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科目の基本情報
| 開講年度 | 2023 年度 | |
|---|---|---|
| 開講区分 | 生物資源学部 | |
| 受講対象学生 |
共生環境学科・地球環境学教育コース 学部(学士課程) : 2年次 |
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| 選択・必修 | 選択必修 地球環境学教育コース必修 |
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| 授業科目名 | 大気海洋科学 | |
| たいきかいようかがく | ||
| Atmosphere-Ocean dynamics | ||
| 単位数 | 2 単位 | |
| ナンバリングコード | BIOR-Envi-3141-005
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| 開放科目 | 非開放科目 | |
| 開講学期 |
後期 |
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| 開講時間 |
木曜日 7, 8時限 |
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| 授業形態 |
対面授業 * 状況により変更される可能性があるので定期的に確認して下さい
「オンライン授業」・・・オンライン会議ツール等を利用して実施する同時双方向型の授業 |
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| 開講場所 | ||
| 担当教員 | 立花 義裕、山田 二久次（生物資源学部） | |
| TACHIBANA, Yoshihiro, YAMADA, Fukuji | ||
| SDGsの目標 |
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| 連絡事項 | * 状況により変更される可能性があるので定期的に確認して下さい |
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学修の目的と方法
| 授業の概要 | 海洋物理学、大気海洋相互作用をテーマとし、主に海洋の基本的現象（混合層、水温躍層、深層、水温や塩分の水平・鉛直分布、海流、風浪とうねり、潮汐、海洋循環、大気海洋相互作用等）を解説します。 （育てたい資質や能力）この講義を通じて、大気、海洋の諸現象の仕組みについて理解し、海洋環境と気候変動、海洋生態系の関係について考察、理解できる能力を身につけることを目指します。 （DP、CPとの関連）この講義は、三重大学の目標である４つの力の「考える力」を身につけるため、生物資源学部のDPである(3) 科学的で論理的な思考を展開することを目指します。 |
|---|---|
| 学修の目的 | 海洋生態系および海洋生物資源は、海洋の物理的な環境に大きな影響を受けます。海洋は気候システムにおいて重要な役割を果たすため、複雑な環境・気候変動現象について理解を深めることは重要です。SDGsの目標である「気候変動に具体的な対策を」「海の豊かさを守ろう」を達成するためには、海に対する基礎知識や海洋循環の仕組みについて理解することは必須です。この講義を受講する学生は、海洋についての基礎的な知識を習得し、理解することを目的とします。また、その知識を通じて、海洋の様々な問題を解決するための基礎的な素養を身につけることができます。 |
| 学修の到達目標 | 環境・気候変動現象に応用するために、海洋の流れ等の定性的な理解に加えて、力学に重点を置いて学習することによって、様々な現象を物理的に理解することができます。 そのために、以下の学修到達目標を設定します。 （知識）海洋の流れ等の現象について、専門的な名称等の基礎知識を習得し、そのメカニズムを理解することができます。 （態度）宿題を通じて、主体的に学習に参加し、理解をより深めることができます。 （技能）数式の展開を含むため、数学に熟練することができ、物理的に理解する力を養うことができます。 |
| ディプロマ・ポリシー |
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| 成績評価方法と基準 | 期末試験（コロナ感染症等の流行時などの場合はレポート）60％、宿題40％の割合とし、全体で60％以上を合格とします。 （知識）海洋の流れ等の現象についても専門的な名称やそのメカニズムを理解しているかを期末試験（60％）で評価します。 （態度）宿題の提出状況（20％）から主体的に学習に参加したかを評価します。また、既定の出席回数に満たない学生は不合格にします。 （技能）数式の展開や物理的理解を提出された宿題の内容（20％）から評価します。 |
| 授業の方法 | 講義 |
| 授業の特徴 |
Moodleを活用する授業 |
| 授業改善の工夫 | 写真等の画像や図表等も用いて、海洋の現象がイメージしやすいように心がけ、理解が容易になるよう工夫する。 |
| 教科書 | 基本的にパワーポイントを用いて授業する。 |
| 参考書 | 状況に合わせて適宜紹介する。 |
| オフィスアワー | 教員居室（401室）で適宜質問を受け付ける。 |
| 受講要件 | |
| 予め履修が望ましい科目 | |
| 発展科目 | |
| その他 |
教員免許・各種資格取得に関連した科目 (注 : 必ず入学年度の学修（習）要項で確認してください) 高等学校理科（地学） |
授業計画
| 各回 共通 |
MoodleのコースURL |
https://moodle.mie-u.ac.jp/moodle35/course/view.php?id=13460 |
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| 第1回 | 概要 | 水、海洋の性質、特徴 |
|---|---|---|
| 授業時間内の学修内容 | 海洋環境の基本となる水の性質について解説する。大気と水（海洋）の性質の違いが、陸上生態系と海洋生態系にどのように関係しているかについても説明する。 | |
| キーワード(Key Word(s)) | 比熱（specific heat）、太陽光（solar beam）、音波（sound wave） | |
| 事前学修の内容 | Moodleコースから配布する講義資料を熟読し、関連して調べたことを整理したレポートをMoodleコースに提出してください。 | |
| 事前学修の時間 | 120分 | |
| 事後学修の内容 | 講義を受けて感じたこと、わからなかったこと、もう少し知りたかったこと等をA4用紙１枚にまとめ、Moodleコースに提出すること。 | |
| 事後学修の時間 | 120分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第2回 | 概要 | 運動方程式 |
| 授業時間内の学修内容 | 質点の力学を復習し、３次元空間の座標系を適用して、流体の運動方程式を導出する。 | |
| キーワード(Key Word(s)) | 運動方程式（Equation of motion）、偏微分（Partial differential）、全微分（Total derivative）、コリオリ力（Coriolis force） | |
| 事前学修の内容 | Moodleコースから配布する講義資料を熟読し、関連して調べたことを整理したレポートをMoodleコースに提出してください。 | |
| 事前学修の時間 | 120分 | |
| 事後学修の内容 | 講義を受けて感じたこと、わからなかったこと、もう少し知りたかったこと等をA4用紙１枚にまとめ、Moodleコースに提出すること。 | |
| 事後学修の時間 | 120分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第3回 | 概要 | 静水圧平衡と連続式 |
| 授業時間内の学修内容 | 鉛直方向の運動で重要な静水圧平衡と質量保存に関連する連続式について、式の導出と解説を行う。 | |
| キーワード(Key Word(s)) | 鉛直方向の動き（Vertical motion）、静水圧平衡（Hydrostatic balance）、連続式（Continuous equation） | |
| 事前学修の内容 | Moodleコースから配布する講義資料を熟読し、関連して調べたことを整理したレポートをMoodleコースに提出してください。 | |
| 事前学修の時間 | 120分 | |
| 事後学修の内容 | 講義を受けて感じたこと、わからなかったこと、もう少し知りたかったこと等をA4用紙１枚にまとめ、Moodleコースに提出すること。 | |
| 事後学修の時間 | 120分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第4回 | 概要 | 乱流、地衡流 |
| 授業時間内の学修内容 | 乱流に関係すること（レイノルズ応力、レイノルズ数、渦粘性係数など）について、説明と式の導出を行う。海流の基本となる力学の地衡流についても解説を行う。 | |
| キーワード(Key Word(s)) | 乱流（Turbulence）、レイノルズ数（Reynolds number）、地衡流（Geostrophic current） | |
| 事前学修の内容 | Moodleコースから配布する講義資料を熟読し、関連して調べたことを整理したレポートをMoodleコースに提出してください。 | |
| 事前学修の時間 | 120分 | |
| 事後学修の内容 | 講義を受けて感じたこと、わからなかったこと、もう少し知りたかったこと等をA4用紙１枚にまとめ、Moodleコースに提出すること。 | |
| 事後学修の時間 | 120分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第5回 | 概要 | エクマン輸送 |
| 授業時間内の学修内容 | 定常な風が吹いている場合の海洋上層の流れと海水の輸送（エクマン輸送）について解説する。式の変形、導出は宿題となる。 | |
| キーワード(Key Word(s)) | エクマン輸送（Ekman transport）、エクマン螺旋（Ekman spiral）、エクマン境界層（Ekman boundary layer） | |
| 事前学修の内容 | Moodleコースから配布する講義資料を熟読し、関連して調べたことを整理したレポートをMoodleコースに提出してください。 | |
| 事前学修の時間 | 120分 | |
| 事後学修の内容 | 講義を受けて感じたこと、わからなかったこと、もう少し知りたかったこと等に加え、宿題をMoodleコースに提出すること。 | |
| 事後学修の時間 | 120分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第6回 | 概要 | 日本周辺および世界の海水の分布と海流 |
| 授業時間内の学修内容 | 日本周辺および世界の海水の分布と海流について、名称や特徴について解説する。 | |
| キーワード(Key Word(s)) | 塩分（Salinity）、水温躍層（Thermocline）、黒潮（Kuroshio）、親潮（Oyashio） | |
| 事前学修の内容 | Moodleコースから配布する講義資料を熟読し、関連して調べたことを整理したレポートをMoodleコースに提出してください。 | |
| 事前学修の時間 | 120分 | |
| 事後学修の内容 | 講義を受けて感じたこと、わからなかったこと、もう少し知りたかったこと等をA4用紙１枚にまとめ、Moodleコースに提出すること。 | |
| 事後学修の時間 | 120分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第7回 | 概要 | 風成循環 |
| 授業時間内の学修内容 | 定常状態を仮定した風による海洋の循環を考える。その際、スベルドラップ平衡が重要となるため、その解説を行う。式の変形、導出は宿題とする。 | |
| キーワード(Key Word(s)) | 風成循環（Wind-driven circulation）、スベルドラップ平衡（Sverdrup balance）、スベルドラップ内部領域（Sverdrup interior） | |
| 事前学修の内容 | Moodleコースから配布する講義資料を熟読し、関連して調べたことを整理したレポートをMoodleコースに提出してください。 | |
| 事前学修の時間 | 120分 | |
| 事後学修の内容 | 講義を受けて感じたこと、わからなかったこと、もう少し知りたかったこと等に加え、宿題をMoodleコースに提出すること。 | |
| 事後学修の時間 | 120分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第8回 | 概要 | 西岸強化 |
| 授業時間内の学修内容 | 大洋西部で強い海流ができる（西岸強化）仕組みについて解説する。そのために、渦度の概念について解説し、渦度方程式や渦位保存則を導出する。 | |
| キーワード(Key Word(s)) | 西岸境界流（Western boundary current）、渦度（Vorticity）、渦位（Potential vorticity） | |
| 事前学修の内容 | Moodleコースから配布する講義資料を熟読し、関連して調べたことを整理したレポートをMoodleコースに提出してください。 | |
| 事前学修の時間 | 120分 | |
| 事後学修の内容 | 講義を受けて感じたこと、わからなかったこと、もう少し知りたかったこと等をA4用紙１枚にまとめ、Moodleコースに提出すること。 | |
| 事後学修の時間 | 120分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第9回 | 概要 | 熱塩循環、深層循環 |
| 授業時間内の学修内容 | 海水の密度差が駆動力となる循環（熱塩循環）、特に深層循環に注目する。ストンメルの提唱した深層循環のモデルを中心に、太平洋、大西洋の海水の分布に触れながら解説する。 | |
| キーワード(Key Word(s)) | 熱塩循環（Thermohaline circulation）、深層循環（Abyssal circulation）、グリーンランド（Greenland）、南極（Antarctic） | |
| 事前学修の内容 | Moodleコースから配布する講義資料を熟読し、関連して調べたことを整理したレポートをMoodleコースに提出してください。 | |
| 事前学修の時間 | 120分 | |
| 事後学修の内容 | 講義を受けて感じたこと、わからなかったこと、もう少し知りたかったこと等をA4用紙１枚にまとめ、Moodleコースに提出すること。 | |
| 事後学修の時間 | 120分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第10回 | 概要 | 海洋の地形、人類と海の関わり |
| 授業時間内の学修内容 | 大陸棚など海の地形の名称、歴史的に見た人類と海の関わり、海洋法（領海、EEZ等） | |
| キーワード(Key Word(s)) | 海底地形（Bottom topography）、海洋観測の歴史（History of ocean observation）、国連海洋法条約（United Nations Convention on the Law of the Sea） | |
| 事前学修の内容 | Moodleコースから配布する講義資料を熟読し、関連して調べたことを整理したレポートをMoodleコースに提出してください。 | |
| 事前学修の時間 | 120分 | |
| 事後学修の内容 | 講義を受けて感じたこと、わからなかったこと、もう少し知りたかったこと等をA4用紙１枚にまとめ、Moodleコースに提出すること。 | |
| 事後学修の時間 | 120分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第11回 | 概要 | 波動 |
| 授業時間内の学修内容 | 浅水波、深水波、風浪、ロスビー波などの各波動について解説する。特に、深水波（うねり）については式の変更、導出を宿題とする。 | |
| キーワード(Key Word(s)) | 浅水波（Shallow water wave）、深水波（Deep water wave）、波動方程式（Wave equation） | |
| 事前学修の内容 | Moodleコースから配布する講義資料を熟読し、関連して調べたことを整理したレポートをMoodleコースに提出してください。 | |
| 事前学修の時間 | 120分 | |
| 事後学修の内容 | 講義を受けて感じたこと、わからなかったこと、もう少し知りたかったこと等に加え、宿題をMoodleコースに提出すること。 | |
| 事後学修の時間 | 120分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第12回 | 概要 | 大気海洋相互作用 |
| 授業時間内の学修内容 | ENSOなど大気と海洋が互いに関連する現象、大気海洋相互作用のメカニズムについて説明する。 | |
| キーワード(Key Word(s)) | ENSO（El Nino and Southern Oscillation）、ケルビン波（Kelvin wave）、ロスビー波（Rossby wave） | |
| 事前学修の内容 | Moodleコースから配布する講義資料を熟読し、関連して調べたことを整理したレポートをMoodleコースに提出してください。 | |
| 事前学修の時間 | 120分 | |
| 事後学修の内容 | 講義を受けて感じたこと、わからなかったこと、もう少し知りたかったこと等をA4用紙１枚にまとめ、Moodleコースに提出すること。 | |
| 事後学修の時間 | 120分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第13回 | 概要 | 内湾、沿岸域の特徴とエスチュアリー循環 |
| 授業時間内の学修内容 | 内湾、沿岸域の特徴と河川水の流入による鉛直循環（エスチュアリー循環）について、伊勢湾を例としながら説明する。 | |
| キーワード(Key Word(s)) | 伊勢湾（Ise Bay）、河口（Estuary）、熱塩フロント（Thermohaline front） | |
| 事前学修の内容 | Moodleコースから配布する講義資料を熟読し、関連して調べたことを整理したレポートをMoodleコースに提出してください。 | |
| 事前学修の時間 | 120分 | |
| 事後学修の内容 | 講義を受けて感じたこと、わからなかったこと、もう少し知りたかったこと等をA4用紙１枚にまとめ、Moodleコースに提出すること。 | |
| 事後学修の時間 | 120分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第14回 | 概要 | 潮汐、潮流 |
| 授業時間内の学修内容 | 潮汐が起きる仕組みについて説明する。また、今日伸張性に関する式の変形、導出は宿題とする。 | |
| キーワード(Key Word(s)) | 潮汐（Tide）、潮流（Tidal current）、共振潮汐（Co-oscillating tide） | |
| 事前学修の内容 | Moodleコースから配布する講義資料を熟読し、関連して調べたことを整理したレポートをMoodleコースに提出してください。 | |
| 事前学修の時間 | 120分 | |
| 事後学修の内容 | 講義を受けて感じたこと、わからなかったこと、もう少し知りたかったこと等に加え、宿題をMoodleコースに提出すること。 | |
| 事後学修の時間 | 120分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第15回 | 概要 | 大気海洋変動と海洋環境 |
| 授業時間内の学修内容 | 海洋生物の増減やごみ問題、富栄養化等の環境問題と大気海洋変動との関連について解説する。 | |
| キーワード(Key Word(s)) | 湧昇（Upwelling）、レジームシフト（Regime shift）、富栄養化（Eutrophication） | |
| 事前学修の内容 | Moodleコースから配布する講義資料を熟読し、関連して調べたことを整理したレポートをMoodleコースに提出してください。 | |
| 事前学修の時間 | 120分 | |
| 事後学修の内容 | 講義を受けて感じたこと、わからなかったこと、もう少し知りたかったこと等に加え、宿題をMoodleコースに提出すること。 | |
| 事後学修の時間 | 120分 | |
| 自由記述欄 |