地学 II
2024年度予告
[2024-01-08]
2024年度も担当します。おおすじは 2023年度と変えない予定です。
ただし、教科書として参照する高校地学用図集を、
数研出版の『[新課程] 地学図録 』
[読書メモ]
に変えることを考えています。
(2022・23年度に採用した 第一学習社
または 2021年度に採用した 浜島書店 の図集にも、だいたい対応する図がありますが、
どこにあるかは、各自さがす必要があります。)
2023年度 1学期 火曜 2限 (4月11日開始) A201教室
2年生向けの自然科学の科目であり、
教職課程をとる人の理科の教科に関する科目でもあります。
シラバスに、つぎのように趣旨説明を書きました。
「地学I」とあわせて，中学・高校理科の地学分野の対象となる宇宙と地球の科学をだいたいカバーする．「地学 I」がおもに地球内部をあつかうのに対して，「地学 II」は，宇宙・天文と，地球の大気・水圏をあつかう．ただし，エネルギー保存則にもとづくエネルギー循環系としての理解に重点をおく．宇宙・天文では電磁波によるエネルギーの流れ，大気・水圏ではそれにくわえて流体の運動によるエネルギーの流れが重要である．
講義をし、小課題を出します。
中間と期末にちょっと重いレポート課題を出します。
(パソコンをつかいたくなるような計算 (電卓でも可能な程度にするつもりですが) をしてもらいたいので、教室での試験にはしないことにしました。)
教材提示は、個人ウェブサイトのこのページと、
ポータルサイトの「オンライン授業」のシステムのなかのこの授業のページをつかいます。
受講生は、その両方を、毎回授業の前と後に見るようにしてください。
(対面授業で課題を出さない回は「オンライン授業」のほうにはなにも書かないばあいもあります。)
シラバスでは「教科書」としましたが、図を見るために、高校地学用の図集をつかいます。
図集からとった図をウェブページからリンクすることは、第1回・第2回だけにする予定なので、
各自、図集を持ってください。
同じ出版社の図集で版のちがうものがあります。.
(このページの下のほうの「教科書・参考書」のところでのべました。)
わたしの教材では、旧課程版の「十訂版」 (2022年発行) を基本とし、
2022年発行の「新課程版」の章・節番号もしめします。
他の版を参照してもかまいませんが、内容や章・節のたてかたにいくらかちがいがあるかもしれません。
そのほか、いろいろな本の紹介をします。図書館の本を読む習慣をつけてください。
「WebClass」その他の授業支援ツールは、つかわない予定です。
わたしの教材用ウェブページの記号
- [*] アクセス制限があります。パスワードで読めるようにします。
- [外] わたしの作成した教材でなく他者によるページへのリンクであることを明示するものです。
(これがなくても他者のページであるばあいもありますが。)
- [用語補足] [補足] わたしのブログ記事へのリンクです。
これまでいろいろなところで授業をしてきて説明しきれなかったことの補足として書いたものが多いです。
書きかたが気まぐれですが、興味のある人は読んでみてください。
(なお、わたしのブログには授業とまったく関係のない話題の記事もあります。)
- [ウェブページでの数式の表現についてのおことわり]
シラバスで予定した授業内容
だいたいここにのべた主題をカバーする予定ですが、順序などは変更することがあります。
- 1. 序論: 地学のひろがりとこの授業の範囲，空間スケールと時間スケール，物理量の次元とSI単位
- 2. 天体(太陽，恒星，月，惑星)の見かけの運動
- 3. 太陽のまわりの惑星(地球をふくむ)の運動
- 4. 地球の公転・自転による天体の見かけの運動の説明，季節のできる基本的なしくみ
- 5. 恒星(太陽をふくむ)の出す電磁波，距離，見かけの明るさ
- 6. 恒星(太陽をふくむ)の分類 (主系列星など)，核融合反応，「進化」
- 7. 銀河，宇宙の膨張，宇宙のはじまり
- 8. 地球の大気・海洋・陸水・雪氷の概観, 気候システム
- 9. 全地球平均での気候システムの放射収支，温室効果の初歩的理解
- 10. 放射収支の緯度分布, 大気・海洋の運動にかかわる力
- 11. 大気の大循環
- 12. 海洋の大循環, 海陸コントラストのもたらす気候の特徴
- 13. グローバルな気候変化をもたらす要因 (温室効果そのほか)
- 14. 地球の歴史のなかでの気候の変化
- 15. 今後数十年の問題としての地球温暖化
各回の内容
- 4月11日 【第1回】 序論: 地学のひろがり と この授業の範囲，空間スケールと時間スケール，物理量の次元とSI単位
- 4月18日 【第2回】(地球科学でもあり天文学でもあることがら)
- 4月25日 【第3回】 地学を論じるのに必要となるおもな物理法則
- 5月2日 【第4回】 (物理から天文へ。基本的なことがらは気象でもつかう。)
- [2023-05-03 追加] [地学 II 関連の計算機実習: HR図をつくる]
この授業の時間中にはこの実習はしないが、やってみたい人には相談にのりたい。
- 5月9日 【第5回】 (天文、ただし太陽のことは気象でもつかう。)
- 5月16日 【第6回】 (天文)
- 5月23日 【第7回】 (天文、惑星)
- [惑星]
- (惑星大気と Habitable Planet の話題には、第8～9回で「温室効果」を説明してから、もどってきます。)
- 5月30日 【第8回】 (惑星、気象)
- 6月6日 【第9回】 (惑星、気象)
- 6月13日 【第10回】 (ここから気象・海洋)
- 6月20日 【第11回】
- 6月27日 【第12回】
- 7月 4日 【第13回】
- 7月 11日 【第14回】
- (ここに書いた個別の話題は、あとで別ページに移動し、ここにはリンクをのこす予定。)
- 2023年7月10日の最高気温: 熊谷 37.8℃、江戸川臨海 (葛西臨海公園) 30.8℃。
- 地球に達する太陽放射の日変化に応答する 温度の日変化の、陸と海とのちがいがきいている。
海の影響によって、温度の振幅が小さくなる。(今回の教材であつかう年変化とは別だが同類の問題。)
- 重要なのは、陸と海との「比熱」 (=比熱容量、質量あたりの熱容量) のちがいではない。
地表面の面積あたりの熱容量のちがいである。
それは、比熱容量、密度、(日変化、年変化それぞれに関与する)層の 深さ (鉛直方向の長さ) の 3つの要素の積である。
比熱容量は水のほうが大きく、密度は岩石のほうが大きいが、いずれも、けたはちがわない。
層の深さは、けたがちがう。おもに、陸は固体だが海は流体であることによる。
- 比熱容量の例: 玄武岩 0.84 ～ 1.0 ×103 J/(kg K) [『理科年表 2023』 物157ページ] cf. 水 4.2 × 103 ... ( 1 cal/(g ℃) )
- 密度の例: 花こう岩 2.6 ～ 2.7 ×103 kg/m3 [同 物27ページ] cf. 水 1.0 × 103 ...
- 年変化に関与する層の深さの概算: 陸は 1 m、海は 100 m。日変化のばあいはそれぞれ 1けた程度小さい。
- [第14回 小レポート課題]
- なお、人の感じる暑さには、気温だけでなく、湿度、風、日射も関係する。(それを理解するためにも、地表面のエネルギー収支 (熱収支) の理解は有用。)
- [地表面のエネルギー収支と海陸分布がもたらす気候の特徴 (2)]
- [地表面のエネルギー収支と海陸分布がもたらす気候の特徴] (松山・増田 2021 第5章) ← 内容をえらんでつかう
- [グローバルな気候の変化 (序論)]
- 7月 18日 【第15回】
- 8月 1日 (火) 23:30 期末レポート しめきり
- [2023-08-16] [採点をおえて 期末レポート問題への補足] を書きました。
レポートと成績について
- 成績評価は、期末レポート、中間レポートを主とします。
- 出席点はつかいません。
- 小レポートの提出状況を出席点に近い意味で加味します。
- 病気や教育実習など理由があってポータルサイトの期限までに小レポートや中間レポートが出せなかった人は、
e-mail で送ってください。
(期末レポートについては期限に遅れたものを受け取れる時期がないかもしれません。)
教科書・参考書 (この部分は別ページに移動してここにリンクだけのこす可能性があります)
シラバスで「教科書」というあつかいにしましたが、
図を参照するために、高校地学用の図集をつかいます。
(大学の教材としては、高校用の図集は、情報の出典の記述が不じゅうぶんであることが残念なのですが、
1冊の本でたくさんの図を参照できることを優先して、つかうことにしました。)
第一学習社の『地学図説』 には複数の版があります。
この授業では、
2021年度までに高校に入学した生徒むけのもの (便宜上「旧課程版」とよびます) の「十訂版」を
参照しますが、
2022年度以後に高校に入学した生徒むけの「新課程版」 (2022) からも参照できるようにします。
「新課程 二訂版」 (2023) は まだ確認できていないので、その版を見る人は各自 対応をたしかめてください。
- [旧課程版] 西村 祐二郎、杉山 直 監修, 2022: 『スクエア最新図説 地学 十訂版』。
第一学習社。ISBN 978-4-8040-4658-7. (六訂版 2018, 七訂版 2019 も ISBN は同じ)
[旧課程版 (六訂版 2018) の 読書メモ]
- [新課程版] 西村 祐二郎、杉山 直 監修, 2022: 『新課程版 スクエア最新図説 地学』。
第一学習社。ISBN 978-4-8040-4710-2. [新課程版の読書メモ]
- [新課程 二訂版] 西村 祐二郎、杉山 直 監修, 2023: 『新課程 二訂版 スクエア最新図説 地学』。
第一学習社。ISBN 978-4-8040-4745-4.
[高校地学用図集の構成]
のページ (後半) に、旧課程版 (七訂版 2019) と 新課程版 (2022) との章・節番号の対照表 を置きます。
旧課程版の十訂版 (2022) の章・節の構成も、toku1 と SS5 の内容が 新課程版 (2022) と同じになったほかは、
七訂版と同じです。
この「地学 II」の授業であつかう大部分の内容は、
「宇宙のすがた」「大気と海洋」「地球の環境」の章にふくまれ、
それぞれの章のうちの節番号は新旧の版で共通なので、
つぎにあげる1文字略記をつかい、たとえば「宇6節[3]」のように表現することにします。
- [宇] 旧課程版 1章 [宇宙のすがた] = 新課程版 (2022) 4章
- [気] 旧課程版 4章 [大気と海洋] = 新課程版 (2022) 3章
- [環] 旧課程版 5章 [地球の環境] = 新課程版 (2022) 6章
このほかの章と巻末資料を参照するときは、旧課程版 (十訂版 2022) を基本としますが、
なるべく 新課程版 (2022) の箇所をもしめすことにします。
同様な高校用の図集に、つぎのものがあります。
章の構成について比較した表を
[高校地学用図集の構成]
のページ (前半) に置きました。
また、2018年12月の時点で得られた版について、上記の「旧課程版の読書メモ」で比較しています。
- 浜島書店 編集部, 2013: 『ニューステージ 地学図表』。
浜島書店。ISBN 978-4-8343-4012-9.
- 数研出版 編集部, 2018: 『(改訂版 視覚でとらえるフォトサイエンス) 地学図録』。
数研出版。ISBN 978-4-410-29093-0.
参考書
シラバスに「指定図書」としてつぎのものをあげました。
大学の図書館にあるはずです。(『一般気象学』は1999年版でもかまいません。)
- 半田 利弘, 2011: 『基礎からわかる天文学』。誠文堂新光社。978-4-416-21132-8.
[読書メモ]
... 天文学の大学初級の教科書です。数式は少なめです。
見かけの天体の動きについてはくわしくありません。
- 小倉 義光 (初版 1984) 第2版 1999, 第2版 補訂版 2016: 『一般気象学 第2版 補訂版』。東京大学出版会, 308 pp. ISBN 978-4-13-062725-2.
[読書ノート]
[第2版の目次書きぬき]
[補訂版の読書メモ]
... 気象学の定番といわれる教科書です。なかみがつまった本です。
- 地学読本刊行小委員会, 2009: 『地学は何ができるか』。愛智出版。ISBN 978-4-87256-414-3. [本の紹介ページ]
... 大気の章をわたしが書きました。この授業の内容とかさなるところがあります。
宇宙の章も参考になると思います。
- 松山 洋、増田 耕一 編, 2021: 『大気と水の循環』。朝倉書店, 136 pp. ISBN 978-4-254-16076-5.
[読書メモ]
... わたしが半分ほどを書いた本です。この授業の内容とかさなるところがあります。
地球温暖化についてはくわしくありません。
- 岡村 定矩 [さだのり]、芝井 広 監修、縣 [あがた] 秀彦 編著, 2022:
『すべての人の天文学』。日本評論社, 257 pp. ISBN 978-4-535-78946-3.
... 天文学の大学初級の教科書で、おおぜいの著者によって広い範囲をカバーしたものです。
[読書メモ]
- Andrew King 著 (2012), 中田 好一[よしかず] 訳, 2013:
『星 -- 巨大ガス球の生と死』 (サイエンス・パレット SP-010)。丸善出版。
... 恒星でおこっている原子核反応と、恒星の「一生」あるいは「進化」についての解説。
[読書メモ]
- 佐々木 貴教, 2017: 『「惑星」の話』。工学社。
... 惑星科学の入門書。著者は太陽系形成論の研究者。
[読書メモ]
- ダニエル・フライシュ [Fleisch]、ジュリア・クレゲナウ [Kregenow] 著 (2013) 河辺 哲次 訳, 2014:
『算数でわかる天文学』。岩波書店, 254 pp.
ISBN 978-4-00-730989-2.
... 天文に関する数量の計算に、四則演算でせまる本。
[読書メモ]
- 杉本 憲彦、杵島 [きしま] 正洋、松本 直記, 2020:
『はじめて学ぶ 大学教養地学』。慶應義塾大学出版会, 318 pp.
ISBN 978-4-7664-2662-5.
... 高校地学とだいたい同じ範囲をカバーした大学初級教科書。
[読書メモ]
- 渡部 雅浩, 2018:
『絵でわかる 地球温暖化』。講談社, 185 pp. ISBN 978-4-06-511946-4.
... 地球温暖化の話題を中心とした、気候の変化・変動についての入門書。
[読書メモ]
このほかにも、おりにふれて本を紹介します。
(更新) 2024-01-08, 2024-03-10
増田 耕一 (MASUDA Kooiti)