夜空の観察(光害調査)を通して環境評価を行う学習プログラムの開発

• Project/Area Number: 21908021
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 教科教育学Ⅱ(理科系)
• Research Institution: 仙台市立加茂中学校
• Principal Investigator: 長島 康雄 仙台市立加茂中学校, 教諭
• Project Period (FY): 2009
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2009)
• Budget Amount: ¥580,000 (Direct Cost: ¥580,000); Fiscal Year 2009: ¥580,000 (Direct Cost: ¥580,000)
• Keywords: 肉眼による光害測定 / 地理情報システムを用いた環境マップ / 光害測定に適した星座

Research Abstract

小中学生が夜空の明るさ調査を行い、その結果をまとめて「仙台市夜空環境マップ」を作成し、環境評価を行うという学習プログラムの開発を数年にわたって行ってきた。規格をそろえて視野を統一し、その視野内の天体数を肉眼によってカウントし判定する方法である。これによって光害の程度を容易に測定させることができることを明らかにしてきた。また児童生徒が夜空の観察を通して作成した「夜空環境マップの読図」によって自らが住む地域の環境についての理解を深めるといった教育的効果があることについて言及してきた。しかしいくつか解決すべき課題があった。児童生徒に容易に取り組ませることができる利点を持つ一方、(1)児童生徒の個人差が大きく、データの信頼性をどのように確保するのかについての方策が確立していないという課題、(2)光害データをまとめて「信頼性の高い夜空環境マップ」を作成するための合理的なデータ処理の方法が確立されていないという課題である。上記の課題を解決するために奨励研究費を活用して以下の研究に取り組んだ。
(1)については次の3つの方法で誤差を小さくすることができた。1つは児童生徒の肉眼による光害測定データに加えて、小型デジタルカメラを用いて補助的なデータをとり、児童生徒の測定値とデジタルカメラのデータとの対応関係から補正するという方法で実測を行った。この対応関係を用いて他のデータから著しく外れる測定値を取りのぞくことができた。2つめは光害を評価するための適切な星座を調べるための研究である。実際に確認しやすい星座についてのアンケートを児童生徒に行い、その結果をふまえて適切な観測対象を絞ることで測定精度を上げることができる可能性があることを明らかにした。具体的には光害の測定を行う際に適した星座と層でない星座があることを区分するということである。この区分を明確にすることで、児童生徒の光害測定で得られるデータの信頼性に違いが出ることを明らかにした。まだ十分に検討しつくされてはいないため、この点について検討を今後も重ねていきたいと考えている。3つめは測定時間をそろえることで個々の光害測定値のバラツキを小さくできることを示した。大気による減光率と月齢による月の光が夜空に与える影響が大きいことをふまえて、光害測定を実施する時間帯や方角を特定することで児童生徒の光害判定のバラツキを押さえることができることを明らかにすることができた。
(2)については、地理情報システムを導入することで課題を解決するための道筋を示すことができた。測定データを地理情報システムを用いて、調査地点間の間を補正すると、より実態に近い光害マップを作成することができた。しかし光害測定地点が等間隔で配置されていない場合に著しい歪みが出てしまうことがわかった。測定地点についても検討を重ねていく必要があることがわかった。地理情報システムを用いて光害マップを作成する上で、歪みを小さくするための分布モデルの立て方などの点で今後の検討が必要である。さらに測定地点を増やして改善を図る予定である。