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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
授業形態 対面授業
授業の形態 対面授業
授業概要 気象学に関する研究は、大量のデータを取り扱う必要がある。そのためプログラミングや気象解析ソフトに習熟する必要がある。本実習では、FORTRANを用いた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を用いた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＞（括弧の数字は授業回を表す）
・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。（1-5）
・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。（6-7）
・相当温位を計算することができる。（8）
・移流型方程式を数値的に解くことができる。（9-10）
・１次元乾燥対流モデルをつくることができる。（11）
・１層プリミティブモデルをつくることができる。（12-14）
・計算結果を図化することができる。（15）

＜学科プログラム（JABEE認定プログラムを含む）の学習・教育到達目標＞
「（G）地球科学の専門知識を修得する」に寄与する。

＜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DP3及びCP3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DP6及びカリキュラムポリシーCP9に対応し、学科プログラム（JABEE認定プログラムを含む）の学習・教育到達目標「(F)地球科学の専門技術を修得する」（1-15）に寄与する。
授業の形式 講義、演習
授業の方法 ・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。
・実習中の指導や助言を通じて、教員からのフィードバックを行う。
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。(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）
【授業形態】対面授業
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。(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）
【授業形態】対面授業
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。(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）
【授業形態】対面授業
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。(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）
【授業形態】対面授業
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。(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）
【授業形態】対面授業
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）。(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）
【授業形態】対面授業
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）。(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）
【授業形態】対面授業
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。(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）
【授業形態】対面授業
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。(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）
【授業形態】対面授業
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。(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）
【授業形態】対面授業
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。(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）
【授業形態】対面授業
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）。(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）
【授業形態】対面授業
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）。(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）
【授業形態】対面授業
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。(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】レポートを作成し提出する （4時間）
【授業形態】対面授業
15 コンピュータを用いた方程式の解法について実習する。(A-4)
【事前学習】FORTRANプログラミングの復習をしておく （1時間）
【事後学習】レポートを作成し提出する （4時間）
【授業形態】対面授業
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:第14回および第15回に課すレポート(30%)、授業参画度:各回の課題(70%)
●評価の基準
（各回の課題）
・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（20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（5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（5点）。
・１層プリミティブモデルをつくることができる（15点）。
・計算結果を図化することができる（5点）。

（レポート）
・数値シミュレーションの結果を解釈することができる（10点）
・方程式を解くFORTRANプログラムを作成することができる（20点）

各回の課題提出とレポートに基づき、上記を総合的に判断し60点以上を合格とする。
オフィスアワー 質問等はメールで随時受け付ける
備考 履修条件ではないが、気圏科学実習１（気象学実習１）を受講していることが望ましい

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