| 科目名 |
地球システム |
| 担当教員 |
石本 美智 |
| 対象学年 |
2年,3年 |
クラス |
学部：専門001 |
| 講義室 |
Ｂ１０７ |
開講学期 |
２学期 |
| 曜日・時限 |
火４,金４ |
単位区分 |
選択 |
| 授業形態 |
一般講義 |
単位数 |
2 |
| 準備事項 |
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| 備考 |
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| 授業の詳細1 |
講義の目的
地球で起こる複雑な現象は、いろいろな共通の性質を持つサブシステム(大気、海洋、固体地球、生態系、人類、エネルギー・・・)に分割できる. この講義の目的は、人口問題、エネルギー資源問題と地球温暖化の課題を 実際のシステムを使って、システムの概念とその中のサブシステムの相互作用を理解する.
講義の進め方（概要）
講義は、第1部：人口と資源消費（量の時間変化）、第2部：地球温暖化(エネルギーの時間変化)からなる. 各課題で２試験を行う.最初の試験は、講義のなかで重要な概念の理解ができているかどうかを試験する. 試験の次の講義は、学生の答案から、理解されてない概念について解説する.2回目の試験は理解確認のために行う.
達成目標
地球を構成しているサブシステムの基本的な性質(保存則、開放系、フィードバック、安定性)をもとに地球を「システム」として理解し、時間変化を公式化して、未来を予測する.
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| 授業の詳細2 |
講義計画
1．概論： システムとスケール
システムの概念を紹介し、システムをサブシステムが相互作用しているものとして捉える. サブシステムの分け方として、時間と空間のスケールについて解説する. システムのなかで 質量とエネルギーの保存則を考える.
キーワード：システム、サブシステム、質量保存則、質量とエネルギーの保存則、流束
2．システムの時間変化①人口増加
システムの時間変化の1例として、人口増加を取り上げる.過去の人口統計を基に、人口増加を指数関数として捉え、未来の人口を予測する.
3．システムの時間変化②資源消費
限りある資源の過去の生産量と推定埋蔵量から、未来の消費量を展望する.
4．システムの時間変化③人口算定曲線
人口増加に伴う、環境変化を考慮した人口予測を行う.
5．人口学
人類の人口増加要因を考え、現在の人口問題を解説する.
6．試験1-1
システムとスケールの概念と、人口予測問題.
7．試験1-1の解説
試験１ の答案から、学習が不十分を思われる点を強調して、解法を紹介する.
8．試験 1-2
試験1-2は、試験1-1と同じ概念を使う問題から構成されている.
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| 授業の詳細3 |
9．GAIA 入門
地球環境の調節メカニズムを学ぶために、仮想惑星GAIA上のシステムを考える.
10．地球システムとその機能 ： システムアプローチ
地球温暖化の問題を考えるために、惑星としての地球の熱収支を考える.システムの定義と構成成分の結合について解説する.システムが、微小変動に対する対応の仕方を考える. 開放系についても考える.
キーワード：放射平衡、アルべド、ステファンーボルツマンの法則、平衡と非平衡、安定と不安定、相互作用、フィードバック、ループ、ガイア、孤立系、システムの安定性、正の結合、負の結合、フィードバック
11．デイジーワールド
システムの簡単な例として.デイジーだけが生物という特殊な惑星を考える.気温変化のデイジーの生育との係わり合いを考える.
12．気候システム
地球の気候システムの中で地球温暖化問題を捉えて解説する.
13．試験2-1 地球システムとその機能
14．試験 2-1 の答案から、学習が不十分を思われる点を強調して、解法を紹介する.
15．試験2-2は、試験2-1と同じ概念を使う問題から構成されている.
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| 授業の詳細4 |
成績評価：
4試験の点数
AA : 95%以上
A : 80-94%
B : 70-79%
C : 60-69%
F : 60% 未満
◇テキスト
なし
参考書：
地球システム科学の基礎 T.E. Graedel, P.J. Crutzen 学会出版センター
◇履修上の注意
備考：指数関数について復習しておくこと.
履修前の受講が望ましい科目：応用数学、基礎物理I, 基礎物理II.
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| 授業の詳細5 |
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| 授業の詳細6 |
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| 授業の詳細7 |
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| 授業の詳細8 |
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| 授業の詳細9 |
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| 授業の詳細10 |
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