授業科目

環境学
Environmentics

担当者

教授   杉本 剛
後 金1/金2

単位

2

到達目標

 本講義はカリキュラム・ポリシーおよびディプロマ・ポリシーをふまえて設計されており、受講生は、環境をシステムとして扱い、計算機シミュレーションを通じて、環境問題を科学的かつ定量的に捉える癖をつけ、持続性のある社会構築に不可欠な環境問題に関わる意思決定の課題を理解し、次世代の社会づくりに主体的に取り組む行動力を自ら育成する。

授業内容

1.環境システムのモデル化(入力と出力およびそれらの間の関係性として環境をとらえる。)
2.計算機シミュレーション(モデル化で導いた関係について計算機を用いて数値解析する。)
3.グラフィクス表現と理解(結果をわかりやすく図解して、それを解釈する。)

授業計画

予め、次回のトピックスについて調べておくことは授業理解の一助となる。また、受講内容の完全理解は必須であるので、毎回復習すること。予習復習の時間は週当たり4時間程度は必要である。ノート提出あります。

1.システムとしての環境(シラバスの記載事項について確認する)
  本講義で必要とされる既習の事項について復習する。
  環境システムの代表的なモデルの特性について述べる。
2.開放系システム:遊水池の役割
  開放系モデルの例として、遊水池の役割について学ぶ。
  ・演習1:降雨量とオーバーフローの関係の考察
3.開放系システム:酸性雨のメカニズム
  開放系モデルの例として、酸性雨の発生機構について学ぶ。
4.確率的モデル:気温の揺らぎ
  気温の揺らぎを、乱数を使ってシミュレートする。
  ・演習2 :都市の熱容量と日照量の推定とそれに基づくシミュレーション
5.確率的モデル:風力発電
  風の吹き方の確率モデルと風車の性能について学ぶ。
6.フィードバックシステム:傾斜地の風化・疫病の伝播
  フィードバック系として、傾斜地の風化や疫病の伝播を考察する。
7.フィードバックシステム:湖の物質循環
  内陸の孤立した湖を例にとり、リンの循環について考える。
  ・演習3:富栄養化とリン循環との関係の考察
8.拡散現象:地下水系の働き
  地下水系の挙動の解析を行い、その働きについて考える。
  ・演習4:地下水の汚染問題の解析(宿題)
9.拡散現象:大気中への物質の拡散
   大気中へ汚染物質が拡散する様子をシミュレーションする。
10.拡散現象:海洋の温度分布
   拡散方程式を用いた海洋の温度分布の解析を行う。
11.相互干渉:孤立した環境における人と生物の競合
   環境条件と生物の生存競争の干渉を非線形系モデルで解析する。
   ・演習5:生物絶滅のシミュレーション
12.相互干渉:温室効果
   温室効果の機構について、シミュレーションを通じて学ぶ。
13.相互干渉:デイジーワールド
   生物と惑星の共進化のモデル・デイジーワールドを考察する。
   ・演習6:短期定常解の挙動についての考察
14.エントロピーの役割
   地球圏の水循環とエントロピー廃棄について学ぶ。

授業運営

 大学初年度級の解析学、幾何学、物理学および情報処理は既習とみなして授業を進める。ノート提出を要求する。

評価方法

 演習で4割程度、期末試験で6割程度を評価する。提出されたノートの出来栄えも評価に反映させる。3回以上欠席した者は評価の対象としない。

オフィスアワー

 月曜日14:30-16:10@23-531(教授室)

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