hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超臨界流体中における巨大分子の拡散性とその相関

また、有機溶媒中の溶質濃度は適宜調節できるので、溶質濃度も一定に保てる。本年度、この高分子コーティングキャピラリーカラムを用いた非定常応答による測定を種々の溶質について行い、実験方法および理論を確立した。次年度は同方法を用いて、より大きな分子量の溶質について測定する予定である。超臨界流体中における種々の化学種の拡散係数の実測値は少なく、特に分子量の大きな物質についての測定値はごくわずかであり、また、その推算方法についても確立されていない。本研究は分子量の大きな種々の化合物の分子拡散係数について、測定方法の確立、測定データの蓄積、推算法の確立を目的とした。これまでの超臨界流体中における拡散係数測定のほとんどがTaylor法によるものであるが、まず、超臨界二酸化炭素中におけるベンゼンの拡散係数測定をとおして、このTaylor法の測定精度を検証した。また、これまでTaylor法での測定が難しい比較的分子量の大きな溶質について、高分子薄膜を内壁にコーティングしたキャピラリーカラムを用いる非定常応答法を開発した。この方法を用い、benzene、phenol、Vitamin K3,α-tocopherol、β-carotene、α-linonenic acid、linoleic acid, arachidonic acid, docosahexaenoic acid, eicosapentaenoicacid、ubiquinone CoQ10について超臨界二酸化炭素中の拡散係数を広範囲な温度、圧力範囲において測定した。またこの場合、Taylor法とは異なり、拡散係数の他に分配係数も算出できるので、種々の化合物についての分配係数の温度、圧力依存性を調べ、また、この分配係数から溶質の無限希釈部分モル体積を算出した。本研究で測定した溶質の最大分子量はubiquinone CoQ10の863で、同方法を用いれば1000を超える分子量の溶質についても原理的に測定が可能である。分子量の大きな溶質についての推算法として、Schmidt数による相関式あるいは超臨界流体の粘度による相関式を用いれば、高い精度で拡散係数を推算できることを示した。また、臨界点付近では熱伝導率や粘度の値が増加し、拡散係数値が低下することが報告されているが、化学反応においても、臨界点付近では光学異性体の立体選択性が向上することを明らかにした。
高次元代数多様体上の対数的標準因子の研究

まず,完備な正規代数多様体Xとその上の可逆層Lに対して,次のような効果的非消滅予想を考えた:「X上のR因子Bがあって,対(X.B)はKLTであるとし,Lはネフで,さらにL-(K+B)はネフかつ巨大であるとする.このとき,LはOではない正則大域切断を持つ.」そして,Lの数値的小平次元が2以下の場合や,Xが3次元の極小多様体や4次元のファノ多様体の場合に,これを証明した.証明の過程で,以前に証明した代数的ファイバー空間における半正値性定理を対数的な場合に拡張した.以前証明した対数的標準因子の関係式とあわせると,ファノ多様体の梯子の存在などに応用できる.次に,藤田の自由性予想を一般次元で解決することを目指して,藤田予想の相対版を考えた.そして,相対化した藤田予想も絶対版の場合と同じように対数的標準因子の存在に関する局所的な予想から従うことを証明した.特に,底空間の次元が4以下ならば相対化した予想も正しいことが証明された.この結果を証明するために,ホッジ構造の変形を使って層F上に放物構造というものを定義し,それを使ってFに対するQ因子版の消滅定理の精密化を得た.さらに,導来圏の理論と層のモジュライの理論を使った新しいアプローチによるフリップの存在問題の研究をした.まず,フリップの存在予想がフロップの存在予想に帰着されることを証明した.また,商特異点を持つ多様体の場合にはフロップによって通常の層の導来圏は必ずしも不変ではないことを示し,そしてそれに代わるものとして,オービフォルド層の導来圏というものを導入し,いくつかの例ではこれを考えればすべてうまくいくことを証明した.まず,完備な正規代数多様体Xとその上の可逆層Lに対して,次のような効果的非消滅予想を考えた:「X上のR因子Bがあって,対(X.B)はKLTであるとし,Lはネフで,さらにL-(K+B)はネフかつ巨大であるとする.このとき,LはOではない正則大域切断を持つ.」そして,Lの数値的小平次元が2以下の場合や,Xが3次元の極小多様体や4次元のファノ多様体の場合に,これを証明した.証明の過程で,以前に証明した代数的ファイバー空間における半正値性定理を対数的な場合に拡張した.以前証明した対数的標準因子の関係式とあわせると,ファノ多様体の梯子の存在などに応用できる.次に,藤田の自由性予想を一般次元で解決することを目指して,藤田予想の相対版を考えた.そして,相対化した藤田予想も絶対版の場合と同じように対数的標準因子の存在に関する局所的な予想から従うことを証明した.特に,底空間の次元が4以下ならば相対化した予想も正しいことが証明された.この結果を証明するために,ホッジ構造の変形を使って層F上に放物構造というものを定義し,それを使ってFに対するQ因子版の消滅定理の精密化を得た.さらに,導来圏の理論と層のモジュライの理論を使った新しいアプローチによるフリップの存在問題の研究をした.まず,フリップの存在予想がフロップの存在予想に帰着されることを証明した.また,商特異点を持つ多様体の場合にはフロップによって通常の層の導来圏は必ずしも不変ではないことを示し,そしてそれに代わるものとして,オービフォルド層の導来圏というものを導入し,いくつかの例ではこれを考えればすべてうまくいくことを証明した.完備な正規代数多様体Xとその上の可逆層Lに対して,次のような効果的非消滅予想を考えた.「X上のR-因子Bがあって,対(X,B)はKLTであるとし,Lはネフで,さらにL-(K+B)はネフかつ巨大であるとする.このとき,Lの大域切断のなすベクトル空間Vは0ではない.」この予想の背景には次のような事実がある.消滅定理によれば,Lの高次のコホモロジー群はすべて消えるので,Vの次元はトポロジカルな量であるところのLのオイラー標数と一致する.従って,Vという代数幾何学的な量は,本来は非線形的で不安定なはずであるが,実はその次元は安定で自然であることがわかる.また,固定点自由化定理によれば,十分大きな整数mに対しては,mLの完備線形系は固定点を持たないことが知られている.特に,mLの大域切断のなすベクトル空間は0にはならない.さらに,以前証明した対数的標準因子の関係式を具体的な場合に応用しようとすると,効果的非消滅予想が重要になる.例えば,ファノ多様体の構造の研究の重要な方法として梯子を使うものがあるが,梯子の存在をいうためには,対数的標準因子の関係式の右辺における効果的非消滅予想が鍵になる.さて,一般的な場合にはまだこの予想は証明されていないが,いくつかの肯定的な結果を得た.すなわち,Lの数値的小平次元が2以下の場合には効果的非消滅予想が証明できた.また,Xが3次元の極小多様体や,4次元ファノ多様体の場合にも,効果的非消滅予想が部分的に証明できた.これらの結果の証明の過程で,以前に証明した代数的ファイバー空間における半正値性定理を,対数的な場合に拡張して,これを用いた.対数的半正値性定理にはまだ多くの応用が期待できる.藤田の自由性予想を一般次元で解決することを目指して,藤田予想の相対版を考えた.藤田予想とは次のようなものである.

「n次元の滑らかで射影的な代数多様体Xとその上の豊富な直線束Lを考える.このとき,付随した直線束K+mLは整数mがn+1以上ならば自由になる.」この予想は次元nが4以下ならば正しいことが知られているが一般次元では未解決である.藤田予想は対数的標準因子の存在に関する局所的な予想に還元できることが知られている.藤田予想の相対版は次のようになる.「滑らかで射影的な代数多様体Yからn次元の滑らかで射影的な代数多様体Xへの全射正則写像fでXの正規交差因子の外では滑らかになるものと,Xの上の豊富な直線束Lを考える.Yの標準因子の順像として得られるX上のベクトル束をFとする.このとき,F(mL)は整数mがn+1以上ならば自由になる.」藤田予想が次元に関する帰納法で証明できるならば,このような相対版を考えることは有効であろう.結果としては,相対化した藤田予想も絶対版の場合と同じ対数的標準因子の存在に関する局所的な予想から従うことがわかった.特に,次元nが4以下ならばこの予想も正しいことが証明された.この結果を証明するために,ベクトル束F上に放物構造というものを定義した.写像fに対応してX上にホッジ構造が定まり,Fはそのホッジ束として得られるが,ホッジ構造のモノドロミーに対応して定まるFのフィルター付けが放物構造である.これを使ってFに対する消滅定理の精密化を得た.この結果もそれ自体として意味のあるものと思われる.極小モデル理論においては,フリップの存在予想が中心的な未解決問題であるが,最近になって導来圏の理論と層のモジュライの理論を使った新しいアプローチが浮上してきたので,この方面の研究を行った.まず,研究代表者はフリップの存在予想がフロップの存在予想に帰着されることを証明した.フリップは標準因子が負になるような部分多様体を標準因子が正になるような部分多様体に置き換える多様体の手術であるが,フロップは標準因子が零であるような部分多様体をやはり標準因子が零であるような別の部分多様体に置き換える多様体の手術である.フロップによって層の導来圏は不変であると予想されているので,導来圏を使った構成にはフロップのほうが適していると思われるのである.多様体はその上の点全体のモジュライ空間であるとみなすことができるので,点をその構造層(点層)で置き換えれば,層の導来圏の中の点層に対応する対象(ひねくれ点層)全体のモジュライ空間としてフロップが構成できると予想されるのである.ところで,今までの導来圏の理論は非特異な多様体のみを対象としてきたが,フロップをするべき多様体には一般には特異点があり,また非特異な多様体から出発してもフロップすると特異点が現れたりすることが知られている.研究代表者は商特異点を持つ多様体を考察し,この場合にはフロップによって通常の層の導来圏は必ずしも不変ではないことを示した.そしてそれに代わるものとして,オービフォルド層の導来圏というものを導入し,いくつかの例ではこれを考えればすべてうまくいくことを証明した.これにより,少なくとも商特異点のみを持つ多様体に対してはフロップ,したがってフリップが導来圏の方法で構成されることを期待できることになった。
EUにおける庇護政策・難民法の発展とアジアへの影響・ネットワーク形成に関する研究

1999年にはじまったヨーロッパ共通庇護制度は、10年の歳月を経て出発点となる第一段階の諸規則を作り上げるにいたっている。しかし、それは、最低限の共通基準として決して評価の高いものではなく、また、さらなる調和化が求められている。他方で、そのような庇護政策や難民法の共通化により、市民社会においてもネットワーク化が進んでいる。アジア諸国に関しては、難民法および庇護政策に関してヨーロッパ諸国よりいっそうの相違が見られるが、韓国および日本に関しては似た状況もあり、その点から両国間においての市民レベルでの交流を進めていくことはアジアにおける難民問題を共通に考えていく基盤をつくるために有用であると考えられる。EUの庇護政策および難民法の影響という点では、間接的には庇護手続などの点で参考にされている点がある。1.4月から11月まではEUの難民政策に関しての動向の調査を国内で入手可能な文献を収集して行った。インターネット経由で手に入る文献の収集をしたり海外から著書を購入したりするほか、国内出張によって、慶応大学の図書館において日刊の報道誌であるAgence Europe、および一橋大学図書館において移民関係のロージャーナルを調べた。11月には神戸大学で開催された日本EU学会において「EU.における移民および庇護政策の展開と現時点」と言うタイトルで研究成果の一部を報告した。これらゐ作業により本科研のテーマの中の庇護政策・難民法の発展について多くの部分を明らかにすることができた。2.12月からは、EUの対内的な政策の発展の調査を続けると同時に、EUの庇護政策のEU域外への影響を主として考察することとした。文献調査をしたほか、3月に海外出張を行い、スウェーデン大学の移民研究所、ブリュッセルのEU図書館、およびオックスフォード大学の移民研究所を訪問し、文献調査やインタビューを行った。なお、計画当初は、ブリュッセルのブリュッセル自由大学およびNGOを訪問することを予定していたが、これらは昨年の2月に訪れる機会があったため、研究資金を有効に使用するために訪問先を変更した。いずれも、本研究のために有用な資料を提供してくれ、EUの庇護政策が大きな対外的な影響力をもちつつあることが明らかになった。3月末には新潟で研究報告をしたが、この出張によって入手した資料等の分析はこれから本格的に行う予定である。二年計画で遂行する本研究の一年目ではEUにおける庇護政策および難民法の動向を明らかにしたが、そこでは、EU全体として難民受け入れの負担を軽減するためにEU外の第三国に対しても働きかけが行なわれ、影響が与えられていることも調査できた。そこで、二年目である本年度は、そのことを踏まえて、アジアの難民受け入れ国の動向についての調査を行なった。文献および日本国内での聞き取り調査により、難民受入国として、日本、タイ、韓国の動向を調査することが必要との認識を得るにいたった。その中でも、韓国について特に調査するために現地調査を行ない、韓国Kyung Hee大学The Graduate Institute of Peace StudiesのActing RectorのGibung Kwon氏およびKorea大学Institute for Peace Studiesの元教授のYoung-Dahl OH氏を訪問し、現在の日本と韓国における難民問題に関して意見交換を行ったが、その結果として、北朝鮮問題という点では大きく異なる日本と韓国の難民問題も、その他の側面では、現在国際的な圧力を受けてこれまでの消極的な態度からの変化が模索されている段階であることなど、非常に共通点が多いことがわかった。そこで、日本と韓国が国際的な難民状況にある程度共通認識をもち、研究者間でもお互いの情報交換を行なうことについての重要性を確認し、今後のネットワーク作りの第一歩を築くことが出来た。韓国語による論文なども収集したのでそれらをふまえて現在成果を論文およびHPで公表すべく準備中である。
角膜内皮細胞の増殖抑制における転写抑制因子の役割

Micro-arrayによるPLZFのtarget geneの検索培養ヒト角膜内皮細胞の増殖はTGF-β2によって有意に抑制された。また、TSC-22はsmad3,4と結合してTGF-βのsignalを増強するとの報告があることより、現在我々は、PLZFによる培養ヒト角膜内皮細胞の増殖抑制のメカニズムの一つとして、TSC-22を介したTGF-βのsignalの増強が関与しているのではないかと考えている。1)ヒト角膜内皮細胞培養輸入角膜から角膜内皮細胞をデスメ膜とともにシート状に採取して、dishにて培養することに成功した。2)細胞増殖時期における転写抑制因子PLZFの発現をRT-PCRおよびreal-time PCRにて検討ヒト角膜内皮細胞を培養し、細胞密度50%、70%、90%、100%のそれぞれの時期に細胞を回収し転写因子(PLZF、BTB/POZ domain zincfinger transcription factor)の発現の有無および発現量について検討した結果、PLZF遺伝子発現は細胞増殖中には全く認められず、細胞密度が100%の増殖の停止した状態で認められ、さらに時間と共に発現量は増加した。3)PLZF遺伝子過剰発現による細胞増殖に対する影響の検討アデノウイルスvectorにてPLZF遺伝子を過剰発現させると、ヒト培養角膜内皮細胞の増殖が有意に抑制された。4)細胞間接着とPLZF遺伝子発現との関連性についての検討EDTAによって、すでに形成されている細胞間接着を一時的に解除し、その後新鮮な培養液にてincubationすることにより細胞間接着を再形成させた。経時的に細胞を回収してPLZF遺伝子の発現量を検討した結果、PLZF遺伝子発現は、細胞間接着が解除されると約1/20に発現量が減少し、その後細胞間接着の再形成に伴って、その発現量が回復することが分かった。これまでの結果より、PLZF遺伝子はヒト角膜内皮細胞の増殖抑制に関与していることが示唆された。さらに、その発現制御には細胞間接着の形成が関与していることが明らかになった。
高次捕食者情報を利用したCPUE解析の高度化と生態系変動履歴の復元

1952-2006年の東北沖漁業データを電子化し解析した結果、サバ、マイワシなど卓越魚種の交替に応じて総漁獲量と漁獲物多様性が逆パターンの経年変化を示したが、環境保護派がフィッシングダウンとして指摘する漁獲物栄養段階の顕著な低下は認められなかった。キタオットセイの胃内容データと生殖腺組織安定同位体の分析から、1980年代のマイワシ卓越期には高次捕食者の食物組成と栄養段階が変化し、食物網全体に構造変化が生じたことが推察された。本研究は東北沖の海洋生態系を対象とし,過去の漁業データを用いて複数漁法の多魚種CPUE(単位努力量あたり漁獲量)を解析する数理モデルを開発し,各魚種の相対豊度を推定する。それと並行して高次捕食者であるキタオットセイの35年に及ぶ摂餌生態資料を独立情報源として用いることでCPUE解析のバイアスを補正し,未利用生物資源までを含む各魚種の相対豊度の長期変動履歴を推定する。漁業データとして宮城県農林水産統計年報に掲載された魚種別漁法別漁獲量,努力量データを1955年から2005年まで50年分電子化した。しかし,年代によって漁業や魚種の名称や区分が異なり,東北沖以外の操業データを含むことが判明したため,宮城県塩竈市にて地域漁業の実態に詳しい専門家を招いてシンポジウムを開催し,データの統一に必要な情報を収集した。長期漁業データ解析の重要性を説いたシンポジウムでの基調講演を岩波書店の『科学』に投稿した。多魚種CPUE解析の基礎となるアロメトリー関係式とロトカ・ボルテラ型捕食関係を組み込んだ生態系モデルを開発した(日本水産学会にて口頭発表)。生態系構造の変遷を評価するために必要となる生物群集の類似度指数について文献レビューを行い,総説論文を執筆した(日本生態学会誌に投稿中)。19681998年のキタオットセイの個体別胃内容情報を整備し,餌生物種別の出現確率の年変化を解析した結果,餌生物の資源豊度の年変動を検出できる可能性が示唆された(水産海洋学会にて口頭発表)。ホルマリン保存されていた19692006年の組織標本を154検体分抽出し,一部について窒素安定同位体を分析した結果,日本近海における小型浮魚類の豊度変化(魚種交替)に応じた安定同位体比の変化を確認することができた(日本生態学会にて口頭発表)。宮城県の漁業統計データを1952年まで原本に戻って確認し,漁獲量や努力量を年代横断的に比較できるよう,魚種,漁業種類,経営規模の区分を階層的に整備した。データのまとめ方はモデル構造に直結するため,データ整備と生態系モデルのチューニングを並行して慎重に進めている。日本哺乳類学会て自由集会を主催し,データの収集と解析に関する知見を交換した。胃内容物の出現有無のロジスティックGLM解析から,キタオットセイが一部餌生物に対して成長段階差を示すことを確認した。この成果はキタオットセイの資源分配を理解する上でも重要な知見であり,日本哺乳類学会2010年大会で発表した。また,カイ2乗法による複数種胃内容物の出現解析は,データの独立性などの問題を含むことを確認し,多項分布モデルを用いた改良法を開発した。さらに,多項分布モデルが予測するゼロの頻度と,観測された空胃頻度の乖離が,採食環境に関する情報を提示する可能性が示唆された。キタオットセイの食物選好性について,過去の飼育実験結果を定量的に解析し直した結果,選好性は餌サイズやエネルギー含量と関係することを確認した(Italian Journal of Zoologvに投稿中)。また,キタオットセイの糞に基づく餌サイズ推定法を検証し,飼育下では耳石の消化が起こりやすく,餌サイズを過大評価する可能性があることを確認した(Mammal Studyに投稿中)。キタオットセイの長期保管組織標本から栄養段階の変遷を調べた結果,魚種交代におけるマイワシの卓越に応じて窒素同位体比が約1.5‰低下し,生態系の食物連鎖長短縮が起こった可能性が示唆された(国際シンポジウムで発表)。1952-2006年の宮城県沖漁業データを整備し,努力量あたり漁獲量(CPUE),漁獲i物の多様度指数,平均栄養段階(TL)の経年変化を計算するプログラムを作成した。総漁獲量は1960年代と1980年代が高く,多様度指数は逆に1970年代と2000年代が高かった。また漁獲物栄養段階は緩やかな減少傾向を示した。これらはPaulyらがフィッシングダウン説として示した漁業による資源枯渇と生態系破壊という単純な図式とは異なっており,サンマ,サバ,マイワシといった卓越魚種の交替を反映するものであった。1968-2006年に東北沖で捕獲されたオットセイ約5000頭の胃内容物と年,海洋環境,成熟段階等の関係をロジスティック・モデルにより解析し,餌生物の出現確率の経年変化を推定した。

サバ類は1970年代に,マイワシは1980年代に出現確率が上昇しており,魚種交代と一致する傾向が確認され,またハダカイワシ類などの非漁獲対象生物の変動も確認された。窒素安定同位体分析によりオットセイ雌獣の栄養段階を推定した結果,サバ類卓越期(19691980年)の3.9から,マイワシ卓越期(19871988年)には3.7に低下し,魚種交替に伴う食物連鎖長の短縮が確認された。この変化は漁獲物の平均栄養段階より急であり,漁業と高次捕食者では食物網の構造変化に対する応答が異なることが示唆された。以上の結果より,海洋生態系の経年変動にはトップダウン効果だけでなく,レジームシフトのようなボトムアップ効果の影響が大きく,漁業と生態系の関係も水域によって異なることが確認された。当初計画では漁業とオットセイの情報に基づく生態系モデル構築を想定したが,長期漁業データの不確実性が大きいため,調査データ等から生態系モデルを作成した上で,そこに漁業と高次捕食者の時系列情報を組み込む方が確度の高い推定が可能であり,そのアプローチから新たな研究展開に着手している。
多重分岐曲面の３次元多様体への埋め込み（グラフ理論と３次元多様体論の融合）

与えられた正則な多重分岐曲面が3次元球面に埋め込めるか、埋め込めないか判定することが最重要問題である。3次元球面に埋め込める多重分岐曲面については、先に定義した半順序に関して、極小元を決定付けることが目標である。一方、3次元球面に埋め込めない多重分岐曲面については、マイナーに関する極小元を決定して、クラトフスキーの定理の3次元への拡張を目標とする。Ryan Blair氏と結び目のモース位置について共同研究をした。結び目の連結和に関してheightは加法的であるという予想の反例を構成した。また、trunkとrepresentativityの間の不等式を導出した。また、一つ穴開きクラインの壺を張る結び目で、任意に高いrepresentativityを持つものを構成した。これらの結果は、論文「Height, trunk and representativity of knots」(arXiv:1709.07123)にまとめた。多重分岐曲面について、近傍の包含関係による順序を定義して、半順序集合を得ることを目標としていたが、現時点まで完成していない。この1年間、様々な視点から多重分岐曲面に順序を導入することを考え、試行錯誤してきた。最近、共同研究において、近傍同値の必要十分条件が得られたので、これをマイナーや近傍順序に反映させ、理論を推進していきたい。昨年度は、多重分岐曲面に対して順序を導入することに集中してきたが、満足できる結果が得られていない。今後は、若干方向性を変え、多重分岐曲面の分解に集中していきたい。Neumann--Swarupの「Canonical Decompositions of 3-Manifold」等を参考にしつつ、多重分岐曲面の標準的分解定理の証明を目標とする。また、分岐が1つの多重分岐曲面について、種数・境界数・スロープ・区域数を指標として、3次元球面への埋め込み可能性を分類していきたい。特に、種数1・境界数1の区域のみを持つ多重分岐曲面について、本質的な埋め込みを持つとき、区域数が高々5であることを示したい(Eudave-Munoz--Ramirez Lozada--Valdez Sanchez予想)。更に、acylindricalなものについては、高々2であることを示したい。イタリア・コルトーナでの学会出張において、宿泊費が予定より安く収まった為、残額として19,726円が生じた。今年度、ブラジル・リオデジャネイロで開催される国際数学者会議「ICM2018」での出張旅費に充てる予定である。2019年3月2226日に、広島大学に出張し、古宇田悠哉准教授と共同研究の打ち合わせを行った。出張経費は、2019年度の予算から計上した。この為、次年度使用額が生じてしまった。
定常反復法とクリロフ部分空間法の共演-線形計算の新しい展開を目指して-

本研究の目的は,現在の線形計算アルゴリズムの主流であるクリロフ部分空間法(共役勾配法等)に,収束が遅いため,昨今顧みられることのなかった定常反復法(SOR法等)を組み込んで,より高速な線形計算アルゴリズムを開発することである.本年度も昨年度に引き続いて,連立1次方程式の数値解法にかぎり,研究を進めた.具体的には,クリロフ部分空間法(ペトロフ・ガレルキン方式に基づく解法系(Bi-CG法,CGS法,Bi-CGstab法,Bi-CGstab2法,GPBi-CG法,GPBi-CG(ω)法),最小残差方式に基づく解法系(GMRES(k)法,GCR(k)法,QMR法))に,前年度は用いなかったADIによる前処理を組み入れた.しかし,ADI法はパラメータ設定が難しく,収束が非常に速くなる場合もあるが,逆もあり,頑健性に欠けるという結果となった.前年度の結果も踏まえると,実装の簡便さ,およびその頑健性からすると,反復回数一定のSOR法を前処理に用いるのが最も有効であるという結論となる.本年度は,基盤になるクリロフ部分空間法に関する研究も進めた.具体的には,対称行列用解法の共役残差法を非対称行列用に拡張した。従来は,共役残差法を,最小残差方式に基づく解法系と位置づけ,非対称行列用に拡張し,GCR法などが得られていた.本研究では,共役残差法を,ペトロフ・ガレルキン方式に基づく解法系として位置づけ,その非対称版(Bi-CR法と名づけた)を得ることに成功した.さらに,数値実験を通じてではあるが,ペトロフ・ガレルキン方式に基づく解法系の大本に当たるBi-CG法よりも良い収束性を示すことも確認した.本研究の目的は,現在の線形計算アルゴリズムの主流であるクリロフ部分空間法(共役勾配法等)に,収束が遅いため,昨今顧みられることのなかった定常反復法(SOR法等)を組み込んで,より高速な線形計算アルゴリズムを開発することである.本年度は,線形計算アルゴリズムのうち,連立1次方程式の数値解法に的を絞って,研究を進めた.具体的には,クリロフ部分空間法(ペトロフ・ガレルキン方式に基づく解法系(Bi-CG法,CGS法,Bi-CGstab法,Bi-CGstab2法,GPBi-CG法,GPBi-CG(ω)法),最小残差方式に基づく解法系(GMRES(k)法,GCR(k)法,orthomin(k)法))に前処理(不完全LU分解を用いた前処理,SOR法を用いた可変的前処理,反復回数一定のSOR法を用いた前処理,マルチグリッド法を用いた前処理)を組み入れ,クリロフ部分空間法と定常反復法の相性のよい組を探した.適用した問題は,Helmholtz方程式の境界値問題,van der Vorstの境界値問題,Joubertの境界値問題,領域分割法に現れる問題(この問題はマルチグリッド法に向いていないので,マルチグリッド法を用いた前処理は適用しなかった)である.その結果,つぎのようなことが判明した:1.最小残差方式に基づく解法系については,、反復回数一定のSOR法を用いた前処理が有効である.2.ペトロフ・ガレルキン方式に基づく解法系については,不完全LU分解を用いた前処理,反復回数一定のSOR法を用いた前処理,マルチグリッド法を用いた前処理のうち,どれが有効であるかは問題による.ただし,実装の簡単さ,およびその頑健性からすると,反復回数一定のSOR法を用いた前処理が最も有効であると考えられる.本研究の目的は,現在の線形計算アルゴリズムの主流であるクリロフ部分空間法(共役勾配法等)に,収束が遅いため,昨今顧みられることのなかった定常反復法(SOR法等)を組み込んで,より高速な線形計算アルゴリズムを開発することである.本年度も昨年度に引き続いて,連立1次方程式の数値解法にかぎり,研究を進めた.具体的には,クリロフ部分空間法(ペトロフ・ガレルキン方式に基づく解法系(Bi-CG法,CGS法,Bi-CGstab法,Bi-CGstab2法,GPBi-CG法,GPBi-CG(ω)法),最小残差方式に基づく解法系(GMRES(k)法,GCR(k)法,QMR法))に,前年度は用いなかったADIによる前処理を組み入れた.しかし,ADI法はパラメータ設定が難しく,収束が非常に速くなる場合もあるが,逆もあり,頑健性に欠けるという結果となった.前年度の結果も踏まえると,実装の簡便さ,およびその頑健性からすると,反復回数一定のSOR法を前処理に用いるのが最も有効であるという結論となる.本年度は,基盤になるクリロフ部分空間法に関する研究も進めた.具体的には,対称行列用解法の共役残差法を非対称行列用に拡張した。従来は,共役残差法を,最小残差方式に基づく解法系と位置づけ,非対称行列用に拡張し,GCR法などが得られていた.本研究では,共役残差法を,ペトロフ・ガレルキン方式に基づく解法系として位置づけ,その非対称版(Bi-CR法と名づけた)を得ることに成功した.さらに,数値実験を通じてではあるが,ペトロフ・ガレルキン方式に基づく解法系の大本に当たるBi-CG法よりも良い収束性を示すことも確認した.
有限代数群の表現論

例外群のunipotent Charactetの決定に向けて研究を行った。。Unipotent Characterの計算を実行するためには、hugztig予想に表われるスカラーを決定する必要があった。F_4型については上智大の篠田氏と共に以前の研究で決定できた。9月より11月にかけて、ドイツよりF. Lubeck氏が理科大に滞在し、芝同研究を行った。その中で、ほとんど全ての例外群に適用できる。よう簡単な方法が見つかった。そこで、目下.Lubeck氏と連絡を取りながら、コンピューターによる、unipotent Characterの計算に向けて準備をしている。実は、その前に、一般Creen関数の決定に関する.ある種の不定さを取り除く必要があり、その点も、今年度の研究で、大体結着がついた.コンピューターによる計算は、今年度は間に合わなかったが、unipotent Charactano採集決定に向けて多くの進歩が得られた。又、今年度は、有限Chevalley群の表現論の拡張として、複素鏡映群のHrcke環の研究を始め、かなり軌道に乗って来た.この研究は、unipotent Charactaの分解等の問題に新しい光を投げてくれることが期待できる.例外群のunipotent Charactetの決定に向けて研究を行った。。又、今年度は、有限Chevalley群の表現論の拡張として、複素鏡映群のHrcke環の研究を始め、かなり軌道に乗って来た.この研究は、unipotent Charactaの分解等の問題に新しい光を投げてくれることが期待できる.
「個別」と「普遍」を区別する理科指導法の開発

本研究は,小学校理科教師の発話において名辞の使用における「個別」と「普遍」の区別を自覚的に行い、同様の区別を児童に行わせるための指導法を開発することが目的である。科学的命題とは、全称命題として「普遍」に関わるものであるから、この区別は科学的思考の基盤である。教師の自覚的区別に対する実態調査を通して,「個別」と「普遍」の使い分けが厳密に行われていない実態が浮き彫りとなった。これを克服するためには、まず教師はこの使い分けの必要性を科学的思考の文脈において理解する必要がある。この理解は、個々に得られた実験や観察の結果から、児童自身がそれらの共通点を抽出するための支援となるはずである。平成26年度においては,理科授業実践場面における「個別」と「普遍」の混乱状況についての実態把握をおこなった。具体的には,理科担当教員を対象にした「個別」と「普遍」について問う質問紙調査を実施した。当初対象とした教員は高知県内の小中学校に在籍する理科担当教員(理科専科教員,学級担任で理科を担当する教員)であった。実際にはいの町立伊野小学校(研究協力者である斉藤竜夫教諭、石本浩子指導教諭が在籍。理科を主たる研究教科と設定している。)の全教職員、大月町立大月小学校(研究代表者が校内研の講師として指導。)の全教職員に対して質問紙調査を実施した。両校とも理科を学校の研究教科として設定しており、理科の研究授業を多く実施している。したがって、他の公立学校よりも理科授業指導に対する問題意識が高い。これらの研究推進校での質問紙調査の実施により、多くの成果が見出された。また、これらの質問紙調査と並行して、授業実践の蓄積も行われた。授業収録にあたっては、高知県内で実施される理科研究授業の中で、授業観察及び記録収集が許可されたものについてのみ実施した。また、研究代表者および協力者が自ら研究授業を実施したものも収録され、その分析が行われた。平成27年度においては,平成26年度に実施した質問紙調査における分析結果を学会等において発表した。具体的には、日本科学教育学会第39回年会において発表した。ここでは、理科の問題解決学習における「結果を考察し結論に至る」過程を指導者はどのように解釈しているか、教師は実際の理科授業に臨んでどのような点に困難さを感じているか、以上の2点についての報告をおこなった。この調査により、小学校理科における指導の問題点の一つである「結果を考察し結論に至る」過程における混乱の現状を把握することができた。なお、国際学会(1st international Conference 2015 Kathmandu, Nepal)は発表の予定であったが、2015年4月のネパール地震の発生により、中止となった。同学会は1年間延期されたが、本年度はこの学会において本研究に関する発表を行う予定である。また、協力者が自ら研究授業を実施したものも収録され、その分析が行われた。授業者は楠瀬弘哲指導教諭と国澤亜矢教諭である。楠瀬弘哲教諭による小学校第5学年「流れる水のはたらき」の研究授業においては、「個別と普遍の区別」に関する具体的な混乱の実例となる授業記録を収集することができた。また、国澤亜矢教諭による小学校第5学年「もののとけ方」の研究授業においては、「個別と普遍を区別する」ための具体的な手法の1事例の効果を検証することができた。以上のように、質問紙調査による「個別と普遍の区別」の混乱状況の明確化と、その混乱を解消するための具体的な手法の蓄積をさらに進めることができた。質問紙調査においては、個別」と「普遍」の混乱状況は主に「結果の考察」の場面において起きていること、考察から結論付けに至る場面において指導者によってその構成が異なっていることなどが明らかとなった。さらに、「結果の考察」の場面は、科学的な思考がよりよく育つ場面として多くの教員が選択しているが、指導が困難であると考えている教員も多いことが示されている。これらの混乱状況の裏づけとして、並行して実施している研究授業記録の収集においても、「個別と普遍の区別」に関する混乱が原因と思われる事例を収集することができた。例えば、2016年2月に収集した中学校第2学年「天気の変化」における「霧や雲の発生」の学習記録がそれに当たる。本授業では簡易的に作成したフラスコ内の曇りを「雲」として扱い学習を進めたが、生徒はこれらを普遍的な雲としてとらえることに大きな抵抗感を示した。これは、簡易的な実験を個別の現象として、雲の発生の仕組みを普遍的な規則性として明確に区別できなかったことが主な原因と考えられる。以上のように、通常教材研究や授業構成における工夫の不足等が原因として考えられていた問題点に、本研究で明らかにしようとしている「個別と普遍の区別」の明確化が関係しているのではないかという事例が見いだされた。これは、研究の最終年度において計画している「個別と普遍の区別」を意図した、理科のカリキュラム作成を進めるための重要な視点となりえる。このような知見をもとにして、さらに授業記録を収集していきたい。

本研究は,理科授業での教師と子どもの発話において「個別」と「普遍」の使い分けを自覚的におこなうための指導法を開発することが主な目的であった。まず,理科授業において「個別」と「普遍」の区別が明確に区別されているかどうかの実態調査をおこなった。理科授業において「個別」と「普遍」を教師が自覚的に区別しなければならない局面は,実験や観察をおこなった後の「結果」から「結論」を導く場面において顕在化する。しかし,「個別」と「普遍」の使い分けを厳密に区別した上で授業に臨んでいる理科教師は少ないことが明らかとなった。特に小学校理科授業においてその傾向が高かった。次に、前述の実証的調査の結果をもとに,「個別」と「普遍」の混乱解消のための具体的手法を検討した。具体的には,第4学年「電池の働き」,第5学年「メダカの成長」,第6学年「ものの燃え方」の単元における実践をもとに,その妥当性を検討した。その結果,実験や観察を通した具体的な結果や現象をできるだけ多く見いださせ,「個別」の事実として児童・生徒に明確に把握させること,その事実の共通点を抽出し差異点を捨象するという思考を児童・生徒自身に行わせること,これらの過程において「個別」と「普遍」を区別することを児童・生徒が意識的におこなうようになること,などが明らかとなった。これらの知見に基づき,「個別」と「普遍」の混乱を解消するカリキュラム作成をおこなった。特に実践研究を実施した単元を中心に,関連する学習内容について,各学年の系統をふまえたカリキュラムを作成した。本研究の目的であった「個別」と「普遍」の区別の明確化は,言い換えれば「科学的思考」の育成そのものである。このことから、本研究において見いだされた授業手法やカリキュラムは,理科で目標とされている「科学的な見方や考え方を養う」ことにも,大きく寄与するものとなった。本研究は,小学校理科教師の発話において名辞の使用における「個別」と「普遍」の区別を自覚的に行い、同様の区別を児童に行わせるための指導法を開発することが目的である。科学的命題とは、全称命題として「普遍」に関わるものであるから、この区別は科学的思考の基盤である。教師の自覚的区別に対する実態調査を通して,「個別」と「普遍」の使い分けが厳密に行われていない実態が浮き彫りとなった。これを克服するためには、まず教師はこの使い分けの必要性を科学的思考の文脈において理解する必要がある。この理解は、個々に得られた実験や観察の結果から、児童自身がそれらの共通点を抽出するための支援となるはずである。質問紙調査においては、当初高知市内の公立小学校での実施を予定していたが、高知市以外の公立学校での実施となった。しかし、質問紙調査を実施した2校とも理科を主たる研究教科として設定している学校であり、これらの学校で質問紙調査を実施できたのは大きな成果であった。質問紙調査の結果、「個別」と「普遍」の混乱状況は主に「結果の考察」の場面において起きていること、考察から結論付けに至る場面において指導者によってその構成が異なっていることなどが明らかとなった。さらに、「結果の考察」の場面は、科学的な思考がよりよく育つ場面として多くの教員が選択しているが、指導が困難であると考えている教員も多いことが示された。この点は、本研究によって明らかにされなければならない点の重要性を示したものであると考えられる。
日本語摩擦音・破擦音における母語話者別の知覚・生成範疇境界の研究

日本語または韓国語を母語とする話者において,破擦音[ts](ツの子音)と摩擦音[s](スの子音)の区別を,発声(生成)と聞き取り(知覚)の両面で調べた結果,(1)[ts]と[s]を区別する境界は,生成でも知覚でも「立ち上がり部の時間」と「定常部+立ち下がり部の時間」の2変数で表現できること,(2)日本語母語話者では,この境界が生成と知覚でほぼ一致するのに対し,韓国語母語話者では一致しないこと,(3)日本語母語話者の境界と韓国語母語話者の境界は,知覚ではほぼ一致するのに対し生成では一致しないことが分かった。日本語母語話者と韓国語母語話者において,無声破擦音[ts](ツの子音部分)と無声摩擦音[s](スの子音部分)とを区別する音響的特徴を知覚と生成の両面において解明すること目的とし,以下の4点において研究を進めた。1.日本語母語話者の音声生成:日本語母語話者による生成実験を実施し,破擦・摩擦の「立ち上がり部の時間」と「定常部+立ち下がり部の時間」の2変数が[ts]と[s]の区別に有効であることを明らかにした。この研究結果を日本音響学会および日本音声学会で発表した。2.日本語母語話者の音声知覚:日本語母語話者に対し[ts]から[s]に系統的に変化させた刺激セットを聞かせ[ts]と[s]の同定実験を行った。その結果,上記1で得られた変数,すなわち「立ち上がりの時間」と「定常部+立ち下がり部の時間」の2変数が知覚にも有効であることが分かった。この結果を日本音響学会で発表した。3.韓国語母語話者の音声生成:韓国ソウルにおいて韓国語母語話者による生成実験を実施し録音データを得た。その一部を解析し日本語母語話者のデータと比較・解析したところ,韓国語母語話者では[ts]と[s]の区別が曖昧であること,個人によっては両者の区別が明確な場合もあるが,その[ts]と[s]の境界は日本語母語話者とは異なること,さらに個人差が大きいことなどの傾向が見られた。この結果を国際会議INTERSPEECH2009で発表した。4.韓国語母語話者の音声知覚:韓国ソウルにおいて韓国語母語話者による[ts]と[s]の同定の実験を実施しデータの一部を得た。23年度に引き続き実験を行い,解析に十分な量のデータを得る予定である。以上から[ts]と[s]の区別には「立ち上がり部の時間」と「定常部+立ち下がり部の時間」という音響的特徴が知覚でも生成でも有効であることが明らかになり,さらにそれらが韓国語母語話者と日本語母語話者の比較にも有効であることが示唆された。日本語母語話者と韓国語母語話者において,無声破擦音[ts](ツの子音部分)と無声摩擦音[s](スの子音部分)とを区別する音響的特徴を知覚と生成の両面において解明すること目的とし,以下の3点において研究を進めた。1.日本語母語話者の音声知覚と音声生成:日本語母語話者による音声知覚と音声生成の実験結果を付き合わせて解析し,破擦音・摩擦音の「立ち上がり部の時間」と「定常部+立ち下がり部の時間」の2変数で表される[ts]と[s]の範疇境界が,知覚と生成でほぼ同じであることを明らかにした。この研究結果を日本音響学会およびPanAmerican/Iberian Meeting on Acousticsで発表した。2.韓国語母語話者の音声知覚:韓国語母語話者による[ts]と[s]の知覚実験を実施し,韓国語母語話者の[ts]と[s]の知覚には「立ち上がり部の時間」と「定常部+立ち下がり部の時間」の2変数が有効であることを明らかにした。3.日本語母語話者と韓国語母語話者の音声知覚:日本語母語話者における[ts]と[s]の知覚範疇境界と韓国語母語話者における[ts]と[s]の知覚範疇境界とを比較・解析した結果,両者がほぼ同じ直線で表され,かつ韓国語母語話者の知覚範疇境界のほうが日本語母語話者の知覚範疇境界よりも原点側に位置すること,すなわち韓国語母語話者では[s]の領域が広く,[ts]の領域が狭いことが明らかになった。日本語母語話者と韓国語母語話者において,無声破擦音[ts](ツの子音部分)と無声摩擦音[s](スの子音部分)とを区別する音響的特徴として,破擦音・摩擦音の「立ち上がり部の時間」と「定常部+立ち下がり部の時間」の2変数を用い,以下の3点において研究を進め成果を得た。

1.日本語母語話者の音声生成:日本語母語話者による[ts]と[s]の生成実験データの解析,および日本語音声データベースを用いた解析を実施し,[ts]と[s]の区別には時間領域における変数が重要であることと,周波数領域における変数は両者の区別に寄与しないことを明らかにした。この研究結果をICPhS XVIIで発表した。2.日本語母語話者の音声知覚と音声生成:日本語母語話者による音声知覚と音声生成の実験データを解析し,[ts]と[s]の範疇境界が知覚と生成でほぼ同じであることを,知覚・生成範疇境界による生成データの誤判別率を比較することによって定量的に明らかにした。3.韓国語母語話者の音声知覚と音声生成:韓国語母語話者による音声知覚と音声生成の実験データを解析し,[ts]と[s]の範疇境界が知覚と生成とで一致しないことを明らかにした。さらに韓国語母語話者の音声知覚範疇境界は日本語母語話者のそれと似ていること,および韓国語母語話者の音声生成範疇境界は日本語母語話者の音声知覚・生成範疇境界とは異なっていることを明らかにした。この研究結果を日本音声学会で発表した。以上の研究結果から,[ts]と[s]は時間領域の変数を用いて区別可能であること,および韓国語母語話者の[ts]と[s]の聞き取り能力は日本語母語話者とほぼ同じであるけれども,[ts]と[s]を区別して発声する能力は日本語母語話者とは異なっていることが明らかになった。
ナラ林帯における先史時代の植物性食料資源の集約ー北海道を中心としてー

北海道内の先史時代の遺跡から出された植物性遺物(堅果・果実・種子等)の確認と集成作業を行い、特にコナラ亜属(ミズナラ・コナラ・カシワ)のドングリとクリの利用開始時代に焦点をしぼって調査研究を行った。コナラ亜属のドングリについては、帯広市八千代遺跡(縄文早期)からミズナラの子葉とキハダの果実が出土しており、早期の初め頃からミズナラのドングリが食料として利用されていたことがあきらかとなった。食用にあたっては煮沸によった加熱処理によるアク抜き処理を行っていたというよりは、キハダ等の果実や動物性蛋白・脂肪をともに煮た、アイヌ民族にみられる利用方法をとっていたことが考えられる。ミズナラ等のドングリが出土した縄文時代早期の遺跡は、他に豊頃町高木1遺跡、札幌市S256遺跡がある。以後、アイヌ文化期の遺跡(中世)まで、ドングリが食料資源の一部として利用されていた。クリの堅果は縄文前期後葉(サイベ沢I、II式土器あるいは円筒下層c,d式土器)の木古内町新道4遺跡、鶴岡2遺跡のフラスコ型ピット、住居址内から初めて出土する。これは津軽海峡を挟んだ対岸の、青森県内では最古の出土例となっている。青森市浪館平岡遺跡(円筒下層c,d式士器)とほぼ同時期の出土例で、青森県内での出現時期と時間差がなく道内に達していたことがあきらかとなった。クリは北海道に自生していたものではなく、本州から持ち込まれたもので、以後、中期末頃までには道尖部の登別市付近にまで分布を拡大し(同市千歳5遺跡)、後期から晩期初頭頃までに千歳市や(美々4遺跡)、小樽市(忍路さ場遺跡)付近まで達していたことがあきらかとなった。その背後には、人間による保護管理や移動があったと推定される。
カスケード型環化反応による細胞毒性生体機能オキサスクアレノイドの合成

生体機能分子の生合成において、非環状前駆体から連続的なカスケード型環化反応などにより複雑な多環状分子が一挙に構築される姿は芸術的であり有機化学者を魅了させる。例えばステロイドのようなトリテルペンはスクアレン前駆体から、海洋毒ブレベトキシンのようなポリエーテルはポリエポキシド前駆体から、連続環化により一挙に生合成されることが提唱されている。本研究課題で取り上げた生体機能分子は、生合成的にはスクアレンのポリエポキシドが連続環化したと考えられる細胞毒性トリテルペンポリエーテルでオキサスクアレノイドと呼ばれている。これらの分子を生合成仮説を考慮して、スクアレン誘導体のポリエポキシドから連続的カスケード型環化反応によって効率的に全合成するルートを開発することに挑戦することが本研究課題の目的である。本年度においては、紅藻Laurencia obtusaから単離、構造決定されたTHF環が連続的に3つ連結したテウリレンに挑戦した。仮想生合成前駆体と同じ立体配置を有するモデル基質テトラエポキシドを、ゲラニオールを出発物質としてSharpless及びShiの不斉エポキシ化により立体選択的にエポキシドを構築した後、オレフィンメタセシスによる二量化、均一系触媒を用いた水素化をキーステップとしてエナンチオ選択的に構築する合成法を確立した。このテトラエポキシドをTHF-水中トリフルオロメタンスルホン酸で処理すると5-exo-tetモードのカスケード型環化反応が一挙に進行し、テウリレンと同じ立体配置を有する3環性生成物が立体選択的に生成することを見い出した。
超臨界雰囲気下における液体の微粒化と燃焼の研究

超臨界雰囲気下における液体燃料の微粒化と燃焼に関して次の三項目の研究を行った。1.ディーゼル噴射弁による高圧下での微粒化現象の観察と平均粒径の計測これは高圧下での噴霧の平均粒径の測定技術の確立を主目的とした研究である。まずフランホーヘル回折を応用した市販の計測装置を使用し、高圧下で非接触の粒径測定を行った。次に同じ原理にもとづいた非定常噴霧の計測システムを開発し、高圧、高温下で蒸発の途中の噴霧の平均粒径の計測を行った。その結果、高圧下での微粒化特性および蒸発途中での平均粒径の変化等の新しい知見を得ることができた。2.うず巻噴射弁による高圧下での微粒化現象の観察と平均粒径および噴霧の流動特性の計測高圧下でのうず巻噴射弁の特性を調べ、圧力が3.0MPaまでは噴霧角が減少する傾向にあるが、それ以上背圧が増加すると、中空形の噴霧から中実形の噴霧に分散状態が変化し、噴霧角が逆に増加する傾向にあることが明らかになった。また高圧下での平均粒径の変化を実験式で表現した。3.輝炎ふく射や炭素微粒子の排出を未然に防ぐための新しい不輝炎燃焼法の開発これは最終的に高圧下で燃焼させた場合の問題点として予想される輝炎ふく射と炭素微粒子の排出に対する対策であり、今回は大気圧下でのBlue Flame燃焼法を開発した。また、排出ガス分析、高圧下での燃焼実験も一部行い、基礎データを収集した。
全球雷放電・高高度放電発光現象活動の観測と地球電流系モデルに対する考察

近年の大気電気学分野における重要な研究項目の一つとして、従来から存在が指摘されていたが、その全容が未だ解明されていない大気圏における電流回路(Global Electric Circuit:以下グローバルサーキット)の存在が挙げられる。同回路内においては対流圏下部から電離圏下部に向かって常時1-2kAの上向き方向の電荷移動が存在し、その電流駆動源として雷放電活動、降雨活動などが想定されている。しかし、どのプロセスがどの程度の電荷移動を駆動しているのかという定量的評価は十分に行われていない。本年度、申請者の研究における主目的は、同回路における電流駆動源としての全球落雷活動を実験的見地から評価する事である。全球落雷活動による電荷移動量を推定する上では、各落雷に対する位置推定と共に、極性・エネルギーに対応する電気的規模(中和電荷モーメント:Qdl)の導出が必要不可欠である。Qdlの導出には、ELF/VLF帯電磁場データの解析が本質的アプローチと言える。従来研究では、巨大雷(|Qdl|>2000C-km)の全球活動が約700kmの位置推定精度で導出されているが、主たる電流の担い手と考えられる非巨大落雷は推定位置・Qdlの計算精度の問題から解析対象とされていない。そこで申請者は、落雷活動モニタリングに必要な新アルゴリズムの開発を行い、所属グループ保有の世界4観測点による1-100Hz帯磁場観測網データと、申請者が新規構築したアジアVLF帯電磁場計測網データに適用した。結果、前者からは比較的小規模な落雷(|Qdl|>470C-km)の全球分布を、後者からは200C-km以上の落雷活動をアジア域に限って導出する事を可能にした。結果、非巨大雷を含めた落雷活動の詳細な時空間変化に対する考察を可能にしたと共に、世界に先駆けて非巨大落雷を含めた落雷活動による電荷移動量の定量的評価を行った。同結果を第128回地球電磁気・地球惑星圏学会(那覇)にて発表し、優秀発表学生に選出された。同回路内においては対流圏下部から電離圏下部に向かって常時1-2kAの上向き方向の電荷移動が存在し[Ogawa et al.,1977]、その電流駆動源として雷放電活動、雷雲活動、降雨活動が想定されている。本年度、申請者の研究における主目的は、電流駆動源としての全球落雷活動のグローバルサーキットへの寄与を実験的見地から定量的に考察する事にあった。全球落雷活動による電荷移動量を推定する上では、個々の落雷に対する位置推定と共に、極性、そしてエネルギーに対応する電気的規模(中和電荷モーメント:Qdl)の導出が可能であるELF帯電磁場データの解析が本質的アプローチと言える。従来研究では、巨大雷(|Qdl|>1000C-km)の全球活動が約700kmの位置推定精度で導出されているが、主たる電流の担い手と考えられる非巨大落雷は推定位置・Qdlの計算精度の問題から解析対象とされていない。そこで申請者は、非巨大落雷を含んだ全球落雷活動モニタリングに必要な新アルゴリズムの開発を行い、所属グループが保有する世界4観測点による1-100Hz帯磁場観測網データに適用した。結果、比較的小規模な落雷(|Qdl|>470[C-km])の全球分布を670kmの位置推定精度で導出することを可能にした。この成果により、従来研究の10-30倍の検出感度で全球落雷分布の導出を行い、非巨大雷を含めた落雷活動の詳細な時空間変化に対する考察を可能にしたと共に、世界に先駆けて全球の非巨大落雷を含めた落雷活動による電荷移動量の三次元的構造を示した。同結果を第126回地球電磁気・地球惑星圏学会(金沢)にて発表し、優秀発表学生に選出された。

そこで申請者は、落雷活動モニタリングに必要な新アルゴリズムの開発を行い、所属グループ保有の世界4観測点による1-100Hz帯磁場観測網データと、申請者が新規構築したアジアVLF帯電磁場計測網データに適用した。結果、前者からは比較的小規模な落雷(|Qdl|>470C-km)の全球分布を、後者からは200C-km以上の落雷活動をアジア域に限って導出する事を可能にした。結果、非巨大雷を含めた落雷活動の詳細な時空間変化に対する考察を可能にしたと共に、世界に先駆けて非巨大落雷を含めた落雷活動による電荷移動量の定量的評価を行った。同結果を第128回地球電磁気・地球惑星圏学会(那覇)にて発表し、優秀発表学生に選出された。