hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
異方性を有する地盤材料の広範なひずみレベルにおける変形特性に関する研究

本研究では、自動制御・自動計測システムを有する三軸試験装置に微小ひずみレベルにおけるせん断波速度計測が可能なシステムを付加したものを新たに開発した。そしてまず、システムの安定性と精度が検討された。その後に、微小な繰り返しせん断とせん断波速度計測を伴う三軸せん断試験を実施することで、微小ひずみレベルでの豊浦砂の変形特性とその異方性を調べた。供試体端面におけるベッディングエラーの影響を軽減するために局所変形計測が行われるならば、LDTとLVDTのどちらの変位計によっても、同様に正確な軸ひずみを計測できることが分かった。また、体積変化の計測に際しては、メンブレン貫入だけでなくその他のシステムコンプライアンスについても補正を行う必要があることが示された。さらに、端面摩擦軽減層やメンブレンとキャップ・ペデスタル拡大部との隙間についての補正を行うことの重要性が示された。これは端面摩擦軽減のために拡大させた隅角部にメンブレンが完全には密着できないが、本研究のような微小ひずみ計測においてはそのような誤差も無視できなくなるためである。これらの体積計測における誤差は有効拘束圧の対数に比例することが分かった。そして補正を適切に行えば、10^<-5>レベルの非常に微小なひずみレベルにおいても変形係数が正確に求まることが示された。豊浦砂についての試験結果より、微小繰り返しせん断により変形係数を計測する際にはその前に十分クリープを生じさせておくことが重要であること、Evは鉛直応力のみに依存するがGvhやGhvは鉛直応力と水平応力の両方に依存することなどの結果が得られた。さらに、実験結果を、中空ねじりせん断試験により得られた結果と比較検討を行った。平成10年度は,試験装置の開発および計測システムの改良を行った。三軸試験装置に関しては、既にある程度開発を行い予備的に使用を開始している横ベンダーエレメントについて、これまでに見つかった装着時の負圧低下などの問題点の改善を試みた。また中空ねじりせん断試験装置を使用する実験では、鉛直ひずみ、せん断ひずみに関しては通常のLVDT及びポテンショメータを用いる計測に加え、両者についてギャップセンサーを使用することにより微小ひずみレベルでの計測も行えるようにした。高精度の体積変化計測を行うためには、メンブレンペネトレーションの正確な補正を行う必要があり、これらについてまず検討を行った。0.001%程度のひずみレベルでの計測が行えることが確認されたことから、豊浦砂を対象とした実験を開始した。このように本研究において行った微小繰り返し載荷が可能な自動制御三軸試験装置,ベンダーエレメントを組み合わせた実験システムを開発し,各試験を行った結果,以下のような結論が得れた.(1)本研究で開発されたシステム全般において,10^-5レベルでの微小繰り返し試験とその測定が十分な精度で行える.(2)本研究の計測システム上で,内部変位計LDTとLVDTは同等の精度が得られた.(3)すべての体積ひずみの誤差補正は有効拘束圧に対して,一度に補正できる.(4)微小繰り返しせん断により等価弾性係数を求めるには,その前にクリープひずみを十分に生じさせた後,行うことが必要である.本年度は,主に中空ねじりせん断試験装置を用い、種々の応力状態における豊浦砂の微小ひずみ変形特性とクリープ特性について調べ、さらにひずみレベル依存性についても若干の検討を行い、以下のような結論を得た。(1)きれいな砂であってもクリープひずみは決して小さくなく、最大せん断応力比τ_<max>/τ_<maxf>=O.603を載荷した状態では、0.1%ものクリープひずみが観察された。(2)単調せん断中のあるせん断

応力レベルにおいて生じるクリープひずみ速度γ_<max>はあまり相対密度D_rやせん断方向角α_σには依存せず、ほぼτ_<max>/τ_<maxf>のみの関数として表された。(3)単調せん断時の割線せん断係数G_<sec>は、最大主応力の方向が鉛直に近いほど大きくなった。この差はひずみが小さいほど大きいが、ひずみが0.01%程度より大きくなると違いは小さくなった。また、最大主応力方向が水平に近いほどひずみの増大に伴う剛性の低下は遅かった。(4)体積収縮領域(Δ(ε_1十ε_3)>0)においては、E_<zeq>はσ^<0.5>_zにほぼ比例して増加したが、σ_θやτ_<zθ>にはほとんど依存しなかった。(5)中空ねじり試験で得られたGzθeqは三軸供試体で行われたベンダーエレメント試験により得られたG_<vh>と良い一致を示した。Gzθeqはσ^<0.60>_zσ^<0.34>_θにほぼ比例して増加したが、τ_<zθ>にはあまり影響されなかった。また,構造的により等方的と考えられる供試体を用いて、豊浦砂の変形特性のせん断方向依存性に及ぼす初期構造の影響についてさらに調べることにした。その結果,10^<-3>程度の中ひずみ領域でのG_<csec>を各供試体作製法について、比較すると、空中落下法、水中落下法では、圧縮側の方がプロットが上にあり、その差は空中落下法の方が大きい、棒突き方では、圧縮側と伸張側のプロットにほとんど差がないという結果になっており、はじめに想定した通り、空中落下法、水中落下法、棒突き法の順に初期構造異方性は弱くなるという結果が得られた。
イオン液体/ポリマーブラシ複合表面の低摩擦摺動メカニズム解明とその実用化

ソフトマテリアルでありながら低い摩擦係数と高い耐久性を有するイオン液体型濃厚ポリマーブラシ表面を開発し、その低摩擦特性を明らかにした。濃厚ポリマーブラシの実用性を向上する方法として,摺動面でのその場ポリマーブラシ重合法を開発した。その場重合で形成したブラシ表面は,従来法による表面と何ら変わらない低摩擦特性を示した。新しい低摩擦材料として,ダブルネットワークイオンゲルを開発した。このゲルはその強靭性と高温あるいは減圧下でも低摩擦特性を維持できる極めてタフな低摩擦材料と成ることが明らかになり、いくつかの新規な低摩擦摺動システムが開発出来た。重合性官能基を有するイオン液体(イオン液体モノマー)に表面開始リビングラジカル重合を適用して得られるイオン液体型ポリマー濃厚ブラシ(以下ILナノブラシ)は、良溶媒であるイオン液体中で伸びきり鎖に比肩しうるほどに高度に伸長する。このILナノブラシ膨潤膜は圧縮に対して強い抵抗を示すが、その一方で、摩擦に対する抵抗がほとんどない極低摩擦表面(動摩擦係数<10-3)であることが、ナノトライボロジー的に明らかとなった。その摩擦係数はブラシの構造と溶媒の組み合わせにより大きく変化する。本研究では、このILナノブラシ/イオン液体複合表面に関して、(1)低摩擦発現メカニズムの解明、(2) ILナノブラシおよびイオン液体の構造設計による低摩擦特性の更なる向上、(3)実用性の高いマクロスケール低摩擦表面の開発を目標とする。今年度はイオン液体型ポリマー濃厚ブラシ系の基盤となるイオン液体2種類(DEME-BF4, DEME-TFSI)について、ボールオンディスク型摩擦試験機と共振ずり測定(RSM)の測定を実施した。RSM測定により摺動界面の狭小空間において、イオン液体が何らかの構造形成を起こし、固体様の分子構造体を形成することが明らかになった。既報論文との比較により、構造形成の起こる摺動面距離はカチオン、アニオンの分子構造によって変化することが明らかとなった。その構造体の滑り易さは、カチオンの種類によらずBF4アニオンのイオン液体のほうが、TFSIアニオンより大きいことも明らかとなった。RSMで測定されるイオン液体の狭小空間の振る舞いは、ボールオンディスク試験機で測定されるマクロなトライボロジー特性と強く関連していることが明らかとなった。予定通りイオン液体の摩擦特性をボールオンディスク型摩擦試験機ならびに共振ずり測定を用いて明らかに出来た。重合性官能基を有するイオン液体(イオン液体モノマー)に表面開始リビングラジカル重合を適用して得られるイオン液体型ポリマー濃厚ブラシ(以下ILナノブラシ)は、良溶媒であるイオン液体に膨潤した状態で極めて低い摩擦係数を示す。本研究では、(1)このILナノブラシ/イオン液体複合表面の低摩擦発現メカニズムの解明、(2)ILナノブラシおよびイオン液体の構造設計による低摩擦特性の更なる向上、(3)実用性の高いマイクロベアリング低摩擦表面の開発を目標としている。本年度は、アルキルリンカチオン、スルホン酸アニオンを含有する新規イオン液体の設計、合成し、摩擦特性を明らかにした。低摩擦特性と耐久性を併せ持つイオン液体を開発できた。イオン液体ポリマーブラシを付与した真球状シリカ微粒子をベアリングボールとし、基板上に開けた均質孔にボールをセットしたマイクロスケールのベアリング平面をデザインした。今年度は、基盤素材として、アルミナおよびシリコンを用い、夫々、陽極酸化法、フォトリソグラフィー法で均質孔を付与した基盤の合成経路を確立した。均質孔を付与した基盤に目途が立った。本研究は、重合性官能基を有するイオン液体(イオン液体モノマー)に表面開始リビングラジカル重合を適用して得られるイオン液体型ポリマー濃厚ブラシ(以下ILナノブラシ)の低摩擦特性を活かした、新しい摺動材料の開発とその摺動メカニズム解明を目的としている。今までにイオン液体ポリマーブラシを付与した真球状シリカ微粒子をベアリングボールとし、基板上に開けた均質孔にボールをセットしたマイクロスケールのベアリング平面を設計、試作した。またシリコン基板上に直線溝(ストリートと呼ぶ)を付与し、ストリートを格子状に配し、ストリートの直交点の十字溝に微粒子を配置する方法で、新しい低摩擦表面の構築を実施した。今年度はアルミナ平板を用い、陽極酸化により多孔体を形成した後、表面並びに孔内部にブラシを付与し、孔上部にイオン液体ポリマーブラシを付与した真球状シリカ微粒子を配置したマイクロベアリング表面を設計、試作した。これら三種類の新規低摩擦表面構築方法を開発した。今後、低摩擦特性の評価を実施する予定である。イオン液体型ポリマーブラシ表面のマクロトライボロジー特性を明らかにするとともに、共振ずり測定を実施する予定。測定用の平板にポリマーブラシを付与するin situブラシ付与技術を確立した。今までにイオン液体バルクの摩擦特性を共振ずり測定により明らかにした。イオン液体型ポリマーブラシの製造方法を確立し、そのブラシ表面が極めて低い摩擦係数と高い摩擦耐久性を有することを明らかにした。

従来我々が研究対象としてきたアルキル四級アンモニウムカチオンを持つイオン液体に対して、新たにリン系カチオン、並びにスルホン酸系アニオンを有する新規のイオン液体を合成し、その合成経路、摩擦特性を明らかにした。イオン液体ポリマーブラシを付与した真球状シリカ微粒子をベアリングボールとし、基板上に開けた均質孔にボールをセットしたマイクロスケールのベアリング平面を設計、試作した。今後、摩擦特性を明らかにする予定である。またシリコン基板上に直線溝(ストリートと呼ぶ)を付与し、ストリートを格子状に配し、ストリートの直交点の十字溝に微粒子を配置する方法での低摩擦面構築も行う予定である。その摩擦特性を評価する。29年度が最終年度であるため、記入しない。高分子化学29年度が最終年度であるため、記入しない。
細菌細胞における鞭毛数決定機構の研究

細胞分裂においては、細胞周期にともない様々な過程が時間的及び空間的に厳密な制御を受けながら進行し、最終的に親細胞とまったく同一の2つの娘細胞が新生される。したがって,細胞分裂の過程において細胞構成成分の存在量を一定に維持するための遺伝的制御機構が存在するものと考えられる。細菌鞭毛は顕微鏡観察により容易にその数を定量することができ、またその形態形成の遺伝子制御機構が詳しく解析されていることから、細胞分裂における細胞構成成分の倍化の機構を研究する上で格好の材料となっている。本研究においては、アンチ・シグマ因子による鞭毛レギュロンの負のフィードバック機構が鞭毛数決定に重要な役割を果たしていることが判明した。細胞伸長にともなう細胞容積の増大がアンチ・シグマ因子の細胞内濃度の低下を引き起こし、その結果として鞭毛レギュロンが脱抑制され、鞭毛新生が起きるものと推論される。また、アンチ・シグマ因子は鞭毛構造を通して細胞外に分泌されることが判明し、形態形成過程の進行をモニターしながら次のステップに関与する遺伝子の発現を制御するというまったく新しい遺伝子発現制御の機構が明らかとなった。一方、鞭毛レギュロンの始動オペロンとして最も重要な働きをしているflhDCオペロンの転写制御の解析から、このオペロンがヌクレオイド蛋白質であるH-NSに依存性の転写をすることが判明した。H-NSはDNAの高次構造の形成に重要な役割を果たしていると考えられており、鞭毛レギュロンの発現は染色体構造の動的な変化と密接に関係しているものと推定される。染色体複製にともなうヌクレオイド構造の変化がflhDCオペロンの転写制御を介して鞭毛レギュロン全体の活性を制御することにより、鞭毛数倍化シグナルとして機能しているものと考えられ、H-NSの鞭毛数決定における役割が注目される。1.サルモネラの菌体あたりの鞭毛数は細胞分裂を繰り返しても一定に保たれていることから、鞭毛形成は細胞分裂と共役して行われていると予想される。そこで鞭毛新生と細胞分裂周期との相関を解析する目的で、野生型サルモネラに鞭毛染色をほどこして光学顕微鏡観察を行い、鞭毛数と細胞長の関係を解析した。その結果、鞭毛新生は細胞周期を通じて連続的に起こるのではなく、隔壁形成直前に特異的に起こっていることが明らかになった。この共役が鞭毛遺伝子の発現の調節によって制御されている可能性を検定するために、鞭毛レギュロンの負の転写調節因子であるアンチ・シグマ因子の突然変異体における鞭毛形成を同様にして解析した。その結果、この突然変異体では鞭毛形成が細胞周期を通じて連続的に起こっていることが判明した。したがって、鞭毛形成の細胞分裂との共役は、アンチ・シグマ因子による鞭毛レギュロンの転写の負のフィ-ドバック機構によって制御されていると結論された。2.細胞分裂に関する温度感受性突然変異体を非許容温度で培養したときの鞭毛形成について上と同様にして解析した。用いたdnaE突然変異体は高温でDNAが阻害されて隔壁形成ができず繊維状の細胞となるが、このとき鞭毛形成も停止し、鞭毛数の増加は見られなかった。この鞭毛形成の停止が鞭毛遺伝子の転写の阻害による可能性を検定するために、各鞭毛オペロンの転写量を測定した。その結果、鞭毛遺伝子の転写量には高温での培養と低温での培養との間で著しい差は見られず、高温でも鞭毛遺伝子の転写が行われていることが判明した。したがって、細胞分裂が阻害されたときの鞭毛新生の停止は、アンチ・シグマ因子による鞭毛遺伝子の発現の阻害によるのではなく、細胞表層の構造異常に起因する鞭毛新生場の異常によるものであると推定された。1.アンチ・シグマ因子の細胞内

動態:アンチ・シグマ因子による鞭毛レギュロンの抑制が鞭毛数を決定するためには、鞭毛形態形成と共役してアンチ・シグマ因子の不活性化がおこらなければならない。それには鞭毛構造の完成をモニターする機構が必要である。その最も単純なモデルは、完成した鞭毛構造を通してアンチ・シグマ因子が細胞外に分泌されるというものである。この可能性を検証するために、RflB蛋白質の細胞内外の存在量をSDS-PAGE及びウェスタン・ブロッティング法で解析した。その結果、RflB蛋白質が鞭毛構造をとおして効率よく細胞内から細胞外へ輸送されていることが判明し、上の仮説の正当性が証明された。2.鞭毛数が減少する突然変異体の単離:アンチ・シグマ因子遺伝子領域のDNAの塩基配列の解析の過程で、flgM遺伝子と同一のオぺロン内に新しい遺伝子が存在することが判明した。この遺伝子の欠失突然変異体では完全な鞭毛が形成されるものの、細胞あたりの鞭毛形成量が低下していることが判明した。これは既知の鞭毛遺伝子の欠失突然変異体にはない際だった特徴であり、鞭毛数決定機構に何らかの役割を果たしているものと推定される。3.flhDCオペロンの転写制御の解析:鞭毛レギュロンの始動オペロンであるflhDCオペロンをサルモネラからクローン化した。これらの遺伝子の塩基配列を決定したところ、FlhDは116個、FlhCは191個のアミノ酸からなる蛋白質であると推定された。flhD遺伝子上流には典型的なcAMP-CRP結合配列が見いだされたが、この位置は大腸菌において従来から言われていたcAMP-CRP結合位置とはまったく異なっていた。一方、flhDCオぺロンはヌクレオイド蛋白質H-NSによって、正の転写調節を受けることが判明した。
成人の自閉症スペクトラム障害患者に対する認知行動療法の開発および効果研究

本研究では、スキーマ療法の概念である早期不適応的スキーマと発達障害(自閉症スペクトラム障害)の関連性を調べ、認知行動療法の効果を検討した。媒介分析を行った結果、早期不適応的スキーマが媒介すると成人の自閉症スペクトラム障害のメンタルヘルスが損なわれることがわかった。したがって、成人の自閉症スペクトラム障害には早期不適応的スキーマの介入がターゲットとなりうることが示唆された。認知行動療法(Cognitive Behavior Therapy; CBT)は,自分の思考・感情・身体的反応・行動のつながりを症状との関連で理解できるようにメタ認知を強化し,患者自身が自ら,自身の症状にまつわる非機能的な認知や行動をコントロールできるように働きかける心理療法である.近年では古典的なCBTに工夫を加えることで,従来効果がないとされていた,統合失調症やパーソナリティ障害などの疾患に対する治療効果も得られている.Young(1990)のスキーマ療法(Schema Therapy; ST)は,そのひとつである.STの治療仮説は,生得的特徴や幼少期の体験により構成される過度に一般化された認知体系である「早期不適応スキーマ」を理解し,変容することで,早期不適応的スキーマからのストレスに対するレジリエンスを向上させようというものである.既に,国外ではGaus (2007)が成人のASD患者に対してスキーマの変容を取り入れたCBTの実践報告をしている.しかし,現在まで,成人ASD患者に対するSTの国内外の科学的実証研究に基づく治療効果についての報告はおろか,治療の中心として想定されるべき早期不適応スキーマについての検討も未だなされていないのが現状である.本研究では、スキーマ療法の概念である「早期不適応的スキーマ」と自閉症の特性の関連を調べた。被験者は、健常群350名、自閉症スペクトラム群50名において調べられた。その結果、自閉症の特性は「早期不適応的スキーマ」を媒介して精神的健康に影響を及ぼしていることが明らかとなった。本研究はPsychology Reserch誌に受理されて、来月5月に刊行予定である。本研究により、自閉症スペクトラム障害患者の治療においては、「早期不適応的スキーマ」をターゲットとすることができることが示唆された。成人の自閉症スペクトラム障害に対する認知行動療法の開発に向けて、一般健常群において、ヤングスキーマ質問紙、自閉症スペクトラム指数、GHQ精神健康調査票の質問紙検査を行った。そのうえで、自閉症傾向がどのように早期不適応的スキーマと関連しているのか、その関連性についての検討を行った。さらに、実際に自閉症スペクトラムと新案を受けた患者群と、一般健常群(N=350)に対し、上記の同一の検査を行い、その比較検討を試みた。結果は、すべての質問紙に対し、ほとんどの下位項目で患者群が一般健常群より有意な得点が見られた。このことから、自閉症スペクトラム障害の成人患者(N=26)は、その障害特性から様々な不適応体験を生み出しやすく、その結果、早期不適応的スキーマが育成されてしまう。さらに、早期不適応的スキーマは人を非機能的にさせるため、自閉症スペクトラム障害傾向の成人はさらに不適応に陥ってしまう。という悪循環があることが示唆された。この調査研究をもとに、認知行動療法を用いた援助を成人の自閉症スペクトラム障害患者に行う場合は、早期不適応的スキーマに焦点を合わせることが精神的健康度を上げる一助になる可能性のあることが示唆された。本研究は英文論文化しており現在、英文校正を受けている段階である。英文校正が終了したら、学会誌に投稿する予定である。さらに、今年度のアジア認知行動療法学会にて本研究をポスターで発表する予定である。今後は、この研究成果をもとに、成人の自閉症スペクトラム障害患者に対する認知行動療法のプログラムを作成する予定である。半年ほど研究計画より遅れている。その理由としては研究者私自身が2011年8月に出産があったためである。そのため、半年ほど、産休育休を取得していた。今後はなるべく速やかに研究を進めていく所存である。今後は、これまでの調査研究を、国内外で研究発表をしていくため、その参加費、渡航費が必要である。また、英文校正費、ジャーナル投稿費が必要である。さらに、プログラム作成時に海外研修を受けるため、その研修費、渡航費が必要である。プログラム作成時に海外研修を受けるため、その研修費、渡航費が必要である。なお、昨年度は妊娠出産のため、研究費に未使用額が生じた。
サンプル値制御によるディジタル信号処理の一般的理論とその応用

目標としたところは,1)音響処理ことにコンパクトディスク等のフォーマットから20kHz以上の可聴帯域以上の高域を再生する超高域処理DAコンバータの設計,開発,ことにこれまでPCの外付けボードで実現していたものの,独立型への展開,さらに2)サンプル値制御理論に基づく信号圧縮,また圧縮されたソースからの高精度復元,さらに3)画像処理等への応用,である.1)についてはCDのサンプリング処理の8倍のオーバーサンプリングを実現し,これに対して完全帯域制限仮定を設けない条件の下で,アナログ特性によるナイキスト周波数以上の帯域延長特性を仮定した上でサンプル値H∞(準)最適フィルタを設計した.これまではPC上での実現であったが,昨年度からの設計に基づき実機を作成し,実装に成功した.得られた成果は少なくとも聴感上は従来のCDの音質を圧倒的に上回り,また多くのリスナーから同様の評価を得た.2)に対しては,MDなどにおける圧縮されたソースに対し,2倍アップサンプルしたものから適切な倍音成分を取りだす試みを実行し,聴感上著しい改善が得られることを確認した.この成果はMDなどの実機に搭載され,すでに商用化がなっている.将来的には多くの圧縮オーディオの標準装備となることが期待されている.3)については,モスキートノイズやブロックノイズなど,ディジタル画像とくに動画において特徴的なノイズに対して,その低減化を試みた.このうちモスキートノイズに対しては,本研究のフィルタ設計がとりわけ有効であることが確認されている.さらに,動画においてことに問題となるブロックノイズに対しては,やはり本研究のフィルタ処理を施すことが有効であるが,この際大きな問題となるのが,これらのフィルタは原画増でのシャープなエッジも鈍化させてしまうことである.これについてはある種の非線形処理が有効であることは前年度の研究で確認されていたが,今年度はその処理を一歩進め,それを実時間化することに目処をつけた.これにより本研究の一層の実用化が進むことが期待される.これらは従来完全帯域制限の仮定の下で処理されていたものであるが,本研究によってサンプル値制御理論を用いることにより,従来の制限を超えた高周波まで最適処理が可能となったものである.目標としたところは,1)音響処理ことにコンパクトディスク等のフォーマットから20kHz以上の可聴帯域以上の高域を再生する超高域処理DAコンバータの設計,開発,ことにこれまでPCの外付けボードで実現していたものの,独立型への展開,さらに2)サンプル値制御理論に基づく信号圧縮,また圧縮されたソースからの高精度復元,さらに3)画像処理等への応用,である.1)についてはCDのサンプリング処理の8倍のオーバーサンプリングを実現し,これに対して完全帯域制限仮定を設けない条件の下で,アナログ特性によるナイキスト周波数以上の帯域延長特性を仮定した上でサンプル値H∞(準)最適フィルタを設計した.これまではPC上での実現であったが,昨年度からの設計に基づき実機を作成し,実装に成功した.得られた成果は少なくとも聴感上は従来のCDの音質を圧倒的に上回り,また多くのリスナーから同様の評価を得た.2)に対しては,MDなどにおける圧縮されたソースに対し,2倍アップサンプルしたものから適切な倍音成分を取りだす試みを実行し,聴感上著しい改善が得られることを確認した.この成果はMDなどの実機に搭載され,すでに商用化がなっている.将来的には多くの圧縮オーディオの標準装備となることが期待されている.3)については,モスキートノイズやブロックノイズなど,ディジタル画像とくに動画において特徴的なノイズに対して,その低減化を試みた.このうちモスキートノイズに対しては,本研究のフィルタ設計がとりわけ有効であることが確認されている.さらに,動画においてことに問題となるブロックノイズに対しては,やはり本研究のフィルタ処理を施すことが有効であるが,この際大きな問題となるのが,これらのフィルタは原画増でのシャープなエッジも鈍化させてしまうことである.これについてはある種の非線形処理が有効であることは前年度の研究で確認されていたが,今年度はその処理を一歩進め,それを実時間化することに目処をつけた.これにより本研究の一層の実用化が進むことが期待される.これらは従来完全帯域制限の仮定の下で処理されていたものであるが,本研究によってサンプル値制御理論を用いることにより,従来の制限を超えた高周波まで最適処理が可能となったものである.本年度目標としたところは,1)音響処理ことにコンパクトディスクのフォーマットから20kHz以上の可聴帯域以上の高域を再生する超高域処理DAコンバータの設計,開発,また2)サンプル値制御理論に基づく信号圧縮,さらに3)雑音の多い音源からの雑音分離処理である.1)についてはCDのサンプリング処理の4倍のオーバーサンプリングを実施し,これに対して完全帯域制限仮定を設けない条件の下で,アナログ特性によるナイキスト周波数以上の帯域延長特性を仮定した上でサンプル値H∞(準)最適フィルタを設計した.これをPC上で動作するDSPボードに実装し,実際にCDプレーヤーからのディジタル光出力を直接にDSPボードに入力し,PCのコントロール下で上記設計のフィルタ演算を施し,再びアナログ出力に変換した上でオーディオアンプに入力の上,CDの出力とのリアルタイム比較を行った.その結果,すべての楽器の実在感,高域の解像度,音場再現能力のすべてにおいて,現在のCDをはるかに上回る性能が得られた.多数のアマチュアリスナーの比較

試聴でも全く同様の結果であった.2)に対しては,同様の原理をダウンサンプルしたソースに対して適用し,フイルタバンクによる圧縮を行ったうえで,同様のフィルタによる復元を行うことにより,大幅な音質劣化を起こすことなく従来より簡単かつ高速な処理で従来と同等あるいはそれ以上の音響ソース圧縮を可能としたものである.具体的にはMPEG1LayerII以上の音質を48kbps程度まで,はるかに簡明な処理の下において実現している.3)においては,処理過程において主として高域に混入する雑音の除去を目的としている.これは例えばSPに代表される古い録音ソースのレストアにおいて必要な技術であるが,従来は単純なローパスフィルタや特定帯域に対するノッチフィルタを適用する程度の処理しか行われていなかった.その際必要な高域情報まで失われてしまうことが大きな問題であった.本研究ではこれを処理過程に混入する量子化雑音とみなし,その最適除去フィルタをサンプル値制御理論を用いて設計したものである.さらに上記のオーバーサンプリング処理を適用することにより,必要な高域情報の最大限の保持を目指したものである.これはすでに相当の成果を挙げ,京都ディジタルアーカイブ研究センターとの協力の下にSPレコードのアーカイブ化に適用され成果を上げている.本年度目標としたところは,1)音響処理ことにコンパクトディスク等のフォーマットから20kHz以上の可聴帯域以上の高域を再生する超高域処理DAコンバータの設計,開発,また2)サンプル値制御理論に基づく信号圧縮,また圧縮されたソースからの高精度復元,さらに3)画像処理等への応用,である.1)についてはCDサンプリング処理の4倍のオーバーサンプリングを実施し,これに対して完全帯域制限仮定を設けない条件の下で,アナログ特性によるナイキスト周波数以上の帯域円延長特性を仮定した上でサンプル値H∞(準)最適フィルタを設計した.これのPC上での実現では前年度までに一定の成果を得ており,今年度はこれに基づいてこの装置の可搬化を目指して設計を完了した.これにより,実験室上での成果がよりじつようてきなものとなることが期待される.2)に対しては,MDなどにおける圧縮されたソースに対し,2倍アップサンプルしたものから適切な倍音成分を取りだす試みを実行し,聴感上著しい改善が得られることを確認した.これにより圧縮オーディオの音質が大きく向上することが期待される.3)については,モスキートノイズやブロックノイズなど,ディジタル画像とくに動画において特徴的なノイズに対して,その低減化を試みた.このうちモスキートノイズに対しては,本研究のフィルタ設計がとりわけ有効であることが確認されている.さらに,動画においてことに問題となるブロックノイズに対しては,やはり本研究のフィルタ処理を施すことが有効であるが,この際大きな問題となるのが,これらのフィルタは原画増でのシャープなエッジも鈍化させてしまうことである.これについてはある種の非線形処理が有効であることを確認しており,来年度以降その処理の効率化,高速化に取り組む予定である.本年度目標としたところは,1)音響処理ことにコンパクトディスク等のフォーマットから20kHz以上の可聴帯域以上の高域を再生する超高域処理DAコンバータの設計,開発,ことにこれまでPCの外付けボードで実現していたものの,独立型への展開,
HMGA2によるがん特異的クロマチン・転写因子ネットワーク機構の解明

近年、健常高齢者において、骨髄異形成症候群(MDS)や慢性骨髄増殖性腫瘍(MPN)と同様に、エピゲノム制御遺伝子変異を持つクローナル造血・前がん状態が報告され、エピゲノム異常のがん発症過程における重要性が再認識されている。しかし、加齢幹細胞からがん幹細胞への形質転換とMDS・MPN発症に至る仕組みは明白ではない。本研究では、造血幹細胞特異的なHmga2発現を誘導できる新規マウスを活用して、エピゲノム制御機構の破綻を介した、HMGA2によるがん幹細胞の発生と病態進展の分子基盤を解明する。
静止気象衛星高頻度観測を利用した熱帯・亜熱帯域における積雲鉛直流の推定

最新の静止気象衛星ひまわり8号による観測データを用いて、積雲・積乱雲にともなう上昇流(積雲鉛直流)を推定する手法を開発した。さらに、開発した手法を2年間の観測データに適用して統計的解析を行った。南緯15度北緯15度の熱帯域では、積雲の検出数は北半球夏季で多く冬季で少なかった。海上の終端雲頂高度分布は、広く認識されている所謂trimodalな構造と整合的であった。高度別の積雲鉛直流分布は季節によらずロバストであることが示唆された。海上、陸上ともに、鉛直流は気温零度高度付近(高度約5km)でわずかに増加する傾向を示し、熱帯域の積乱雲の発達において雲粒の凍結による潜熱放出の重要性が示唆された。千葉大学環境リモートセンシングセンターが提供するひまわり8号観測データのうち、バンド13(10.4マイクロメートル帯)およびバンド15(12.4マイクロメートル帯)のフルディスクデータを、ひまわり8号観測が始まった2015年7月から取得し、現在も更新されているデータも継続的に取得している。予備研究でひまわり6号の特別観測データを対象として開発したデータ解析プログラム群を、ひまわり8号通常観測データに適用できるように改良した。ひまわり6号とひまわり8号は観測時空間分解能が異なっており、ひまわり6号は衛星直下で約4km、昼間のみ5分ごとの観測であるのに対し、ひまわり8号は衛星直下で約2km、昼夜通した10分ごとの観測である。この違いに対処するため、プログラム群のデータ入出力部に変更を加えた。その後、発達する積雲の雲頂部を時間的に追跡するアルゴリズムの改良を行った。積雲は水平風の鉛直シアが強い場合には鉛直方向に直上ではなく斜め上方に発達する。このことを適切に扱うため、予備研究ではひまわり6号特別観測で輝度温度極小点が翌観測の同一または隣接するピクセルにある場合に同一の積雲であると見なした。しかし、空間分解能が向上した一方で時間分解能が低下したひまわり8号通常観測では、翌観測で2ピクセル以上離れてしまうことが多くなった。極小点を探索する範囲を単純に広くすると、実際には異なる積雲を誤って追跡してしまうことが分かり、追跡アルゴリズムを工夫する必要があることが分かった。現在は、連続する3観測を用いて、3観測間で同一方向に移動している極小点を捉える手法を採用し、妥当な結果が得られることが確認できている。当初の年度計画である、千葉大学環境リモートセンシングセンターが提供するひまわり8号観測データの取得、およびデータ処理プログラムの改良が順調に進んでいるため。H28年度に引き続き、千葉大学環境リモートセンシングセンターが提供するひまわり8号観測データのうち、バンド13(10.4マイクロメートル帯)およびバンド15(12.4マイクロメートル帯)のフルディスクデータを継続的に取得した。H28年度までに開発・改良した、積雲の発達を追跡するデータ解析プログラム群を、2016年1月から2017年12月までの2年間のフルディスク観測に適用し、積雲鉛直流分布の統計解析を行った。ここでは熱帯域(南緯15度北緯15度)における統計解析の結果を述べる。検出された積雲サンプルの数は、北半球夏季で多く冬季で少なく、この傾向は海上よりも陸上で顕著であった。終端雲頂高度の頻度分布は、海上では境界層上端高度、気温零度高度、および上部対流圏高度の3つに緩やかなピークが認められ、先行研究で指摘されて広く認識されている、所謂trimodalな構造と整合的である。いっぽう、高度別の積雲鉛直流の確率分布には明確な季節変化は認められず、季節によらずロバストであることが示唆される。海上、陸上ともに、気温零度高度付近で鉛直流がわずかに増加する傾向を示しており、雲粒の凍結による潜熱放出の重要性が示唆される。終端雲頂高度別の平均的な鉛直流高度分布には、慣例的な考え方である「終端雲頂高度が高いほど、どの高度でも鉛直流は強い」という傾向が見られず、大変興味深い。ただし、現在用いている輝度温度から雲頂高度を決定する手法では、この傾向を定量的に検証するには不確実性が大きすぎるため、今後もアルゴリズムを改良していく必要がある。当初の年度計画通り、引き続き観測データを取得しながら、データ解析プログラム群の改良を行う。特に、今年度の研究で明らかになった、輝度温度極小点の探索範囲を広げることによる誤追跡を、より低減する手法に改良する。改良したプログラム群をひまわり8号観測データに対して適用し、特に赤道暖水域を中心とした統計解析を行う。29年度が最終年度であるため、記入しない。衛星気象学29年度が最終年度であるため、記入しない。
日本および東アジアにおける陰陽思想と政治・社会との関係についての比較史的研究

本研究は、東アジア世界との比較の中で、室町時代の陰陽道について考えてみようとしたものである。室町時代の陰陽道については、まず義満期について検討した。その結果、永和年間(137579)を画期として陰陽道重視政策がとられるようになったことが明確になり、義満政権の祈祷体制が、永和年間以前、永和年間応永七年(1400)、応永七年義満の死まで、と三段階をへて確立してきたことが判明した。また、義満に重用された陰陽師・安倍有世の詳細な事績、義満の陰陽道編成施策についても明らかにすることができた。(「安倍有世論」として発表。)ついで義持期についても検討を加え、次の点で知見を得た。第一に、義持政権は、反義満的政策をとったといわれており、たしかに陰陽師の活動も義満期より不活発となるが、陰陽家の家格が維持されている面などをみれば単純に陰陽道軽視策がとられたとはいえないこと、第二に、義持に仕えた陰陽師を検討すると、義満期に重用された系統は冷遇された徴証があり、この点では反義満的傾向が見られること、以上である。(「義持政権期の陰陽道」『鹿児島中世史研究会報』50に発表予定。)これらの検討により、従来よりも一層詳細に室町政権の陰陽道政策が明らかになったものと考えられる。今後は、義教政権以後についても分析を進める所存である。一方、東アジア世界との比較において日本の陰陽道を考えるという点については、文献リストの作成という段階に留まった。研究の乏しい分野であり、今後、基礎的作業にかなりの時間を費やさねばならないであろう。
動的型付けと静的型付けを融合した漸進的型付けのメタ理論

ソフトウェアを検証するために広く使用されている方法として型システムがある。型システムは実行前に検証を行う静的型付けと実行時に検証を行う動的型付けに大別することができ、それぞれ相補的な長所と短所をもつ。本研究ではこれら二つの異なる型付けを組み合わせ、両者の長所を活かすことのできる、漸進的型付けと呼ばれるソフトウェア検証手法に関する研究を行う。本研究では特に漸進的型付き言語の正しい設計方針と漸進的型付けの理論的限界を与える漸進的型付けのメタ理論について研究を行い、漸進的型付け理論の研究を正しく加速させ、高生産・高信頼なソフトウェア開発を実現することを目指す。
液圧駆動に用いる高含水流体の摩耗防止性能に関する研究

高含水流体の摩耗防止性能を測定するために,本研究では,試作したボールオンシリンダ形摩耗試験機を使用した.試験片円板を回転させ,その外周に12.7mm試験用鋼球を押しつけ,円板及び球に生じる摩耗痕をしらべた.この種の試験は通常は定荷重で行うが,本研究では定荷重の他,変動荷重のもとでの摩耗防止性能をも測定した.試験用円板は,材質や硬さを変えた予備試験によって繰り返し精度の良いものを探し,最終的にはSUJ2で焼入れ硬さHv850とした.流体は水道水と市販の高含水流体の他に,添加剤の種類と配合比を変えたものを5系統30種類調整した.流体の摩耗防止性能は,試験球上に生じる摩耗痕の面積を,主なめやすとした.円板が鋼球よりも硬いときに,摩耗痕はかなり良い円形となる.静荷重は試験機の荷重レバーにかける重錘により,変動荷重は荷重レバー上に,不平衡おもりを取付けた小形モータを取りつけ,回転させることによって加えた.比較的性能の良い高含水流体のもとで,摩耗痕径を0.40.6mmとするように標準試験条件を定めた.たとえば100m/minでは6Nとして30分間でこの値となる.同じ条件で,水道水を用いると,摩耗痕径は3分間で3mmに達する.変動加重の場合の変動成分は,定常成分の約10%程度とした.変動荷重によって摩耗痕面積自体はあまり変化しない.摩耗痕を顕微鏡観察すると,静荷重では条痕の集まりが見えるが,動荷重では不規則な凹凸となっている.SEMで観察すると,動荷重では微小凝着点が多数生じていることがわかった.変動荷重では液膜が切れるが,逆位相では液が供給され冷却が良い.両者の効果が相殺して,摩耗量は静荷重の場合と大差がない.流体の性能評価及び弁別は安定して行うことができ,添加剤の効果が濃度により変化する様子を明確に測定できた.本研究により高含水流体の摩耗防止性能の基本的データを整えることができた.高含水流体の摩耗防止性能を測定するために,本研究では,試作したボールオンシリンダ形摩耗試験機を使用した.試験片円板を回転させ,その外周に12.7mm試験用鋼球を押しつけ,円板及び球に生じる摩耗痕をしらべた.この種の試験は通常は定荷重で行うが,本研究では定荷重の他,変動荷重のもとでの摩耗防止性能をも測定した.試験用円板は,材質や硬さを変えた予備試験によって繰り返し精度の良いものを探し,最終的にはSUJ2で焼入れ硬さHv850とした.流体は水道水と市販の高含水流体の他に,添加剤の種類と配合比を変えたものを5系統30種類調整した.流体の摩耗防止性能は,試験球上に生じる摩耗痕の面積を,主なめやすとした.円板が鋼球よりも硬いときに,摩耗痕はかなり良い円形となる.静荷重は試験機の荷重レバーにかける重錘により,変動荷重は荷重レバー上に,不平衡おもりを取付けた小形モータを取りつけ,回転させることによって加えた.比較的性能の良い高含水流体のもとで,摩耗痕径を0.40.6mmとするように標準試験条件を定めた.たとえば100m/minでは6Nとして30分間でこの値となる.同じ条件で,水道水を用いると,摩耗痕径は3分間で3mmに達する.変動加重の場合の変動成分は,定常成分の約10%程度とした.変動荷重によって摩耗痕面積自体はあまり変化しない.摩耗痕を顕微鏡観察すると,静荷重では条痕の集まりが見えるが,動荷重では不規則な凹凸となっている.SEMで観察すると,動荷重では微小凝着点が多数生じていることがわかった.変動荷重では液膜が切れるが,逆位相では液が供給され冷却が良い.両者の効果が相殺して,摩耗量は静荷重の場合と大差がない.流体の性能評価及び弁別は安定して行うことができ,添加剤の効果が濃度により変化する様子を明確に測定できた.本研究により高含水流体の摩耗防止性能の基本的データを整えることができた.
赤血球破砕症候群の発症における血管内皮細胞障害の関与

血栓性血小板減少性紫斑病(TTP)や薬剤性溶血性尿毒症症候群(HUS)を代表とする赤血球破砕症候群(RCFS)は、種々の病態を呈する予後不良な症候群である。トロンボモジュリン(TM)などの血管内皮細胞マーカーは、血栓性血小板減少性紫斑病(TTP)や溶血性尿毒症症候群(HUS)で著名に高値を示し、薬剤性RCFSでは軽度増加を示した。また、TTPやHUSでは血中サイトカインが著しく高値を示し、病態と良く相関した。また、RCFS症例は過凝固・低線溶状態であり、多くの症例でフォンウイルブランド因子の高分子マルチマ-の減少ならびに血小板の活性化が認められた。近年測定可能になった組織因子経路インヒビターはRCFS症例で有意に低下し、トロンボモジュリンとは異なった意義を有する血管内皮細胞マーカーと考えられた。TTP患者血漿を血管内皮細胞に添加培養すると、MTT assayで吸光度が有意に低下し、BrDuの取り込みが増加するとともに、遊走能の低下やTF産生の増加が認められ、TTP患者血漿には内皮細胞障害・組織因子(TF)産生増加・遊走の亢進などの種々の因子が存在すると考えられた。また、マイトマイシンやその誘導体の添加では、MTT assayの低下、TFなどの止血系因子産生の低下・遊走能の低下などが認められ、薬剤性HUSではTTPとは異なる機序での内皮細胞障害が起こっていることが推測された。以上、RCFSの病態には種々の血管内皮細胞の活性化ならびに障害が関与していることが示唆された。血栓性血小板減少性紫斑病(TTP)やマイトマイシンによる溶血性尿毒症症候群(HUS)などの赤血球破砕症候群(RCFS)での検討では、患者血漿中の組織因子(TF)抗原は軽度減少し、組織因子経路インヒビター(TFPI)の減少も同時に認められた。DIC症例における血漿中TF抗原の著しい増加や、TFPIの大きな変動パターンと、RCFSの成績は大きく異なった。また、RCFS患者血漿中のTF・TFPI抗原値は血漿中トロンボモジュリン(TM)とも有意な相関を示さなかった。血漿交換などの治療後、TF値の変動は認められないが血漿中のTFPIは有意に増加し、TF/TFPI比で示される外因系凝固の活性化がRCFSの病態に関与している可能性が示唆された。また、TFやTFPIは血管内皮細胞の状態を反映すると考えられているが、TMとは異なった意義を有するマーカーと考えられた。TTP患者血清を培養人臍帯静脈血管内皮細胞(HUVEC)に添加培養すると、MTT(3-4,5-dimethylthiazol-2-yl-2,5 diphenyl-tetrazolium bromide)assayで吸光度が著しく低下し、BrDuの取り込みが増加することにより、HUVECに対する細胞障害作用が認めれれた。また、患者血清を添加することによりHUVECのTF産生は有意に増加した。この血清中のTF産生作用は透析により消失し、低分子量のサイトカインや透析膜に吸着しやすい物質がTF産生を惹起すると考えられた。また、TTP患者血清に対する遊走をケモタキシスチヤンバーを用いて検討すると、患者血清へ遊走するHUVECの細胞数は有意に増加した。以上、RCFS患者血中にはTF産生・内皮細胞障害・内皮細胞の遊走亢進を起こす種々の因子が存在し、これらがRCFSの病態に影響していると考えられた。
神経伝達物質およびその反応生成物による活性酸素種の消去反応の解析

本年度の研究において、スーパーオキシドの電子移動反応を詳細に解明した。昨年度の研究によって、神経伝達物質の中でもカテコールアミン類神経伝達物質が活性酸素種を効率よく消去して、DNA切断反応を顕著に阻害することを見出しいる。一方で、神経伝達物質や芳香族アミノ酸に光照射をすると活性酸素種の一つであるスーパーオキシドが生成してDNAを切断することも明らかにしている。ここで、スーパーオキシドは酸素が一電子還元されることによって容易に生成する活性酸素種であることをから、本年度はスーパーオキシドの電子移動反応の解明を目的とした。スーパーオキシドの電子移動反応を調べるための問題点として、スーパーオキシドの不安定性と、分光学的特徴が乏しい点である。そこで本研究では、スーパーオキシドに金属イオンが結合した安定なスーパーオキシドー金属イオン錯体を用いて、その電子移動反応の検討を行った。金属イオンとしてスーパーオキシドと安定な錯形成をすることがわかっているスカンジウムイオン-ヘキサメチルトリリン酸アミド錯体を用いた。このスーパーオキシド錯体の電子移動反応を、電子受容体として生体内に存在するキノン誘導体であるコエンザイムQ10などのp-ベンゾキノン誘導体を用いて検討した。その結果、スーパーオキシド錯体からp-ベンゾキノン誘導体への電子移動反応は、p-ベンゾキノンの還元電位によって共役反応と段階反応の2種類にわけられることがわかった。この結果については、米国フロリダで開催された国際会議SFRBM/SFRRI 2010において発表を行い大きな注目を集めた。また原著論文としてPhysical Chemistry Chemical Physicsに報告済みである。神経伝達物質による活性酸素種の消去反応について、本年度では、神経伝達物質としてエピネフリンやドーパミンなどのカテコールアミン誘導体を用いて、これらのカテコールアミン神経伝達物質による活性酸素種の消去活性や、消去機構について検討した。その結果、ドーパミンによる活性酸素種の消去活性が、代表的な抗酸化物質である緑茶カテキンに匹敵して、またその消去活性が他のカテコールアミン類とは異なり、プロトン共役電子移動反応で活性酸素種を消去していることを見いだした。残りのカテコールアミン類による活性酸素種の消去反応は一段階の水素移動反応で進行していることがわかった。さらに、活性酸素種によるDNA切断反応にカテコールアミン類の神経伝達物質を添加すると、神経伝達物質が活性酸素種を消去してDNA切断反応を阻害することがわかった。したがって、カテコールアミン類の神経伝達物質が生体内で活性酸素種を効率よく消去していると考えられる。また、他の神経伝達物質であるセロトニンや、芳香族アミノ酸であるトリプトファン、チロシンに光照射を行うことによって、活性酸素種が生成して、DNAを切断することを見いだした。その活性酸素種が主にスーパーオキシドであることがわかった。また、神経伝達物質や芳香族アミノ酸から酸素への光誘起電子移動反応について検討を行った結果、その光誘起電子移動の速度はセロトニン、トリプトファン、チロシンの順で大きくなることがわかった。以上、本年度の研究から、神経伝達物質やさらに芳香族アミノ酸と活性酸素種との反応の新しい知見を得ることができた。
ヒドリドイオン導電性がおよぼす触媒作用機構の解明

骨格中に高密度にヒドリドイオンを含有するヒドリド化合物を合成し、Ru等の金属ナノ粒子触媒上での水素化反応をヒドリドイオンの反応性により促進させることをねらう。またこの時、担体のヒドリドイオン導電性と触媒活性との相関関係を明らかにし、高性能な触媒材料の設計指針を得ることが本研究課題の主な目的である。
異なる地域の対流圏活動が起こす中間圏変動の地上と宇宙からの同時観測

本研究は、地上大気光観測イメージャと国際宇宙ステーションからのISS-IMAPミッションとの同時観測を行う事により、異なる地域の対流圏活動が中間圏やさらにその上の熱圏に与える影響を観測的に解明する事を目的とした。また、地上観測と宇宙からの観測との同時観測により、宇宙からの観測データの校正をする事も目的とした。地上観測としては東北大学ハワイ・ハレアカラ観測所に大気光観測イメージャを設置しそのデータを主に利用した。本研究によって、中間圏における大気光波状構造の衛星と地上の同時観測に成功し、対流圏と超高層大気を結びつける役割を果たしている大気重力波の特性が明らかにされた。本研究は、地上大気光観測イメージャを設置し、国際宇宙ステーションからのISS-IMAPミッションによる観測との同時観測を行う事により、異なる地域の対流圏活動が中間圏やさらにその上の熱圏に与える影響を観測的に解明する事を目的とする。また、地上観測と宇宙からの観測との同時観測により、宇宙からの観測データの校正をする事も目的とする。本年度は、ISS-IMAPミッションによる観測を開始し、地上観測としては東北大学ハワイ・ハレアカラ観測所に大気光観測イメージャを設置し宇宙空間と地上からの中間圏変動の同時観測を開始した。ISS-IMAPミッション観測機器は2012年8月に国際宇宙ステーションに設置され、初期動作確認の後に10月から連続観測を開始した。VISI(可視近赤外分光撮像装置)から得られるOH帯、762nm、630nmの大気光と、EUVI(極端紫外線撮像装置)から得られる水素イオンと酸素イオンからの共鳴散乱光のデータについて、感度補正、観測パラメータの最適化、視野算出などの校正作業を進めた。ISS_IMAP/VISIは、前後にそれぞれ一つずつの視野を持つため、その2視野のデータを用いる事でステレオ観測が可能である。地上大気光観測イメージャについては、冷却CCDと光学フィルターレンズを用いた大気光観測用のイメージャを作成した。感度校正を行った後、2013年3月に東北大学ハワイ・ハレアカラ観測所に設置しOH帯、557.7nm,630.0nmの大気光観測を開始した。本年度は、地上観測としては東北大学ハワイ・ハレアカラ観測所の大気光観測イメージャを主に利用し宇宙空間と地上からの中間圏変動の同時観測を行なった。ISS-IMAPミッション観測機器のVISI(可視近赤外分光撮像装置)の観測データとしては主に高度95km付近の発光である762nmと高度250km付近である630nmの大気光のデータを用いた。国際宇宙ステーションがハレアカラ観測所イメージャの視野内を飛翔し、ISS-IMAPと地イメージャの視野が重なり、かつ月齢と天候が地上観測に適している同時観測の機会を選び出し、両者の比較を行なった。762nm大気光は地上からは観測出来ないため発光高度が近い557.7nm大気光データを用いて比較した結果、地上から観測される大気光波状構造はISS-IMAPで観測される太平洋上に広く存在する大規模な構造の一部分である事が明らかになった。また、630nm大気光の観測では両者で同じ波長の観測が出来るため装置感度の校正が行なわれた。同一領域の観測であるが、大気による吸収と視線方向の効果の評価が必要なため、統計的な解析が必要であり、観測イベント数を増やしながら、装置の感度とバイアスの評価を進めた。想定外の装置ノイズによって観測装置の校正作業に時間がかかったことが原因で、地上イメージャと国際宇宙ステーション搭載撮像装置による同時観測期間が不足していることが判明した。

そのため同時観測を継続し、観測終了・装置撤収を延期せざるを得ない。本研究は、地上大気光観測イメージャを設置し、国際宇宙ステーションからのISS-IMAPミッションによる観測との同時観測を行う事により、異なる地域の対流圏活動が中間圏やさらにその上の熱圏に与える影響を観測的に解明する事を目的とした。また、地上観測と宇宙からの観測との同時観測により、宇宙からの観測データの校正をする事も目的とする。地上観測としては東北大学ハワイ・ハレアカラ観測所の大気光観測イメージャを主に利用し宇宙空間と地上からの中間圏変動の同時観測を行なった。ISS-IMAPミッション観測機器のVISI(可視近赤外分光撮像装置)の観測データとしては主に高度95km付近の発光である762nmと高度250km付近である630nmの大気光のデータを用いた。国際宇宙ステーションがハレアカラ観測所イメージャの視野内を飛翔し、ISS-IMAPと地イメージャの視野が重なり、かつ月齢と天候が地上観測に適している同時観測の機会を選び出し、両者の比較を行なった。762nm大気光は地上からは観測出来ないため発光高度が近い557.7nm大気光データを用いて比較した。2013年3月14日から2014年8月31日の間の54晩の同時観測における中間圏・下部熱圏の大気重力波について集中的に解析を行った。中間圏の大気重力波の水平波長についての統計的な解析を行った結果、水平波長20-40kmと200-600kmに極大を持つような特性を持つことが明らかになった。また、地上観測では4時間以上継続するような水平波長20-40kmの大気重力波の伝搬は、そのような短波長波の波が1,000km程度の広がりを持つパケット構造を形成しているために見られることが明らかになった。対流圏と超高層大気(中間圏・熱圏・電離圏)を結びつける役割を果たしている大気重力波の生成・伝搬特性がこの地上と宇宙からの同時観測によって明らかにされた。本研究は、地上大気光観測イメージャと国際宇宙ステーションからのISS-IMAPミッションとの同時観測を行う事により、異なる地域の対流圏活動が中間圏やさらにその上の熱圏に与える影響を観測的に解明する事を目的とした。また、地上観測と宇宙からの観測との同時観測により、宇宙からの観測データの校正をする事も目的とした。地上観測としては東北大学ハワイ・ハレアカラ観測所に大気光観測イメージャを設置しそのデータを主に利用した。本研究によって、中間圏における大気光波状構造の衛星と地上の同時観測に成功し、対流圏と超高層大気を結びつける役割を果たしている大気重力波の特性が明らかにされた。ISS-IMAPと地上イメージャの同時観測から、ISS-IMAP装置感度の校正を進めているが、統計的な評価が必要であるため観測回数を必要としており、最終的な校正データを得るのがやや遅れている。観測終了・装置撤収、成果のまとめ・公表について次年度に延期して行われる。27年度が最終年度であるため、記入しない。超高層大気物理学平成25年度に継続して、中間圏変動のISS-IMAPによる宇宙空間からの観測と大気光観測イメージャによる地上からの観測を行い、それらの結果を学会において発表するとともに、論文としてまとめる。