Development of teaching materials and educational programs for numerical simulations to understand climate change

点击翻译按钮获取中文摘要

高校で学習する知識に基づいて、気候変動の将来予測等の数値シミュレーションの基礎を学ぶ教材および教育プログラムの開発をしている。数値シミュレーションの基礎として、「基礎物理」で扱う等速加速運動、空気抵抗がある質点や復元力が働く質点の運動について、時間発展方程式を解く。８階建ての建物から自由落下させた２種類の素材のボールに関して、表計算ソフトを使って、列が物理量、行が時刻のように表示し、時間、加速度、速度、距離を理解しながら求め、空気抵抗係数を求めるようなプログラムを大学生対象に実施した。本来対象の高校生はコロナ禍のため、実施ができず、研究はやや遅れている。次に、同じく大学生を対象に、観測と数値シミュレーションを対応させたプログラムとして、より高いところから落下させれば予測の精度が上がる一方、実施困難になるという現実に起こりうる課題についてグループ討議する。今後、観測事実を利用して、気候モデルを開発し、将来予を予測するという理解に結び付けるための準備を行う。2020年に高校生が計算した日本の将来人口予測に加えて、少子高齢化が進んでいない諸外国での人口予測や、過去一定期間の気温を用いた将来の気温上昇の予測など、環境問題・社会問題の本質的な振る舞いが理解できるようなプログラムを開発する。