| Project/Area Number |
22K18618
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 9:Education and related fields
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| Research Institution | Tokyo Gakugei University |
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Principal Investigator |
土橋 一仁 東京学芸大学, 教育学部, 教授 (20237176)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
下井倉 ともみ 大妻女子大学, 社会情報学部, 准教授 (30569760)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
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| Keywords | 地球温暖化ガス排出削減 / 大気現象 / 地球観測 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究の目的は、二酸化炭素による温室効果を再現するための室内実験を実現することである。地球温暖化の主な要因として、温室効果は大きな社会的関心事の一つとなっている。しかし、温室効果の原理を正しく理解している人は少なく、むしろ誤った理解が拡散している。これは、正しい原理を簡単に把握できる室内実験器が存在しないためである。しかし、惑星スケールの現象である温室効果を室内で再現することは、極めて困難である。本研究では、最近開発された高輝度LEDや薄手のプラスチックフィルムを導入することにより、温室効果を室内で再現するための実験器の制作に取り組む。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、二酸化炭素による温室効果を実験室で検出するための実験器の開発にチャレンジすることである。地球温暖化の原因として、今や温室効果という言葉を知らない人はほとんどいない。しかし、温室効果の原理を正しく理解している人は少なく、むしろ誤った理解が全国的に拡散している。これは、温室効果を理解するための適切なモデル実験が存在せず、誤った理解に基づく実験例が流布していることが原因である。温室効果は、太陽放射により温められた地面が赤外線を放射し、それを地球大気が吸収して赤外線を再放射することにより、地面がさらに温められる効果である。温室効果の正しい理解を普及させるためには、よく知られた温室効果ガスである二酸化炭素を利用して、太陽・地球大気・地面の間の熱のやり取りを忠実に再現する直感的にも理解しやすい実験器を開発する必要がある。
しかしながら、惑星スケールの現象である温室効果を実験室で再現することは極めて困難である。温室効果を再現したとする実験は日本でも数例報告されているが、それは実験の実施者の誤った理解に基づくものであり、信頼に足る検出例は未だに報告されていない。これを実現するためには、適切な太陽と地球大気のモデルを製作する必要がある。ここ十年ほど、我々は温室効果の原理に基づく実験装置の開発にチャレンジし、それを実現するためのアイデアを蓄積してきた。本研究では、太陽のモデルとして最近開発・販売されはじめた高輝度LEDライトを利用する。また、地球大気のモデルとしては、１気圧の気体を封入した容器の窓材として、薄いプラスチックフィルムを利用する。これらを導入した装置をマイナス40℃程度のフリーザーに入れて、温室効果実験器として完成させる計画である。研究初年度の令和４年度は、必要な物品の選定や実験室の整備を中心に作業を行い、翌年度から実験を開始するための準備を進めた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
令和４年度中に実験器の開発に必要な物品の選定を進めたが、それらの機材を設置、保管しておくために使用していた実験室が、学内の諸般の事情により使用できなくなった。そのため、向こう数年間使用できる実験室を新たに確保し、大型フリーザー等の機材を移設した。これらの実験室の確保や機材の移設に時間と労力を割かねばならなかったため、当初は令和４年度に導入を検討していたペルチェ冷却システムの準備等も遅延することとなった。目下、遅れを取り返すべく作業を進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和５年度は、まず、太陽のモデルとして使用する高輝度LEDランプと、地球大気のモデルである１気圧の気体を封入した容器（空気箱と呼ぶ）の窓材に使用するためのプラスティックフィルムの選定を行う。これらを導入してガスバリア性能や輝度及び分光特性の試験を行い、ベストな素材を決める。また、確保した新しい実験室の電源周りを整備し、必要な電力等の確保・確認を行う。これまで開発してきた実験器では、実験器各部の温度を計測するのに熱電対やサーミスタ等の有線のセンサーを利用してきたが、それらのケーブルを通すために実験器に空気漏れ等の問題が発生しがちであった。これを改善するために、測定した温度の数値を無線で飛ばしてモニターできるセンサーの導入を検討する。これらの作業は令和５年度の前半に行い、後半までに実験を開始する状況を整えたい。一連の実験を最終年度の令和６年度の前半に完了し、後半には研究結果をまとめたい。
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Report
(1 results)
Research Products
(7 results)
