とともに約90本の樹木個体を伐採または幹コアサンプリングに供し、いろいろな地上高から年輪サンプルを採取した。北欧では、フィンランドのLapland地域にあるヘルシンキ大学Varrio研究林内の欧州アカマツ林2林分、フィンランド中部のKangasvaaraにある国有林でフィンランド森林研究所試験林内の老齢欧州アカマツ・ドイツトウヒ混交林2林分、エストニア西部海岸地域の欧州アカマツ林6林分、カナダ北極域のInuvikのマリアナトウヒ林1林分、およびカナダ北西準州Fort Providence地域のバンクスマツ林2林分を対象とした。それぞれの調査地から集められた年輪サンプルは京都大学に集積され、現在解析が進んでいる。また一部のサンプルは、研究分担者である信州大学農学部の安江准教授の研究室において解析を始めている。すでに京都大学の修士課程学生が修士論文研究としてカナダの年輪サンプルの解析を進めている。また、諸般の都合で遅れていた本研究に専念するポスドク研究員が26年度中に決定し、(科研費による雇用前ではあったが)27年3月にはエストニアにおける予備調査と研究打ち合わせに参加した。修士課程学生とともに、カナダとエストニア・サンプルの解析を共同で進めていく計画である。また、27年度夏に行う予定のシベリア野外調査に備えて、26年12月に共同研究者のいるロシア・クラスノヤルスクを訪問し、共同野外調査に関する打ち合わせを行った。最近、外国人研究者のロシア国内での調査申請手続きがより複雑になり調査実現までのハードルがかなり高いことが明らかになった。27年度夏の調査を実現すべく、現在もロシア側との交渉を粛々と進めている。平成28年7月中旬に、平成27年度に実施できなかった中央シベリア調査を行った。トゥラ及びプトラナ山地を一部ヘリコプターを借り上げることによって訪れ、合計6林分の林分測定及び樹木サンプル採取を行うことができた。平成27年度のシベリア以外の野外調査は、8月初旬にフィンランドおよびエストニアのマツ林の林分構造復元のための5林分の林分測定及び樹木の幹サンプル採取を行った。また、9月にはカナダ、Northwest Territoriesにおいて、Fort ProvidenceおよびWood Buffalo National Parkの二か所の4林分の林分測定と樹木サンプル採取を実行した。これら地域からの木材サンプルは日本への輸送が完了し、解析を進めている。解析結果の一部は平成27年6月にフィンランド・ロバニエミにおいて開催された国際亜寒帯林研究協会主催の国際学会において口頭発表した。平成27年度に実施できなかった中央シベリア北部の森林調査を28年度に行った。ヘリコプターを借り上げ、それ以外では到達不可能な地域に入って樹木サンプルを入手することに成功した。シベリア以外の地域(フィンランド、エストニア、カナダ)において入手した樹木サンプルは順調に解析が進んでいる。7月中旬に、平成27年度に実施できなかった中央シベリア調査を行った。8月上旬にはエストニア海岸林を訪問し、追加の林分調査と樹木サンプル採取を行った。主として樹木の幹コアサンプルが未採集だった樹木にはしごをかけることにより、いろいろな地上高から幹のコアサンプルを採取した。9月上旬から中旬にかけては、カナダ北西準州のWrigleyおよびWood Buffalo National Parkを訪れ、林分測定と幹サンプル採取を行った。シベリアのサンプルは現在クラスノヤルスクの共同研究相手であるスカチョフ森林研究所に保管されている。平成29年度中にこれらのサンプルを日本に輸送し、解析を開始する予定を立てている。周極域亜寒帯林の他の地域から採取したサンプルについては、サンプル採取のフェーズをほぼ完了し、解析を進めつつある。林分成長パターンと気候変動との間に関連があることがわかりつつある。今後、解析を進め、発見したパターンの一般性を確かめる作業を続けていく。北欧、アラスカ、カナダ北西部における林分測定と樹木サンプル採取を計画通りほぼ終了し、これに加えて平成27年度に実施できなかった中央シベリア北部の森林調査を28年度に行った。前者3地域のサンプル分析を進めつつあり、特徴的な林分成長パターンと気候変動との関係をとらえつつある。解析をさらに進め、本研究最終年度の平成29年度中に最初の論文をまとめ報告する予定である。また、平成28年度に実施した中央シベリア調査によって得られた樹木サンプルは現在ロシアのクラスノヤルスクにある共同研究相手の研究所に保管されている。29年度中にこれらサンプルを日本に輸送し、解析を開始する計画である。これまでのアプローチでは過去に測定された永久試験地データがなければ過去の現存量の評価はできなかった。したがって、過去のデータがほとんどない高緯度亜寒帯林の成長履歴に関する議論はほぼ不可能だった。

一方、林分構造復元法を使えば解析が可能となり、森林の現存量や枯死率に関する仮説検証ができるようになる。本研究は、森林生態系全体の約半分の炭素を蓄積し地球気候システムに大きな影響を与えていると考えられる亜寒帯林で、過去のデータ蓄積が不必要な「林分構造復元法」を駆使することにより、「周極域亜寒帯林の構造変化と気候変動との関係はいかに?」という問いに答えることを目的とし、周極域の3地域に南北トランセクトを設定して、各地域で約10林分の林分構造発達史を詳細に復元し、「気温変化の数十年周期に対応して林分構造変動がおこっている」という仮説の検証をおこなう計画であった。エストニア、フィンランド、シベリア(ロシア)、アラスカ、北西カナダにおいて合計約30林分の調査と幹サンプル採取を達成し、これらのデータ解析の過半数を終了した。未解析の試料がまだ残っているが、今後さらに解析を進め近日中に結果を論文として報告する予定である。これまでの解析を通じて、周極域亜寒帯林に共通することが期待される林分発達パターンが明らかになりつつある。具体的には、周極域において1940年代から1970年代まで続いた急減な寒冷化が1970年代に終息し、その直後に始まった急激な温暖化の開始に伴って、多くの林分がその現存量成長曲線をこれとは別の成長曲線に乗り換える現象が認められた。この発見を、原著論文として出版すべく論文原稿を執筆した。本論文は国際学術誌のPolar Scienceに投稿予定である。本研究は、過去のデータ蓄積が不必要な「林分構造復元法」を駆使した解析を目的とし、エストニア、フィンランド、シベリア(ロシア)、アラスカ、北西カナダにおいて合計約30林分の調査と幹サンプル採取を達成した。これまでの結果を通じて、周極域亜寒帯林に共通する林分発達パターンが明らかになりつつある。周極域において1940年代から1970年代まで続いた急激な寒冷化が1970年代に終息し、その直後に始まった急激な温暖化の開始に伴って、多くの林分がその現存量成長曲線をそれまでとは別の成長曲線に乗り換える現象が認められた。この発見は原著論文として国際学術誌のPolar Scienceに投稿中である。当初計画した北欧とカナダ北西地域の野外調査を初年度に計画通り実行することができ、ほぼ予定通りのサンプルとデータの収集に成功した。これらサンプルの解析も順調に進んでいる。また、27年度の野外調査のための準備も着々と進んでいる。ポスドク雇用が実現し、今後解析が急ピッチで進むと考えられる。平成28年度の中央シベリア調査によって得られた樹木サンプルは現在ロシアのクラスノヤルスクにある共同研究相手にの研究所に保管されている。29年度にこれらサンプルを日本に輸送し、解析を開始する計画である。
脆化相を媒介する有効析出相の微細分散組織制御法と生体用チタン合金の完全超弾性化

βチタン基超弾性合金は生体用機能性材料として注目されているが,超弾性変形と競合する塑性変形(永久変形)を十分に抑制する組織制御法が確立されていないため,超弾性変形が不完全であるという問題がある.本研究では,脆性をもたらすので通常は避けるべきω相をα相(強化相)の微細析出サイトとして利用する熱処理法を考案した.Ti-Mo-X(X=Al,Mn)において773K(ω相微細析出)→1023K(α相がω相を起点に微細析出)→1123K(ω相のみ消去)の多段階熱処理によって800MPa近い強度と完全な形状回復が得られることを明らかにした.また四段階目に373K程度での低温熱処理を施すことでさらなる強度・破断歪の増加が可能なことも明らかにした.βチタン基超弾性合金は生体用機能性材料として注目されているが,超弾性変形と競合する塑性変形(永久変形)を十分に抑制する組織制御法が確立されていないため,超弾性変形が不完全であるという問題がある.本研究では,脆性をもたらすので通常は避けるべきω相をα相(強化相)の微細析出サイトとして利用する熱処理法を考案した.Ti-Mo-X(X=Al,Mn)において773K(ω相微細析出)→1023K(α相がω相を起点に微細析出)→1123K(ω相のみ消去)の多段階熱処理によって800MPa近い強度と完全な形状回復が得られることを明らかにした.また四段階目に373K程度での低温熱処理を施すことでさらなる強度・破断歪の増加が可能なことも明らかにした.形状記憶合金の性能向上のためにはすべり変形を抑制する材料強化が重要なポイントとなる。しかし、Ti基形状記憶合金では有効な強化法が見つかっておらず、本研究では脆化を起こすことで知られるω相を有効に利用して材料強化をもたらす組織制御法に着目している。47mol%Moを含むTi-Mo合金は形状記憶・超弾性効果を示し、Ti-Nb合金より強度が高い利点があるため、本年度は主にTi-Mo合金を対象とし、3d遷移金属元素添加による固溶強化と、多段階熱処理によるω相微細析出プロセスについて主に検討した。固溶強化のための第三元素としてV、Cr、Mn、Fe、Co、Niの六種類を選んだ。その結果、いずれの添加元素もマルテンサイト変態温度を予想以上大きく低下させ、このため作製したいずれの合金も明瞭な形状記憶・超弾性効果を発現しなかったが、V、Cr、Mnの添加は延性を、Fe、Co、Niの添加は強度を大きく増加させることを明らかとした。次に、中間温度熱処理によりω脆性を示しかつ形状記憶特性の良いTi-5mol%Mo-1mol%Mn合金を用い、析出強化の為の多段階熱処理によるu相微細分散プロセスの検討を行った。通常の熱処理では、α相は粗大に不連続析出するために、析出強化に寄与しない。ω相を微細に連続析出させるために、溶体化処理によりβ単相とした合金を低温時効し、中間遷移相であるω相を微細に分散させ、次に中温時効によってω相を核にα相を異質核生成させ、最後に高温時効により脆化相であるω相を消失させることで、β相内に微細なα相のみを分散でき、析出強化が期待できる。結果として、等温熱処理とTEM観察と硬度試験により、α相による析出強化の達成に必要となる本合金の時間-温度-変態曲線(TTT曲線)と、ω相からα相の異質核生成条件、および、三段階目の時効前に析出に伴う組成変動が起こることなどを明らかにした。本研究は、生体有害元素を含まない新しい生体用超弾性チタン合金の形状記憶特性向上のための材料強化法の研究として、これまで脆化相として嫌われていたオメガ(ω)相を利用した異質核生成に着目し、ω相析出-有効析出相アルファ(α)相の均一な異質核生成-ω相消去、という三段階熱処理による析出強化法の確立を目指し、熱処理による形状記憶・超弾性特性の変化について研究している。本年度は、前年度に引き続き、等温変態挙動と析出挙動を調べ、また、多段階熱処理も行い、超弾性・機械的性質を調べた。特にTiMoAl合金とTiCrSn合金を用いて研究を行うこととした。それぞれの合金の格子変形歪みはTiNb系のそれより大きく、ω相による脆化が顕著であり、かつ強度が大きいことから、内部組織と機械的性質の関係の解明に適当であると考えた。その結果、Ti-6mol%Mo-8mol%Al合金では、623Kの低温時効によりω相による強化が始まること、時効温度773Kではω相生成による極端な脆化が確認できること、1023Kではα相の不連続析出が起こるため強化するが形状記憶特性は劣化することを明らかにした。さらに、これらを基に多段階熱処理を行った。その結果、623K-773K-1023Kの三段階熱処理ではω相消失が不十分であり、強化するが脆化も残存していることがわかった。それを踏まえ、773K-1023K-1123Kという三段階熱処理を行うと、降伏応力で800MPa近い大きな強化と、変形後の加熱による逆変態により完全な形状回復が見られることが明らかとなった。現在、その内部組織観察を行っており、機械的性質と熱処理-組織との関係の解明を研究している。

また、TiCrSn系に3mol%の3d遷移金属元素添加を行い、生成相に及ぼす添加元素の影響についても明らかにした。これまでにβチタン形状記憶・超弾性合金の強度を上昇させて超弾性・形状記憶特性を向上させる為に,ω相析出→有効析出相(α相)の均一な異質核生成→ω相消去,という3段階熱処理による組織・強度および形状記憶特性の変化を,主にTi-MoおよびTi-Mo-Al合金を中心に系統的に研究してきた.その結果,623K-773K-1023Kの3段階熱処理によって強度を大幅に上昇できることを明らかにした.しかし比較的高温で行う3段階目の熱処理後に試料を急冷しているので,過剰空孔が導入されているはずである.そこでこれら過剰空孔を消滅させることでさらなる力学特性の改善が可能であるか検証する為に,本年度は格子歪みがより大きいTi-Cr-Sn系合金を用いて,低温時効と力学特性の関係を明らかにした,1273Kで溶体化処理したTi-6mol%Cr-3mol%Sn合金を373K673Kの温度で3.6ks時効した.その結果,573K以上ではω相による脆化が顕著であることが分かった.この結果はTi-MoおよびTi-Mo-Al合金と類似しており,等温ω相の形成・成長に伴い力学特性が劣化したものと考えられる.ところが,373Kで低温熱処理すると溶体化材よりも高い破断伸びと降伏応力を示した.X線的には溶体化材と低温時効材では差が見られないことから,ω相の成長よりはむしろ,3段階目の熱処理後に急冷された際に導入された過剰空孔の消滅などが力学特性の変化をもたらしていると推察される.この結果より,前年度までに有効性を明らかにしていた3段階熱処理の後に,4段階目の低温時効を施すことで,さらなる力学特性の改善が可能であることを明らかにした.
時系列アプローチによる経済格差の計測

所得分布を家計調査のグループ・データを用いて推定する方法を提案した。本推定法は部分順序統計量の正規近似を用いる方法であり、検定にも応用することが可能であった。さらに、この推定モデルを確率的ボラティリティモデルによって時系列モデルへと拡張することを試みた。本年度は、まず、所得分布を対数正規分布によって推定して、ジニ係数を計算し、その変化を検定する方法を提案した。その研究結果は、日本経済学会春季大会にて、A Simple Test for Economic Inequality Using Lognormal Distributionsとして発表した。当該研究は、パラメトリックな手法を用いて経済格差の検定を行う方法を提案するものであったが、記述統計的に計算されたジニ係数の変化を統計的な手法で裏付けることが可能になった。さらに、前記の研究で用いた分位データをその漸近分布を使って、多変量正規分布に近似する方法を用いると、対数正規分布およびパレート分布の分位点の同時分布が多変量正規で近似できる。その結果を用いて、確率的ボラティリティーモデルへと時系列構造を持ったモデルへと拡張を行った。推定に当たっては、マルコフ連鎖モンテカルロ法によって推定した。推定されたモデルを周辺尤度によってモデル選択を行うと、確率的ボラティリティーモデルで表わされる時系列モデルが、時系列構造を持たないモデルよりも支持されることが分かった。つまり、経済格差にも時系列の構造を入れた方がより良いモデルになることが分かった。しかしながら、外生変数を加えても高い周辺尤度は得られなかった。この研究結果は、千葉大学ワーキングペーパー#09E050 "Estimation of dynamics for Income inequality by stochastic volatility model"にまとめられている。本年度に実施した研究において以下のような成果が得られた。まずは、経済格差を時系列アプローチによって分析する研究計画においてその基礎部分にあたる時系列分析の研究を進めた。一つには、長記憶性を持つもの時系列に対する推定および検定を整理した研究を行った。これらの研究は既存のARFIMAモデルの性質および推定法を研究したものと長記憶性に関わる検定の問題である。これらの研究は、西埜(2010)『長記憶性をもつ時系列について-ARFIMAモデルに対するパラメトリツク推定』千葉大学経済研究,第25巻第2号139-165頁および西埜(2011)『長記憶性時系列と検定』日本統計学会誌,Vol.40 No.2,147-175頁に発表されている。本研究課題では時系列モデルに対して、その統計的方法をより深く調べるとともに、MCMC法のように計算機インテンシブで柔軟なモデル化が可能な方法を追求してきた。そして、結果も得られつつあるので、当初の研究計画が少しずつ進展してきていると考えている。他には、今回の研究計画のさらなる発展のために、対数正規およびその対数変換である正規分布以外の非ガウスの分布として、t分布をイノベーションを持つ時系列に対する研究を進めており、統計関連学会連合大会および経済統計若手研究会にて研究報告を行った。また、時系列の関連の研究としてEGARCHモデルを推定する問題は、西埜晴久・大津留峻(2012)"EGARCHモデルについて"『千葉大学経済研究』第26巻129-151頁、にまとめた。また、長期記憶性を持つARFIMAモデルの推定法に関しては、西埜晴久・倉田直典(2012)"カルマン・フィルターとCSS法によるARFIMAモデルの推定"『千葉大学経済研究』第26巻93-124頁にまとめた。
スピリチュアルな身体経験のもたらす価値観の変容と癒しの機能に関する人類学的研究

本研究では、1)スピリチュアリティという宗教的実践の身体経験によって生じた人生に対する価値観の変容に着目し、スピリチュアリティのもつ癒しの機能について明らかにし、2)癒しの視点から、スピリチュアリティという実践を宗教と医療の両領域から総合的に考察することを目的としている。最終的には、心療内科系疾患の患者に対して、スピリチュアルな身体経験を通じた癒しの可能性を提唱することを目指している。本年度は以下のような活動を行った。1、研究成果の発表2008年度に実施した宗教的実践としてのスピリチュアリティに関する現地調査の結果を2本の論文にまとめ、出版された。さらに、現代英国におけるスピリチュアリティの実践について、日本文化人類学会で報告した。2、英国グラストンベリーでのフィールドワーク・2009年4月5月:公的な医療制度の中でのスピリチュアリティの実践の調査のため、公的な医療従事者へのインタビューと、チャプレンなど病院における宗教的活動の実践に関して、観察を行った。・2009年6月:英国人のスピリチュアリティについてよりよく理解するため、英国の一般的な日常生活に関する調査を行った。具体的には、銀行・郵便局・定期市のしくみやサービスの種類、庭づくりに関する考え方などを調査した。・2009年7月8月(科学研究費補助金使用):当地でおこなわれたヒーリング・ワークショップにおいて、参加者に対してスピリチュアリティ体験のインタビューと参与観察を行った。ヒーリング関係の雑誌の調査をおこなった。・2009年8月:コミュニティと癒しについて探るため、二つの宗教的なグループ及び夏に参加したヒーリング・ワークショップの定期的な集まりに継続的に参加し、そこで交わされる会話について参与観察をおこなっている。また、文化人類学等の基本文献の精読、図書館において当地の歴史的資料の収集も実施している。また、調査を行いながら、データの整理と分析も同時に進めている。1、研究成果の発表2006年度に実施した宗教的実践としてのスピリチュアリティに関する現地調査の結果を二本の論文にまとめた。また、『文化人類学事典』に英国の新しいスピリチュアリティ実践に関わる項目を執筆した。現在、2008年度に行った調査に基づき、英国のスピリチュアリティに関する二本の投稿論文の執筆を進めている。さらに、現代ヨーロッパにおけるスピリチュアリティの実践について、三つの学会で報告を行った。2、英国グラストンベリーでのフィールドワーク・2008年7月8月(科学研究費補助金使用):当地で開催された女神とスピリチュアリティの祭りと癒しのフェアにおいて、参加者に対してスピリチュアリティ体験のインタビューと参与観察を行った。・2009年1月5月:これまでに、補完代替療法とキリスト教教会のヒーリングの担い手と受け手に対して、インタビューを実施し、それぞれの実践の参与観察を行った。また、公的な英国の医療制度の仕組みと問題点についての情報収集も行った。現在、公的な医療制度の中でのスピリチュアリティの実践の調査を進めており、具体的には公的な医療従事者へのインタビューと、チャプレンなど病院における宗教的活動の実践に関して、観察を行う予定である。調査を行いたがら、データの整理と分析も同時に准めている。
コンラート・ツェルティス『愛の四書』挿絵におけるゲルマニア概念と風景観の成立

本研究はドイツの人文主義者コンラート・ツェルティス(1459ー1508年)の『愛の四書』(1502年)の木版画挿絵全10点の意味を解明し、カタログ化するものである。『愛の四書』は、山脈や川でゆるやかに規定されるドイツの風景が詩文と挿絵で表された最初の例で、神聖ローマ帝国皇帝マクシミリアン1世へ献呈され、帝国内の知識人にも広く読まれた。この『愛の四書』挿絵を実見して目録化し、図像学の観点から詳細に分析することで、各挿絵を「ゲルマニア図像」として解読し、その図像の意味や源泉を探る。それによって同書が、ドイツ郷土意識と、風景画成立につながるような自然観にいかに影響したのかを考察する。
触法精神障害者家族に対する支援体制の確立に向けた基礎的研究

本研究は、本研究の目的は、他害行為を行った精神障害者の家族を対象に、効果的な支援体制の制度化に向けた基礎資料を得ることであった。これに従い調査を行ったところ、家族は(1)患者が他害行為を行った際の迅速かつ直接的な介入、(2)患者に対する日常的な支援の強化、(3)家族に対する心理的等支援の必要性を感じていることが明らかになった。したがって、触法精神障害者家族に対しては、家族に対する直接的な支援とともに、日常的に継続医療を提供する体制の整備を前提としながらも、不測の事態に対応可能な精神科救急医療体制の強化が必要になると考えられた。今年度は、医療観察法の指定入院医療機関と措置入院の受け入れ医療機関(各1施設づつ)において、患者の実態調査と家族へのアンケート調査を行った。患者の実態調査について、調査期間中に入院をした対象者は医療観察法入院患者で35名、他害行為を要件として措置入院をした患者は15名であり、そのうちそれぞれ15名ずつの調査が完了した。この30名の結果を単純集計したところ、性別は男性が21名(70.0%)、女性は9名(30.0%)、平均年齢は42.2歳(標準偏差13.7歳)であった。診断名は80%が統合失調症であった。両入院形態患者の特徴として大きく異なったことは、入院の契機となった他害行為はもちろんであるが、医療観察法入院患者において、今回の入院前の触法歴のある者が半数以上に見られたことであった。家族に対するアンケート調査では、医療観察法入院患者家族5名、措置入院患者家族10名の計15名の回答が得られた。家族の種別は親が大半を占めており、平均年齢は55.5歳(標準偏差11.3歳)であった。現時点の結果では、家族は患者に対して積極的ないしは消極的であるが支援していきたいと考えている場合が最も多く、支援はできないと考えている家族は2名、支援できるかできないかの気持ちが揺れていると回答した家族が2名存在した。また、ほとんどの家族が入院前の患者の精神症状の悪化や行動の変化に気付いて他者に助けを求めており、最も多く助けを求めた先は警察であった。他方で、助けを求めなかった場合の理由としては、どこに相談すればよいかわからなかった、患者を病気だと思っていないことが挙げられた。患者の精神症状があった際に、すぐに専門家が自宅にかけつけてくれることを望んでいる家族が多かった。本研究の目的は、触法精神障害者家族の現状の中でも、特に心理的影響と支援ニーズについて、1.入院制度の特性、2.触法行為の重大性、3.地域特性に着目しながら現状を明らかにし、触法精神障害者家族に対する支援体制を確立するための基礎資料を得ることを目的としている。これまで行われてきた家族に対する調査の対象は、主に地域で生活する一般精神障害者の家族である場合が多かった。しかし本研究は、実際に他害行為を行ったために入院医療が必要となった精神障害者とその家族を対象とした多施設共同研究であり、幅広い観点から現状を明らかにすることができる。平成24年度は、分担研究者らの綿密な打ち合わせを行った上で、調査項目を確定するための予備調査を実施した。予備調査では、措置入院をした精神障害者家族6名に対して、(1)医療者に最も伝えたいこと、(2)医療制度に対する思い、(3)医療者に対する思い、(4)患者に対する思い、(5)現時点での家族の困りや医療制度および医療者への要望を中心にインタビュー調査を行った。また措置入院をした精神障害者10名を対象とした実態調査を行った。診療録をリソースとし、調査項目は(1)行った他害行為の具体的内容、(2)他害行為を行った当時の精神症状、(3)生活歴病歴、(4)社会的役割などである。本調査によって、全ての家族が本心として感じていることが把握できたと同時に、実際に調査を行う手続きとして強化する必要がある観点が明らかになった。行った予備調査の結果を分析しつつ、先行研究を整理しこれを参照しながら、家族に対して行う質問紙、および患者の実態調査を行うための調査票を作成した。作成した質問紙等を用いて行う本調査については、具体的な調査方法が決定しており、倫理委員会において承認が得られ次第、着手していく。今年度も引き続き、医療観察法の指定入院医療機関と措置入院の受け入れ医療機関(各1施設づつ)において、患者の実態調査と家族へのアンケート調査を行った。患者の実態調査について、調査期間中に要件を満たした対象者163名の調査が完了した。内訳は、医療観察法入院患者で38名、他害行為を要件として措置入院をした患者125名である。措置入院患者22名以外は、調査が完了した。結果は、性別は男性が100名(61.3%)、女性は63名(38.7%)、平均年齢は42.5歳(標準偏差15.2歳)であった。診断名は約6割が統合失調症圏で、平均入院回数3.0回(標準偏差3.3回)であった。両入院形態患者の特徴として大きな差は、入院の契機となった他害行為の種類はもちろんであるが、医療観察法入院患者において、今回の入院前の犯罪・触法歴のある者が半数以上に見られたことであった。家族による支援は、支援を見込めるか見込めないかの2群比較に差はないものの、医療観察法対象者家族のほうが消極的な支援の見込みである場合が多かった。

家族に対するアンケート調査では、医療観察法入院患者家族12名、措置入院患者家族17名の計29名の回答が得られた。回答者の平均年齢は57.4歳、男性15名、女性12名であった。患者との関係は、親が17名、兄弟姉妹が5名、配偶者が3名で、6割が事件当時に患者と同居していた。8割以上の家族が、今起きていることが未だに信じられない、なぜ自分がこんな目にあうのかと感じていた。相談相手は主に回答者の家族であり、4名は誰もいないと回答した。入院前の経験では、8割以上の家族が患者の精神症状の悪化に気付いており、患者がいつ問題を起こすかという恐怖心を覚えていた。また16名が何らかの助けを求めながら、半数が対応に不満を感じる結果となり、患者の精神症状が悪化し始めた早期の専門家による訪問を望んでいた。平成27年度までの調査において、措置入院患者家族への調査は累計40名(目標達成率100%)が完了した。医療観察法対象者家族では19名(目標達成率47.5%)であり、この段階での解析を行った。医療観察法対象者家族調査の実施率は不十分さを残しながらも、両者の共通点および相違点を抽出することができた。患者調査についても、措置入院患者累計182件の調査が完了し、データの打ち込みを行っている。医療観察法対象者についても首都圏で予定している調査の50件のうち47件が終了した(目標達成率94.0%)。成果報告に関しては、これまでに4演題の口頭発表、2論文の掲載、2論文が間もなく投稿できる状態である。首都圏で予定している調査のほとんどが完了し、データの打ち込み中である。これは数ヶ月のうちに完了する見込みである。残す一機関における調査については、7月までに調査の着手が予定できることになった。調査自体は3ヶ月程度の期間で完了可能であり、年末までには全ての調査が完了可能であり、進捗状況としては概ね順調であると言える。成果報告も順次行っており、今年度は学会において既に1演題を発表し、論文は23本の投稿予定である。本研究の目的は、他害行為を行った精神障害者の家族を対象に、精神障害者家族支援を強化すべき対象を明確化し、効果的な支援体制の制度化に向けた基礎資料を得ることであった。このため本研究は、1.触法精神障害者の家族に対するインタビュー調査、2.質問紙調査、3触法精神障害者の実態調査を行った。1については、5家族(10名)を対象としたインタビュー調査を行った。この結果、患者に他害行為があった際に家族は、1医療機関まで患者を搬送する支援、2患者に対する医療支援の強化、3家族自身に対する支援に対する希望していることが明らかになった。2においては、2年間に措置入院あるいは医療観察法入院をしている患者家族に対し質問紙調査を行い、54名から回答を得た。この結果を重大な他害行為とそうでない他害行為を行った患者家族の経験と思いの相違から、触法精神障害者家族に対する効果的な支援の検討を行った。両群の比較からは、他害行為の軽重による家族の経験や思いには殆ど差がないと言えた。他方、医療観察法群のほうが事件を経験し、初めて有効な医療に繋がれた傾向が推測された。また、暴力が軽微である段階で、医療に繋がれない現状が示され、制度としての課題、家族に対する直接的な支援における課題、研究上の課題の3つの課題が浮き彫りにされた。3は、調査期間内に他害行為により強制入院がなされた患者210名に対し、診療録等をリソースとした実態調査を行った。
ネクロプトーシスシグナル異常を標的とした心不全治療の開発

申請者らは、細胞増殖及び成長のmaster regulatorとして知られている哺乳類ラパマイシン標的蛋白質複合体1 (mTORC1)の恒常的活性化が心不全発症及び増悪に関係していることを報告した。さらに、mTORC1の恒常的活性化がプログラム細胞死の一つであるネクロプトーシスを誘導することを解明した。本研究では、“mTORC1恒常的活性化とネクロプトーシスの分子機構連関"及び“心不全の病態形成におけるネクロプトーシスの役割"を明らかにする。
マウス多い嚢胞腎症発生機構の解明-尿細管上皮の細胞死を中心に

多嚢胞腎症(以下PKD)は進行性に腎実質が嚢胞に置換され腎機能障害を生じる疾患である。我々は、Takahashi et al.(1992)によって確立されたヒト成人型先天性PKD類似病変を遺伝的に発生するDBA/2fg-pcyマウスを用いて、腎尿細管が嚢胞に変化していく過程を、細胞死の観点から検討した。同マウス腎は、生後2週間以前は対照動物と比して異常を示さないが、3週間以降、進行性に嚢胞化を示し、生後3ケ月ではヒト多嚢胞腎症に類似する所見を示した。in sutuendlabelling法を用いた検討では、生後4-8週のマウス腎の拡張を示す尿細管上皮の核に陽性像が高率に認められ、細胞死が生じている事が知られた。超微形態学的には小器官の膨化、細胞質の水腫、膜の断裂が認められた。アポトーシスに特徴的とされる核染色質の濃縮や核の断片化は認められなかった。ランタンコロイドを用いた検討では、細胞内小器官膜表面へのコロイド粒子の付着が認められ、膜透過性の異常亢進があることを示した。ゲノムDNAはスメア状のパターンを示した。ノザン法を用いた検討ではアポトーシス関連遺伝子であるbcl-2, FAS抗原遺伝子の発現は同年齢のDBA/2マウスとの間に相違を認めなかった。本研究で見られた細胞死はMajnoとJoris(1995)によって提唱されたoncosis(1995)に一致する。以上の結果から、尿細管上皮細胞の、アポトーシスと異なる経路の細胞死がPKDの成立に重要であることを示された。
高次クロマチン形成を介した遺伝子発現制御機構の解明

真核生物の遺伝情報の担体であるゲノムDNAは、ヌクレオソームを基盤構造としたクロマチンを形成し、細胞核内に収納されている。本研究では、高次のクロマチンの立体構造とその形成機構を明らかにすることを目的として研究を行っている。本年度は、特に高次クロマチンの形成機構に着目し、生体内におけるヌクレオソーム形成を触媒するタンパク質群であるヒストンシャペロンによるクロマチンの制御機構を構造生物学的、生化学的手法を用いて解析した。まず、ヒストンシャペロンsNASP、Asf1およびヒストンH3、H4をリコンビナントタンパク質として高純度に精製し、これらのタンパク質を用いて、生化学的な解析を行った。その結果、sNASP、Asf1、H3、H4がそれぞれ1分子ずつからなる4者の複合体を形成することなどを明らかにした。また、この複合体を精製することに成功し、その結晶化を行った。その結果、良質の結晶を得ることに成功した。得られた結晶について、大型放射光施設であるSPring-8やPhoton Factoryを用いたX線回折実験を行ったところ、2.8 ÅのX線回折データを得ることに成功した。生体内のクロマチンは、複数のヒストンシャペロンのネットワークによって制御されていることが考えられているが、その詳細については、不明な点が多かった。本研究によって得られた知見から、ヒストンシャペロンのネットワークを介した高次のクロマチンの制御機構の一端が明らかになることが期待される。29年度が最終年度であるため、記入しない。真核生物の遺伝情報の担体であるDNAは、高次に折りたたまれたクロマチン構造を形成することで、細胞核内に収納される。これまでに、クロマチンの基盤構造であるヌクレオソームに関しては多くの知見が得られているが、高次のクロマチン構造に関して、未だ不明な点が多い。本研究は、遺伝子発現に重要な影響を与える高次クロマチンの構造およびその形成機構を構造生物学、生化学的手法を用いて解明することを目的としている。本年度までに、高次クロマチンの基本単位であるリンカーヒストンH1-ヌクレオソーム複合体(クロマトソーム)の結晶化を行い、大型放射光施設であるフォトンファクトリーを用いたX線回折実験によって、4.5 ÅのX線回折データを取得することに成功した。また、クロマチンリモデリングの中間体として形成されることが考えられる、2つのヌクレオソームが連結した複合体(オーバーラッピングダイヌクレオソーム)のX線結晶構造解析を行った。オーバーラッピングダイヌクレオソームを大量に調製する系を確立し、その結晶を得ることに成功した。得られた良質の結晶を用いて、大型放射光施設であるSPring-8を用いたX線回折実験を行い、3.14 Åの分解能でオーバーラッピングダイヌクレオソームの立体構造を決定した。この構造から、2つのヌクレオソームが衝突し、H2A、H2Bという2つのヒストンが欠落すること、2つのヌクレオソーム間で新たな相互作用が生じていることなどを明らかにした。本研究は、高次クロマチンの構造と形成機構を明らかにすることで、クロマチンと遺伝子発現機構の関係を明らかにすることを目的に研究を行っている。本年度においては、高次クロマチンの基盤構造であるクロマトソームを高純度かつ高濃度での調製し、良質な結晶を得ること、得られた結晶を用いて良質の回折データを得ることを計画していた。本年度の解析によって、クロマトソームの良質の結晶を得ることに成功し、4.5 ÅのX線回折データを取得することに成功した。このことから、当初の計画を十分に遂行したと判断した。また、クロマチンリモデリングの中間体と考えられるオーバーラッピングダイヌクレオソームの結晶化に成功し、大型放射光施設であるSPring-8を用いたX線回折実験によって、その立体構造を世界で初めて決定することに成功した。この成果は、遺伝子発現にともなって変化する高次クロマチンの構造を明らかにする上で非常に重要な知見を与えるものである。これらのことから、本年度の研究は、当初の計画以上に進展していると判断する。

本研究によって得られた知見から、ヒストンシャペロンのネットワークを介した高次のクロマチンの制御機構の一端が明らかになることが期待される。本年度の研究において、高次クロマチンの基盤構造であるクロマトソームの良質の結晶を得ること、4.5 ÅのX線回折データを取得することに成功した。次年度は、この回折データをもとに、構造解析を行い、クロマトソームの立体構造を明らかにすることを目指す。また、本年度は、クロマチンリモデリングの中間体と考えられるオーバーラッピングダイヌクレオソームの立体構造の解明に成功した。さらに、オーバーラッピングダイヌクレオソームにヒストンH1が結合することが明らかになり、クロマトソームの新たな構造体の基盤であることが分かった。これらの解析の結果、ヒストンH3の56番目のリジン残基、および80番目のチロシン残基が、オーバーラッピングダイヌクレオソームの構造形成に重要であることが考えられた。H3の56番目のリジンは、先行研究によって、アセチル化の翻訳後修飾を受けることが報告されている。次年度は、H3の56番目のアセチル化がオーバーラッピングダイヌクレオソームの形成に与える影響を解析することで、翻訳後修飾によるオーバーラッピングダイヌクレオソームの構造制御機構を明らかにする。そして、オーバーラッピングダイヌクレオソームを基盤とした新たなクロマトソームの高次構造研究の基盤情報を得る。またクロマチンの形成は、ヒストンシャペロンと呼ばれるタンパク質群によって制御されることが知られる。次年度は、ヒストンシャペロンに依存した高次クロマチンの制御機構を明らかにするため、ヒストンシャペロン-ヒストン複合体の生化学、構造生物学的な解析を目指す。29年度が最終年度であるため、記入しない。
チップ増強法による半導体ナノ材料のコヒーレント分光

チップ増強レイリー散乱法では、試料表面にコンタクトしたAFMチップ(Ptコート)に入射角20-30度方向から励起光を入射すると、チップによる空間対称性の低下により試料表面上に発生した近接場光が散乱される。散乱光強度は、AFMチップー試料間距離に対する非線形性から、Tapping周波数(Ω70 kHz)の高調波成分を含んでいて、本実験ではチップのArtifactを除くために、その第二高調波(2Ω)を検出した。音響光学素子(AOM)を用いてω'(40 MHz)だけ周波数シフトさせた参照光を、散乱光と干渉させる。高周波ロックインアンプでω'-2Ω成分を検出すれば、散乱光の振幅Esigと相対位相φsig-φrefを求めることができる。ここで重要なことは、2位相高周波ロックインアンプの振幅と位相がそのまま光の振幅と位相に対応することである。このようにして、金ナノ構造に光照射した際に発生する構造体近傍の電場の振幅と位相の同時検出を行った。その結果ナノ構造体には双極子型の電場分布が出来ており、FDTD法を用いた計算結果と一致することがわかった。また、チップ増強法の起源の解明を行った。チップ増強法は、チップ先端での電場増強効果の他に、Purcell効果に由来する発光効率の増大、チップ金属で熱になる損失の3つの効果が関係しているため、いまだにチップ増強法の明確な起源は明らかとなっていない。そこで、チップ増強発光法とチップ増強ラマン散乱法を用いて、これらの効果がそれぞれどの程度寄与しているかを調べた。試料としてGaAs、ZnSe, GaSe, CdSe量子ドットを用いて増強度と発光寿命の変化を測定した。その結果、いずれの試料においても、電場増強効果による寄与が最も大きいことがわかった。24年度が最終年度であるため、記入しない。光学測定はバンド間遷移・バンド内遷移ダイナミクスや格子振動などを測定する良い手段であるが、光の回折限界のために微小領域の測定には限界がある。近年半導体ナノ構造、メタマテリアル、カーボンナノチューブ、グラフェン等のナノ材料におけるさまざまな興味深い現象が知られている。そこで、本研究ではヘテロダイン干渉法を用いたチップ増強散乱法を用いることにより10nmスケールの空間分解能でこれらナノ材料の誘電率測定およびダイナミクス測定を行う。ナノ構造体の電子、格子状態とそのダイナミクスを高空間分解能で測定することにより、新たな知見を得ることを目的とする。散乱光の強度と位相を高空間分解測定するために、チップ増強レイリー散乱光のヘテロダイン測定を行った。初めに散乱光のヘテロダイン検出系の作製と、標準試料である金ナノ構造からの散乱光の強度と位相測定を行った。具体的には、音響光学素子(AOM)により周波数シフトした光(ω-ω')を参照光として、周波数シフトしていない0次光(ω)を試料への励起として用いる。散乱される近接場光は、チップと試料との距離に非線形に依存するのに由来し、2Ωの強度変調を受けている。したがって、ロックインアンプでω'-2Ωの成分を測定することにより試料の複素誘電率の大きさを測定できる。これにより、試料の電子状態を15nm程度の高空間分解で測定することができる。励起光の波長を変化させ、Si基板上の金薄膜の近接場散乱光の強度と位相の測定を行った。その結果、2.3eV付近に金のプラズマ周波数を反映した位相シフトのピークが現れ、高エネルギー側には金薄膜の散乱光強度の減少を観測した。さらにEB露光法で作成した直径200nmの金ナノディスクからの散乱光の強度と位相分布を測定し、FDTD法により計算した電磁場分布との比較を行った。

その結果、いずれの試料においても、電場増強効果による寄与が最も大きいことがわかった。24年度が最終年度であるため、記入しない。現在までにヘテロダイン干渉法を用いた近接場散乱光の強度と位相を測定する実験系を作成し、標準試料である金ナノ構造の測定を行うこととができた。現在までに構築したヘテロダイン干渉計において光源をパルスレーザーとすることで、試料の分極の緩和ダイナミクスを高空間分解測定する。AOMで周波数変調した参照光に光学遅延をつけ、試料からの散乱光に干渉させる。試料からの散乱光は分極の位相緩和を反映した減衰形状となる。参照光の入射時刻を変化させることで、分極の緩和過程を測定することができる。
ナノポーラスコンポジット絶縁材料による電力機器の高性能化に関する研究

ナノサイズのポーラス構造を持つセラミックス粒子をポリマーに充填したナノポーラスコンポジット絶縁材料を電力機器に適用することを目指し,その低誘電メカニズムと電気絶縁特性を調査した.メソポーラスアルミナ粒子をエポキシ樹脂に充填したナノポーラスコンポジットの比誘電率は,ノンポーラスコンポジットより30%低減する可能性を明らかにし,内部空孔によることを示した.さらに,ナノポーラスコンポジットの絶縁破壊強度は,ノンポーラスコンポジットと同等であり,ナノポーラス空孔は直流絶縁破壊強さの欠陥とならない可能性を示した.以上よりナノポーラスコンポジットが,電力機器の有力な電気絶縁材料の一つであることを示した.現在,太陽電池や風力発電などの再生可能エネルギーの電力網への導入が進んでおり,コンパクトかつ高信頼な電力機器の実現のためには,電界分布の最適化を容易にする低誘電率な電気絶縁材料がますます重要になっている.本研究では,電力機器にナノポーラスコンポジット絶縁材料を適用することを目指し,その低誘電メカニズムと電気絶縁特性を,誘電スペクトルと絶縁破壊強度を測定することから解明することに取り組んでいるまず,電力機器で多用されるアルミナ材料を用いたメソポーラスアルミナ粒子を,エポキシ樹脂に充填したナノポーラスコンポジットを作製した.その結果,メソポーラスアルミナ粒子はエポキシ樹脂に充填された状態でも,比誘電率が小さい空孔を2734vol%内在していることがわかった.次に,ナノポーラスコンポジットのインピーダンスを,改良した浮遊容量低減電極を用いて測定することにより,誘電特性を調査した.その結果,ナノポーラスコンポジットの比誘電率測定値は,従来材料であるノンポーラスコンポジットの比誘電率より低いことが明らかになった.さらに,ナノポーラスコンポジットの耐電圧特性を,構築したMcKeown電極系を用いて測定した.その結果,ナノポーラスコンポジットの基礎的な耐電圧特性である直流絶縁破壊の強さは,ノンポーラスコンポジットの破壊の強さと同等であることが明らかになった.このことから,ナノポーラスコンポジット内部の空孔は直流絶縁破壊の強さの欠陥とならない可能性を示す事ができた.また,水分の影響を調べる予備検討として,ナノサイズ粒子構造が水分を介する電気的劣化(水トリー)に与える影響を調査した.その結果,ナノサイズ粒子構造の導入により水トリー進展が抑えられることを明らかにした.以上より,ナノポーラスコンポジット絶縁材料が,電力機器の有力な電気絶縁材料の一つであることを実験的に示すことができた.ナノサイズのポーラス構造を持つセラミックス粒子をポリマーに充填したナノポーラスコンポジット絶縁材料を電力機器に適用することを目指し,その低誘電メカニズムと電気絶縁特性を調査した.メソポーラスアルミナ粒子をエポキシ樹脂に充填したナノポーラスコンポジットの比誘電率は,ノンポーラスコンポジットより30%低減する可能性を明らかにし,内部空孔によることを示した.さらに,ナノポーラスコンポジットの絶縁破壊強度は,ノンポーラスコンポジットと同等であり,ナノポーラス空孔は直流絶縁破壊強さの欠陥とならない可能性を示した.以上よりナノポーラスコンポジットが,電力機器の有力な電気絶縁材料の一つであることを示した.現在,太陽電池や風力発電などの再生可能エネルギーの電力網への導入が進んでおり,コンパクトかつ高信頼な電力機器の実現のためには,電界分布の最適化を容易にする低誘電率な電気絶縁材料がますます重要になっている.本研究では,電力機器にナノポーラスコンポジット絶縁材料を適用することを目指し,その低誘電メカニズムと電気絶縁特性を,誘電スペクトルと絶縁破壊強度を測定することから解明することに取り組んでいる.まず,電力機器で多用されるアルミナ材料を用いたメソポーラスアルミナ粒子を,エポキシ樹脂に充填したナノポーラスコンポジットを作製し,その試料の比重を測定することにより,粒子空孔率を求めた.その結果,メソポーラスアルミナ粒子はエポキシ樹脂に充填された状態でも,比誘電率が小さい空孔を2734vol%内在していることがわかった.次に,ナノポーラスコンポジットの交流インピーダンスを,改良した浮遊容量低減電極を用いて測定することにより,誘電特性を調査した.このとき,従来材料である多孔質でないアルミナ粒子を同量充填したエポキシコンポジット(ノンポーラスコンポジット)と比較を行った.その結果,ナノポーラスコンポジットの60Hz比誘電率測定値は,ノンポーラスコンポジットの比誘電率より低いことが明らかになった.さらに,ナノポーラスコンポジットの耐電圧特性として,構築したMcKeown電極系を用いて測定することにより,絶縁破壊の強さを調査した.その結果,ナノポーラスコンポジットの破壊の強さは,ノンポーラスコンポジットの破壊の強さと同等であることが明らかになった.このことから,ナノポーラスコンポジット内部の空孔は直流絶縁破壊の強さの欠陥とならない可能性を示す事ができた.本研究課題で立案した研究項目5項目の内,3項目を達成していることに加え,本研究課題に関する成果を,査読付き学術論文1件と国際会議での論文2件として発表していることから,おおむね順調に進展している.昨年度の成果として,ナノポーラスコンポジットの60Hz比誘電率測定値は,ノンポーラスコンポジットの比誘電率より低いことを明らかにしている.次年度は,その低誘電メカニズムを説明する複合誘電体モデルを構築する.さらに,構築したモデルを用いて,ナノポーラスコンポジットの比誘電率がポーラス構造を持たないものに比べて,30 %誘電率が低下する低誘電メカニズムを明らかにする.

最後に,ナノポーラスコンポジットの空孔率特性,誘電率特性,絶縁破壊特性を総括し,ナノポーラスコンポジットが有力な電気絶縁材料の一つとして,その実用化に対する基本的指針を明らかにする.・ナノポーラスコンポジット作製・計測に関わる物品など・研究成果発表に関わる旅費,論文投稿料など
台風環境場を大気海洋力学的に考慮した台風災害外力モデリングシステムの開発

本研究は,可能最大規模の台風上陸を想定した台風災害外力を評価することを目的とする.台風予測に特化した高効率で高精度な台風災害外力モデリングシステムを新たに構築することで,温暖化の進行に伴い北西太平洋上の「強い台風」の勢力と頻度が一層増す傾向にあることが明らかとなった.また,温暖化の進行に伴い,全国的に可能最大高潮が徐々に増大するトレンド(傾き:約+0.5m/100年)にあり,一方で,年々変動によるばらつき(標準偏差:+0.7m1.0m)も大きく,温暖化の進行の度合いに関わらず近い将来であっても悪条件が重なれば可能最大規模の高潮災害が発生する可能性があると結論づけられた.本研究は,可能最大規模の台風上陸を想定した台風災害外力を評価することを目的とする.台風予測に特化した高効率で高精度な台風災害外力モデリングシステムを新たに構築することで,温暖化の進行に伴い北西太平洋上の「強い台風」の勢力と頻度が一層増す傾向にあることが明らかとなった.また,温暖化の進行に伴い,全国的に可能最大高潮が徐々に増大するトレンド(傾き:約+0.5m/100年)にあり,一方で,年々変動によるばらつき(標準偏差:+0.7m1.0m)も大きく,温暖化の進行の度合いに関わらず近い将来であっても悪条件が重なれば可能最大規模の高潮災害が発生する可能性があると結論づけられた.本研究は,台風予測に特化した高効率で高精度な台風災害外力モデリングシステムを新たに開発し,可能最大級台風の上陸を想定した日本全国の台風災害ポテンシャルを評価することを目的としている.台風災害外力モデリングシステムとは,台風の時間発展を計算するメソ気象モデルと台風初期値化を行う台風渦位ボーガスによって構成される.メソ気象モデルに対しては,高潮と海洋混合層の構造を同時に計算できる海洋モデルと双方向に結合している.また,自動追尾型移動ネスティングを組み込むことで,高効率かつ高分解能に台風内部構造を計算できるような改良も加えられている.一方,台風渦位ボーガスは,軸対称台風渦位モデルと渦位逆変換法により構成される他に類を見ない力学的な台風初期値化法である.台風渦位ボーガスによる台風初期値化の際には,入力条件として台風環境場の情報が必要となる.本研究では,伊勢湾台風や室戸台風などといった可能最大級台風を多数の進路で直撃させる必要があり,更には,多数の温暖化シナリオを台風環境場にも反映させる必要がある.このような台風環境場を合理的に設定するために,台風渦位ボーガスに対して渦位部分分解をベースとする新たな台風環境場設定法を導入した.具体的には,渦位を渦位平均場と渦位偏差場に分解し,それぞれに適切な改変を加え,渦位の可逆性原理を利用し逆変換を施すことで改変された台風環境場を得る.この渦位平均場に対して温暖化に伴う渦位変化量を加算することで「擬似的温暖化実験」が可能となった.また,この渦位偏差場に対して適切な改変を施すことで気圧配置の改変が可能となり,これによって例えば「伊勢湾台風を東京湾に直撃させる」といった事例に縛られない任意の地域への展開が可能となった.本研究は,台風予測に特化した高効率で高精度な台風災害外力モデリングシステムを新たに開発し,可能最大級台風の上陸を想定した日本全国の台風災害ポテンシャルを評価することを目的としている.昨年度までに構築された台風災害外力モデリングシステムを用いることで,2004年全29事例の台風を対象とした再現実験を完了している.詳細な精度検証により,従来手法であるEmanuel et al. (2004)の軸対称台風モデルに比べて,より精度が高いことが明らかとなっている.また,渦位の可逆性原理を利用した台風環境場設定法を開発することにより,台風環境場に対して気候変動の影響を考慮に入れた長期計算が可能であることも確認でき,次年度の本格的な擬似温暖化実験のための基礎技術が完成した.予備的な擬似温暖化実験として,海水面温度を擬似的に+2°C増加させた実験を行ったところ,現在気候に比べて大幅に台風強度は強まり,840hPaに近いスーパー台風が頻発する可能性が明らかとなっている.また,可能最大級台風の上陸確率を把握することを目的として,100年間における長期的な可能最低気圧と可能最大高潮の変動特性を評価した.台風災害外力モデリングシステムの適切な簡略化により,このような100年間にわたる長期計算を可能にした.温暖化シナリオ毎(SRES A2,A1B,および,B1)の100年間データベースの結果から,長期的にみれば,可能最低気圧は徐々に減少し(強度が強まり),可能最大高潮は徐々に増大するトレンドがみられた(約+50cm/100年).しかしながら,その標準偏差は極めて大きく(標準偏差70cm100cm),悪条件が重なれば近い将来であっても可能最大規模(名古屋港で潮位偏差67m)の高潮災害が発生する可能性があるものと結論づけられた.