豊葦原中津谷のニニギ

食糧自給率の向上を目指して! (2100年の日本へワープ)

<<豊葦原中津谷のニニギ>>

「なぜ、この谷のように暮らせぬのか」
腐海という危機を前にしても戦争に明け暮れる諸国を、ユパはこう嘆いています。
現在の地球が置かれている状況は、この台詞に表されているように思えませんか。
ならば、風の谷のように暮らしてみよう。
私なりの解釈の元、片田舎で自給自足型農業を始めることを決意したのです。

                              いむたかつみ

5ヶ月前にも書いていましたが、
予告していましたように横浜研究所の一般公開に行ってきました。

JAMSTEC横浜研究所MAP

JAMSTEC横浜研究所タイムテーブル

恥ずかしながら、少々道に迷いながら辿り着きました。
到着後も、自分の好奇心の赴くままに歩き回ったので、今回も写真があまりありません。
数少ない写真の中から、毛色の異なる写真を一つ。

JAMSTEC横浜研究所ビオトープ

これは、JAMSTEC横浜研究所内の中庭にあるビオトープ(と私は思っている)です。
これを使った研究があるかは私は知りませんが、何が棲んでいるのか気になるところです。

JAMSTECの研究分野は、驚くほど広いのです。
正式な名称(海洋研究開発機構)には「海洋」が付きますが、
海だけでなく、氷上、空中、陸上まで、海象、生物、鉱物、地質、気象など、
ありとあらゆる自然を相手に研究していますね。

そんな一つ、陸上を対象とした研究では、森林の成長のシミュレーションがありました。
(写真はありません (*´ェ`*) )
熱帯雨林と亜寒帯の気象条件を入れ、シミュレーションをしていました。
基本的には、熱帯の降雨帯は熱帯雨林への変化圧力が掛かっているようです。
ですが、
熱帯雨林が伐採されると、地表の保水力が下がり、太陽光の反射能も高くなるので、
砂漠化への変化圧力が掛かってしまいます。
また、熱帯雨林ではリン酸が不足しているので、回復力も強くないようです。

残念ながら、このシミュレータではリン酸等の初期条件は設定できないそうで、
まだまだ発展途上なのだそうです。
初期条件の設定項目が増えれば、
砂漠の緑化や熱帯雨林の維持・保護にも応用が可能なのだと思います。
今後の改良を期待したいと思います。
 

前回は、開花までの累積気温が4000Kから10000Kくらいで、東京の桜開花と札幌の桜開花のグラフが交差することを突き止めました。
その時の気温は、5℃から8℃くらいでした。
ただ、各年の差があり、正確に決めることができませんでした。
 
今回は、1953年から2013年までの71年分のデータを用いて、各年の桜開花日を起点に、71年分の平均気温と累積気温の関係をグラフにしてみました。
それが、次のグラフです。

桜開花予測解析トータルグラフ5-1


さすがに、71年分の平均ですので、かなり滑らかなグラフになりましたが、交差する辺りでは東京と札幌のグラフが接近しているので、正確な値を読み取ることは難しいところです。
そこで、三次式の最小二乗法を用いて、近似することにしました。

桜開花予測解析トータルグラフ5-2


なぜ、三次式を用いたかは、次回以降に持ち越すとして、上のグラフを見てわかるように、完璧ではないにしてもマズマズの近似ができていることがわかります。
特に、東京のグラフと札幌のグラフが交わる辺りは、かなりいい感じです。
そこで、実績線を消して近似式の線のみとし、交点をわかりやすくしてみました。

桜開花予測解析トータルグラフ5-3




このグラフの交点は、およそ4730K、7.8℃付近にあります。
誤差は、かなりあるだろうと思います。
当然、検証すべきですが、今回は、実際の進度とほぼ同じペースでblog公開を行っているので、最後まで一気に進めた後で検証を行うことにすることにします。
 
桜の開花の法則は、今回で終了とします。
ここまでの結論は、以下です。
 
桜は、
平均気温が7.8℃を超えた日を起点に、
日々の気温(絶対温度)の累積値が4730Kに達した日に、
開花する。

と言ってしまいましたが、
ちょっとおかしいことに気付いてしまいました。
 
4730Kと言うことは、
7.8℃が続いたとして、16日程度で桜が開花することになります。
でも、20℃が続いたとしても、16日程度で桜が開花することになります。
桜の開花は、気温に敏感なことが知られていますが、その事実と相容れないことが分かります。
 
絶対零度を基準にすると、通常の気温差は相対的に小さくなり、気温変化が影響しにくくなることが問題でした。
そこで、絶対零度以外の基準(ベース温度)を探すことにしました。
 
まず、桜(ソメイヨシノ)の北限を調べました。
桜の北限は、北海道の美唄市の東名公園だそうです。
美唄市は、月平均気温が氷点下10℃をギリギリのところで切りません。
どうやら、氷点下10℃が、桜の絶対零度のようです。
 
そこで、氷点下10℃を基準に、累積気温を調べてみました。

そこで、氷点下10℃を基準に、累積気温を調べてみました。

桜開花予測解析 平均気温ー10℃



近似式は、若干の細工を加えましたが、
桜は、平均気温が9.8℃を超えた日を起点に、日々の気温(-10℃基準)の累積値が157℃に達した日に、開花する
との結論を得ました。
この条件の場合、9.8℃のままなら8日程度、15℃なら6日程度で開花する計算です。
 
 
念のため、最高気温の累積気温でも調べてみました。
基準気温は、-10℃で計算しました。

桜開花予測解析 最高気温ー10℃



近似式は、若干の細工を加えましたが、
桜は、最高気温が13.2℃を超えた日を起点に、日々の気温(-10℃基準)の累積値が300℃に達した日に、開花する
との結論を得ました。
この条件の場合、13.2℃のままなら13日程度、18℃なら11日程度で開花する計算です。
 
 
これで、三つの法則(案)ができました。
このどれが、桜の開花を決める要素なのか、私にもわかりませんでした。
ですので、この三案は、キープとして、先に進めることにします。

JAMSTEC横浜研究所の一般公開に行ってきました。
 

JAMSTEC1

鳥取での地震の翌日でしたので、横須賀本部の時と違い、特集はありませんでした。
ですが、関心を持つ方は(私を含め)多く、日本海側での地震の危険性に関する展示では、常に質問をされる方がおられました。

で、私は‥と言うと、ブログの本来の目的である「食糧自給率の向上」に関わる展示を中心に・・・と言うこともなく、好奇心の赴くままに歩き回りました。
特に、横浜研究所が誇る二つの『チキュウ』は、ついつい足が向いてしまうのでした。

地球シミュレータ

これは、「地球シミュレータ」です。
昨年、更新されたばかりの新鋭機です。

IMG_1075

これは、地球深部探査船「ちきゅう」の模型です。
「海がない県に住んでいるから」と言い訳していますが、本物は見たことがありません。
既に、完成から10年が過ぎていますが、売りであったマントルからサンプル採取はした事がありません。
いつ実行に移すのでしょうね。
でも、メタン菌の発見や東日本大震災時の震源のサンプル採取などの功績もあります。


色々と面白いネタを仕入れましたので、サクラ開花予想2017の合間にでも紹介していこうと思います。
(分かりやすく言えば、開花予想で煮詰まった時の逃げ場ということ)
御期待ください。

前回、400℃の法則も、600℃の法則も、桜の開花を決定する因子ではないことを、
1953年の札幌の開花時期や、東京での開花時期と法則との関係で示しました。
 
 
開花予想の対象としている桜は、ソメイヨシノです。
ソメイヨシノは、種を作ることができません。
そのため、ソメイヨシノは人工的に接木や挿木などで増やします。
このような増やし方なので、全国のソメイヨシノは全て同じ遺伝子を持っています。
ですので、札幌の桜も、東京の桜も、基本的に個体差はありません。
札幌で適用できない法則は、日本のどこでも適用することはできないのです。
でも、考え方を変えると、気温の影響差は同じ木で行う必要がない事を示しているのです。
気温差が大きな場所の桜を比較すれば、桜の気温の感受性を解明しやすいのです。
 
今、東京にある桜を札幌に移植したなら、
その桜は、元々札幌にあった桜と同じ日に花をつけるはずなのです。 
だから、東京と札幌の比較にこだわっているのです。





桜開花予測解析1953グラフ2


このグラフは、縦軸は各日付の平均気温、グラフの横軸には開花日から過去の各日付までの
累積気温を取りました。
その目的は、累積気温の起点を見つけるためです。
ですが、札幌と東京を比較しても、起点となる条件が見えてきませんでした。
直接の原因は、氷点下の気温がグラフを壊しているからです。
そこで、絶対零度を起点にグラフを作り直してみました。


桜開花予測解析1953グラフ3


このグラフから読み取りたかったのは、落葉との関係でした。
桜の花芽が成長するのは、落葉した時なのだそうです。
ですので、グラフが交わる点が落葉の時期と一致するのではと考えていました。

グラフを見ると、累積気温が10000K付近と76000K付近の二か所で交わっています。
10000Kは、東京では2月20日頃、76000Kは7月5日頃です。
どちらも落葉の時期とはかけ離れています。
因みに、東京の桜の落葉は、今頃(11月上旬)です。

他の年も調べてみましたが、同じ傾向にありました。

ですが、まだ問題がありました。
その辺りは、次回に持ち越す事にします。

当ブログのサクラ開花予想は、従来のサクラの開花予想手法の検証から始めました。

従来のサクラの開花予想手法には、400℃の法則と600℃の法則がありました。

400℃の法則は 2月1日以降の平均気温の累積が400℃になる頃に桜が開花する
600℃の法則は 2月1日以降の最高気温の累積が600℃になる頃に桜が開花する

では、実際にはどうなのでしょうか。

1953年の札幌のソメイヨシノは、開花までの平均気温の累積は67.8℃でした。
最高気温の累積も520.2℃でした。
どちらも大きく離れています。
これは、「ソメイヨシノの北限に近い札幌の例だから」と考えることはできません。
なぜなら、結実できず接木や挿木でしか増やせないソメイヨシノは、東京でも札幌でも
遺伝子に違いはないのです。
ソメイヨシノの開花時期は、個体差の影響はあり得ず、その場の環境だけで決まるのです。
400℃の法則も、600℃の法則も、東京周辺でたまたま見つかった関係であり、
実際のソメイヨシノが持つ性質を表しているのではないのです。

下のグラフは、東京における積算気温と開花日との関係を表しています。

気温と開花日の関係

平均気温も最高気温も、積算気温が高いほど開花日が遅い傾向にあることが分かります。
相関係数は、積算平均気温と開花日は0.193、最高気温とでは0.671でした。
平均気温と開花日の相関は弱いのですが、最高気温との相関は明確です。
400℃の法則や600℃の法則が正しいのなら、気温と開花日の間に相関はあるはずが
ありませんから、このような相関が現れることは、法則に誤りがあることを示しています。


ところで、過去の開花日だけで来年のサクラの開花日を予想するとどうなるでしょうか。
東京の1953年から2016年までの平均開花日は、3月27日です。
標準偏差は5.6日でした。

400℃の法則や600℃の法則では、どうでしょうか。
東京の1953年から2016年の平均では、2月1日からの積算平均気温が405℃に
なった時に開花しています。
標準偏差は30.3℃で、開花日頃の平均気温10.1℃でみると、3日に相当します。
最高気温では、平均では積算最高気温が641℃になった時に開花しています。
標準偏差は43.7℃で、開花日頃の最高気温14.5℃でみると、3日に相当します。
どちらも、過去の開花日から求めた標準偏差(5.6日)の54%に当たります。
400℃の法則や600℃の法則でも、開花予測の誤差を半分に絞ることはできそうです。

ですが、これは開花日までの気温が予め分かっている場合の事です。
開花日を予想する場合は、気温変化も予想しなければならないので、実際には気温変化の
予想誤差も加わり、精度はかなり低いものとなります。

高い精度で桜の開花日を予測するためには、まず桜の開花と気温の関係を明確にしなければ
ならないのです。

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