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気圏科学実習２

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令和２年度以降入学者 気圏科学実習２
令和元年度以前入学者 気象学実習２
教員名 三隅良平
単位数    1 学年    3 開講区分 文理学部
科目群 地球科学科
学期 後期 履修区分 選択必修
授業の形態 対面授業
BlackboardコースID：20224305
授業概要 FORTRANを用いて気象データの解析や、気象モデルを作成する演習を行う
授業のねらい・到達目標 ＜授業のねらい＞
FORTRANを用いて気象データの解析や、気象モデルを構築する演習を行う。演習を通じて、FORTRANプログラムを自ら作成する能力を身につけるとともに、気象モデルに用いられる数値計算法を理解する。

＜到達目標＞
・降水量、気温、風向風速の統計処理をするプログラムを作成することができる。
・台風に関する統計処理をするプログラムを作成することができる。
・相当温位を計算することができる
・移流型方程式を数値的に解くことができる。
・１次元乾燥対流モデルをつくることができる。
・１層プリミティブモデルをつくることができる。
・計算結果を図化することができる。

＜日本大学教育憲章との関係＞
・日常生活における現象に潜む科学的知見を発見し、専門知識に基づいて解決案を作成できる（A-4-3）

＜ディプロマポリシーとの関係＞
この科目は文理学部（学士（理学）のD4P及びCP4に対応しています。
なお、この科目は旧カリキュラム（令和元年度以前入学者が対象）においては、ディプロマポリシーDP4及びカリキュラムポリシーCP4に対応している。
授業の方法 授業の形式：【講義，演習】
・毎回の授業の前半でプログラミングに関する講義を行い、後半では課題に対するプログラミングの演習を行う

＜対面授業に参加できない学生の代替方法と要件＞
対面授業に参加できない場合は、以下の要件を満たし、事前にBbのメールで申し出た学生においては、別途動画の視聴を用意するので速やかにその旨を申し出ること。
代替を認める要件:
　日本に入国できない留学生、遠方に居住し文理学部に通学することが困難な学生。
履修条件 気圏科学実験１（気象学実習１）を受講していることが望ましい
授業計画
1 プログラムのコンパイルと実行方法について学習し、プログラムの作成について実習する。
【対面授業】（A-4）
【事前学習】FORTRANについて調べておく （1時間）
【事後学習】各自が所有するPCにFORTRAN90を実行できる環境をつくる （4時間）
2 摂氏温度を華氏温度に変換するプログラムについて学習し、プログラムの作成について実習する。
【対面授業】（A-4）
【事前学習】FORTRANで用いられる変数の型を調べておく （1時間）
【事後学習】摂氏温度を華氏温度に変換するプログラムを作成する （4時間）
3 気象庁アメダスの降水量データについて統計解析をするプログラムについて学習し、プログラムの作成について実習する。
【対面授業】（A-4）
【事前学習】FORTRANで用いられる入出力処理を調べておく （1時間）
【事後学習】授業で取り扱ったアメダス観測地点以外の場所について、降水量の統計解析をするプログラムを作成する （4時間）
4 気象庁アメダスの気温データについて統計解析をするプログラムについて学習し、プログラムの作成について実習する。
【対面授業】（A-4）
【事前学習】データを値の大きい順、小さい順に並べるプログラムの作成方法を考えておく （1時間）
【事後学習】授業で取り扱ったアメダス観測地点以外の場所について、気温の統計解析をするプログラムを作成する （4時間）
5 気象庁アメダスの風向風速データについて統計解析をするプログラムについて学習し、プログラムの作成について実習する。
【対面授業】（A-4）
【事前学習】FORTRANで用いられるif文について調べておく （1時間）
【事後学習】授業で取り扱ったアメダス観測地点以外の場所について、気温の統計解析をするプログラムを作成する （4時間）
6 台風ベストトラックデータについて統計解析をするプログラムについて学習し、プログラムの作成について実習する（その１）。
【対面授業】（A-4）
【事前学習】台風ベストトラックデータについて調べておく （1時間）
【事後学習】最低気圧が低い順に３つの台風を選び出すFORTRANプログラムを作成する （4時間）
7 台風ベストトラックデータについて統計解析をするプログラムについて学習し、プログラムの作成について実習する（その２）。
【対面授業】（A-4）
【事前学習】EXCELでグラフを作成する方法を調べておく （1時間）
【事後学習】授業で取り扱った以外の台風について、経路をグラフに描く （4時間）
8 気象庁メソスケールモデル（MSM）の出力値から相当温位を計算するプログラムについて学習し、プログラムの作成について実習する。
【対面授業】（A-4）
【事前学習】相当温位について調べておく （1時間）
【事後学習】授業で取り扱った以外の時刻について相当温位を計算し図化する （4時間）
9 移流型方程式の解法（１次元）について学習し、プログラムの作成について実習する。
【対面授業】（A-4）
【事前学習】移流型方程式について調べておく （1時間）
【事後学習】一方向に状態が移流するプログラムを作成する （4時間）
10 移流型方程式の解法（２次元）について学習し、プログラムの作成について実習する。
【対面授業】（A-4）
【事前学習】移流型方程式について調べておく （1時間）
【事後学習】2次元に状態が移流するプログラムを作成する （4時間）
11 １次元乾燥対流（運動方程式と熱力学方程式の連立）について学習し、プログラムの作成について実習する。
【対面授業】（A-4）
【事前学習】対流について調べておく （1時間）
【事後学習】１次元乾燥対流モデルを作成する （4時間）
12 １層プリミティブモデル（仮想地形）について学習し、プログラムの作成について実習する（その１）。
【対面授業】（A-4）
【事前学習】１層プリミティブモデルについて調べておく （1時間）
【事後学習】仮想地形を用いた１層プリミティブモデルを作成する （4時間）
13 １層プリミティブモデル（仮想地形）について学習し、プログラムの作成について実習する（その２）。
【対面授業】（A-4）
【事前学習】１層プリミティブモデルについて調べておく （1時間）
【事後学習】仮想地形を用いた１層プリミティブモデルを作成する （4時間）
14 １層プリミティブモデル（実地形）について学習し、プログラムの作成について実習する。
【対面授業】（A-4）
【事前学習】１層プリミティブモデルについて調べておく （1時間）
【事後学習】実地形を用いて１層プリミティブモデルを実行する （4時間）
15 １層プリミティブモデル（GrADSを用いた図化）について学習し、プログラムの作成について実習する。
【対面授業】（A-4）
【事前学習】GrADSについて調べておく （1時間）
【事後学習】１層プリミティブモデルの計算結果をGrADSで図化する （4時間）
その他
教科書 特になし
参考書 参考図書については随時紹介する
成績評価の方法及び基準 レポート:期末における課題(30%)、授業参画度:各回の課題(70%)
・降水量、気温、風向風速の統計処理をするプログラムを作成することができる（10点）。
・台風に関する統計処理をするプログラムを作成することができる（10点）。
・相当温位を計算することができる（10点）。
・移流型方程式を数値的に解くことができる（10点）。
・１次元乾燥対流モデルをつくることができる（10点）。
・１層プリミティブモデルをつくることができる（40点）。
・計算結果を図化することができる（10点）。

各回の課題提出および期末における課題提出に基づき、上記を総合的に判断し60点以上を合格とする。

対面授業に参加できない学生についても、各回および期末の課題提出により、同様の評価を行う。
オフィスアワー 質問等はメールで随時受け付ける

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