IT pass HikiWiki - [Exp2024]GPhysスクリプト課題 Diff
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[((<"スケジュール表・各回資料(09/09)"|[Exp2024]スケジュール表・各回資料#09-2F09>))]
= 提出について
* 提出期限: 09/24 (火) 23:59
* 修正期限: 10/04 (金) 17:00
== レポートの作成方法
* ((<ITPASS サーバでレポートを公開するには|[Exp2024]ITPASS サーバでレポートを公開するには>)) を参照してください. また, ((<簡単なレポートの書き方指南>)) も良く読みましょう.
* レポートの一番上に以下のことを必ず明記してください.
* タイトル (例: ITPASS 実習レポート1)
* 名前
* 学籍番号は書かないでください.
* 担当情報実験機名 (例: joho01)
* レポートの HTML ファイルの名前は index.html にしてください.
複数の HTML ファイルを作る場合は, 以下の要件を満たすようにしてください.
* index.html を表紙, 目次とする
* どの HTML ファイルも index.html との相互リンクが張ってある
* ((<レポートのテンプレート|URL:/~itpass/exp/fy2024/240909/practice_kadai/html-samples/sample.html>)) を置いてあります. 自由に使ってもらってかまいません.
* HTML の書き方については実習の時間内では解説しません.
Web や書籍などで書き方を調べてください.
上記のテンプレートを参照するのもよいでしょう.
これもレポートの一環としてがんばってください.
* 問題を全て解けるのが理想ですが, 解けない場合は, 未完成のスクリプトを提出し,
どこまでできて, 何につまづいたかを詳しく解説してください.
問題そのものができていなくても,
きちんとした解説があるレポートには高い評価を与えます.
* 自力で頑張っても分からない場合は, 他の人が提出したレポート
(実習のメーリングリストに投げられたレポート提出報告メールに
書かれている (はずの) URL から見られます)
を参考にすることを推奨します.
その場合, 参考にしたレポートを参考資料に挙げるようにしてください.
また, 丸写しにするのではなく, 自分なりの改良も加えましょう.
* ((<2009 年のレポート課題|[Exp2009]シェルスクリプト課題>)), ((<2010 年のレポート課題|[Exp2010]シェルスクリプト課題>)), ((<2011 年のレポート課題|[Exp2011]シェルスクリプト課題>)), ((<2012 年のレポート課題|[Exp2012]シェルスクリプト課題>)), ((<2013 年のレポート課題|[Exp2013]シェルスクリプト課題>)), ((<2014 年のレポート課題|[Exp2014]シェルスクリプト課題>)), ((<2015 年のレポート課題|[Exp2015]シェルスクリプト課題>)), ((<2016 年のレポート課題|[Exp2016]シェルスクリプト課題>)), ((<2017 年のレポート課題|[Exp2017]シェルスクリプト課題>)), ((<2018 年のレポート課題|[Exp2018]シェルスクリプト課題>)), ((<2019 年のレポート課題|[Exp2019]シェルスクリプト課題>)), ((<2020 年のレポート課題|[Exp2020]GPhysスクリプト課題>)), ((<2021 年のレポート課題|[Exp2021]GPhysスクリプト課題>)), ((<2022 年のレポート課題|[Exp2022]GPhysスクリプト課題>)), ((<2023 年のレポート課題|[Exp2023]GPhysスクリプト課題>)) も参考にしてみてください.
#=== 授業時間外のレポート作成について
#
#* 自宅, 学内から ITPASS サーバ (ika-itpass) にログインする場合,
# ((<[TEBIKI]SSHサーバへの公開鍵認証によるログイン>)) を参考にして下さい.
# * なお, 学外からは情報実験機 (johoXX-itpass) に直接ログインすることはできません. 学外からは itpass サーバ (itpass.scitec.kobe-u.ac.jp) にログインし, itpass サーバから情報実験機に ssh でログインしましょう.
#* 507 号室は, 部屋の使用予定がない限り許可なく使ってもらって構いません. ゼミなどで使用している場合も, その場で許可をとってもらえば使用してかまいません.
# * 507 号室の使用予定は以下の予定表で確認できます.
# * ((<507 号室の予約表|URL:https://itpass.scitec.kobe-u.ac.jp/~bldg3/hiki/hiki.cgi?507号室の予約管理>))
#* 507 号室への入室にあたり事前に許可は不要ですが,
# 鍵がかかっていて入れないことがあります. 希望者には鍵を貸し出しますので, TA にご一報ください.
#* 部屋を使用するときには, 506 号室 もしくは 508 号室にいる人に一言断ってから使用してください. ((<[Exp2019]実習部屋(507号室)の使い方>)) もよく読んでください.
== レポートの提出方法
=== ファイルを置く
今回のレポートは全て
ITPASS サーバ (ika-itpass) の ~/public_html/report01/
以下に置いてください.
置き場所となるディレクトリは必要に応じて自分で作ってください.
情報実験機で作ったファイルを ITPASS サーバに転送するには scp というコマンドを使うとよいでしょう. 詳しくは man を見てください.
各ファイルの置き方は以下のようにしてください.
* html ファイルは ~/public_html/report01/ 以下に置く.
* スクリプトは ~/public_html/report01/scripts/ 以下に置く.
* 結果として出力されたファイルは
~/public_html/report01/results/ 以下に置く.
* 注意: 問題として配布するデータファイルは置かなくても結構です.
ただし, どこからどうやって入手したかはレポート本文に明記しておきましょう.
=== ディレクトリ構造の例
/home/hoge/public_html/report01/
:
|-- index.html
|
|-- scripts/
| `-- quiz1.rb.txt
|
|-- results/
| |-- result1.png
| :
:
* 上の例にある hoge は自分のアカウント名に置き換えてください.
=== アップロード確認
ブラウザから全部のファイルにアクセスできるか確認してみましょう.
例えば, ITPASS サーバ (ika-itpass) では,
~/public_html/report01/index.html に対応する URL は
http://itpass.scitec.kobe-u.ac.jp/~(自分のアカウント名)/report01/index.html
になります.
=== 提出完了の報告
提出期限までに以下のメールを送ってください.
内容を確認した後, 修正すべき点があればその旨を連絡します.
修正完了後, 再度メールで報告してください.
こちらから, レポート提出完了のメールが送られた時点で
レポートを提出したことになります.
* メールの内容
* 件名
* 「ITPASS実習レポート 09/09 出題分 (自分の氏名)」
* 宛先
* itpass 実習のメーリングリスト
* itpass-2024 -at- itpass.scitec.kobe-u.ac.jp (-at- は @ に変更すること)
* メール本文に必ず記入すること
* 情報実験機番号
* 氏名
* レポートの URL
= 必須課題
== 注意
再解析データはデータ容量が大きいことがあるので, スクリプトの作成と実行は必ず自分の担当する実験実習機で行ってください.
== 問題 1
* 以下の 5 つの課題の中から一つ選んでください.
* 大気の温室効果を生じる上向き・下向き長波放射
* 描画する図
* 地面における下向き長波放射フラックスと大気上端における上向き長放射フラックスの, 経度と時間についての平均値の緯度分布 (横軸が緯度, 縦軸が放射エネルギー) を描いてみましょう.
* 上向き, 下向き放射フラックスの値を比べてどちらがどの程度大きいか確認してみましょう.
* 現象の説明
* 地球の放射収支は, 主に可視光線からなる太陽放射 (短波放射) を吸収し, 主に赤外線からなる地球放射 (長波放射) を射出してつり合っています. その際, 大気が長波放射に対して不透明であることにより, 大気が上向き (宇宙空間向き) と下向き (地球表面向き) に長波放射を射出することが温室効果の主要な原因であり, 平衡状態においては宇宙に射出する長波放射と地面が受け取る長波放射の強さには大きな差があります.
* 使用データファイルの候補
* 下向き長波放射フラックス:((<URL:https://downloads.psl.noaa.gov//Datasets/ncep.reanalysis/Monthlies/surface_gauss/dlwrf.sfc.gauss.day.ltm.1991-2020.nc>))
* 上向き長波放射フラックス:((<URL:https://downloads.psl.noaa.gov//Datasets/ncep.reanalysis/Monthlies/other_gauss/ulwrf.ntat.gauss.day.ltm.1991-2020.nc>))
* 備考
* 上のデータは, 1991 年から 2020 年の 30 年間のそれぞれの日を平均したものであり, 時間は 1 月 1 日から 12 月 31 日までの 1 年間となっています.
* 長期間の平均値を気候値と呼びます. 「長期間」としてしばしば用いられるのが 30 年間です.
* 2023 年 7 月の偏西風の蛇行
* 描画する図
* 気候値と 2023 年 7 月の偏西風の分布 (横軸が経度, 縦軸が緯度) をベクトルを用いて描画してみましょう. それぞれ南北風, 東西風のデータから偏西風が強い高度のデータを切り出して描画しましょう.
* 気候値とは過去 30 年間の気象データの平均値のことです.
* さらに, 2023 年 7 月と気候値の差の図を描くことで, 二つの偏西風分布について考察しましょう.
* 現象の説明
* 2023 年 7 月は当時の時点で気象庁の統計上最も暑い 7 月であり, その原因の一つは偏西風の蛇行であると考えられています. 本来日本上空を吹く偏西風が北に蛇行し, 南の温かい空気が日本周辺まで分布していたようです.
* 2024 年 7 月は 2023 年を上回る暑さになりました.
* 使用データファイルの候補
* 2023 年 U-wind ((<URL:https://downloads.psl.noaa.gov//Datasets/ncep.reanalysis/pressure/uwnd.2023.nc>))
* 長期平均 U-wind((<URL:https://downloads.psl.noaa.gov//Datasets/ncep.reanalysis/Monthlies/pressure/vwnd.mon.ltm.1991-2020.nc>))((<URL:https://downloads.psl.noaa.gov//Datasets/ncep.reanalysis/Monthlies/pressure/uwnd.mon.ltm.1991-2020.nc>))
* 2023 年 V-wind ((<URL:https://downloads.psl.noaa.gov//Datasets/ncep.reanalysis/pressure/vwnd.2023.nc>))
* 長期平均 V-wind ((<URL:https://downloads.psl.noaa.gov//Datasets/ncep.reanalysis/Monthlies/pressure/vwnd.mon.ltm.1991-2020.nc>))
* 成層圏赤道準二年周期振動
* 描画する図
* 2000 年から 2020 年にかけての赤道における東西平均東西風の高度分布の時間変化 (横軸が時間, 縦軸が圧力) を描画してみましょう.
* また, 2015 年から 2016 年にかけて東西平均東西風が特異的な振る舞いをしたことが知られています. 描画した図に基づいてこの振る舞いについて記述・考察してみましょう.
* 現象の説明
* 赤道下部成層圏にはおよそ 14 ヶ月おきに東西風が入れ替わる振動があり, 成層圏赤道準二年周期振動 (Quasi-biennial Oscillation; QBO) と呼ばれています.
* 2015 - 2016 年にかけて QBO が通常とは異なる振る舞いをしたことが知られています (「崩壊」とも称される).
* 2005 年ハリケーン・ウィルマ (Wilma) の構造
* 描画する図
* 2005 年に発生したハリケーン・ウィルマ (Wilma) の発生から衰退までの期間の 6 時間海面更生気圧 (sea level pressure; slp), 東西風, 南北風のデータを用いてハリケーンの概観 (横軸が経度, 縦軸が緯度) を描き, その時間発展を示す動画を作成しましょう.
* ハリケーン・ウィルマ (Wilma) が存在していた具体的な日時と場所に関しては自分で調べてください.
* 現象の説明
* ハリケーンは, 主に大西洋北部・太平洋北東部・太平洋北中部において発生し, 最大風速が 64 ノット, 約 33 m/s 以上となる熱帯低気圧です. 2005 年 10 月に発生したハリケーン・ウィルマ (Wilma) はカリブ海地域を襲ったハリケーンであり, 北大西洋で発生した熱帯低気圧の中では史上最強の勢力を記録しました.
* 使用データファイルの候補
* 海面気圧: ((<URL:ftp://ftp.cdc.noaa.gov/Datasets/ncep.reanalysis/surface/slp.2005.nc>))
* U-wind @ 10 m: ((<URL:ftp://ftp.cdc.noaa.gov/Datasets/ncep.reanalysis/surface_gauss/uwnd.10m.gauss.2005.nc>))
* V-wind @ 10 m: ((<URL:ftp://ftp.cdc.noaa.gov/Datasets/ncep.reanalysis/surface_gauss/vwnd.10m.gauss.2005.nc>))
* 2023 年台風 6 号による降水量, および風速の変化
* 描画する図
* 2023 年の台風 6 号に伴う降水量をカラートーン, 東西風, 南北風をそれぞれ x, y 成分としたベクトル分布を用いて重ねて描画 (横軸が経度, 縦軸が緯度) し, 6 時間間隔の動画を作成しましょう.
* 重ね描きを行った際に図が見難い場合は, カラートーンの種類を変更することも検討してみましょう.
* 現象の説明
* 台風 6 号は 2023 年 7 月 28 日にフィリピン東の海上で発生した台風です.
大型で非常に強い勢力にまで発達し, 沖縄地方や九州, 四国地方では線状降水帯が発生するなど, 西日本に多大な被害を与えました.
* 使用データファイル候補
* 東西風((<URL:https://psl.noaa.gov/thredds/fileServer/Datasets/ncep.reanalysis/pressure/uwind.2023.nc>))
* 南北風((<URL:https://psl.noaa.gov/thredds/fileServer/Datasets/ncep.reanalysis/pressure/vwind.2023.nc>))
* 降水量((<URL:https://psl.noaa.gov/thredds/fileServer/Datasets/ncep.reanalysis/surface_gauss/pres.sfc.gauss.2023.nc>))
* 2024 年 6 月 21 日に九州で発生した線状降水帯の構造
* 描画する図
* 2024 年 6 月 21 日 6 時頃に鹿児島県で発生した線状降水帯の周辺の水蒸気分布を下の軸を持つ図として描画しましょう.
* 九州付近の相対湿度の経度-緯度分布
* 九州付近の相対湿度の経度-高度 (圧力) 分布
* さらに経度-緯度分布であれば複数の高度 (圧力面) における分布を描画し, 3 次元分布を確認しましょう.
* 余力があれば相対湿度以外の物理量の分布も確認してみると良いでしょう.
* 現象の説明
* 近年, 線状降水帯と呼ばれる雨域が注目を集めています. 線状降水帯は, 次々に発生し列をなす積乱雲によって形成される, 同じ場所で線状に伸びる雨域です.
* 使用データファイルの候補
* この問題では例外的に NCEP/NCAR Reanalysis データを使わず, 気象庁メソスケールモデル (MSM) を用いて作成された GPV (Grid Point Value) データ (((<こちら|URL:https://database.rish.kyoto-u.ac.jp/arch/jmadata/gpv-netcdf.html>))を用います.
* その中で例えば 2024 年 6 月 21 日の物理量の値が保存された下のファイルを用いると良いでしょう.
* ((<URL:https://database.rish.kyoto-u.ac.jp/arch/jmadata/data/gpv/netcdf/MSM-P/2024/0621.nc>))
* ファイルには, 大気温度, 東西風, 南北風などの値が保存されています.
データの詳細はメタデータを確認しましょう.
* ただし, 鉛直風の変数 w はゼロがとなっているため使わないようにしましょう.
* 残念ながら降水量や雲水量などの値はファイルに含まれていません. 降水量分布などはインターネット上の情報を調べると良いでしょう.
==== レポートに書く内容
レポート内には以下を記述してください.
ただしリンクを貼る際は((*相対パスで指定するようにしてください*)).
* どの図を描画するスクリプトを作成したのか
* スクリプトファイル quiz1.rb.txt へのリンク
上記で作成した quiz1.rb を quiz1.rb.txt という名前に変更してください. ブラウザ上から読めるようにするためです.
* スクリプトの解説
スクリプト内の各行が何をしているのか, ((*スクリプト内にコメント文として書く*)).
* 描画に使用するデータファイルへのリンク
リンク先はダウンロード元の URL を記してください.
* スクリプトの使い方の解説
これをもとに TA が実際にテストします.
実行する際のスクリプト, データの置き場を明示してください.
#* 実行例 result1.txt, result1.png へのリンク
* 作成した動画ファイル (result1.gif) へのリンク
* 作成した図から読み取れること
自分で作成した図から読み取れることを説明してください.
必要に応じて参考文献, 参考ウェブページを引用しても構いません.
その際には下の「参考資料」の欄に記入してください.
* 参考資料
URL をベタ書きにするのではなく, そのページの作者やタイトル, および何を参考にしたのかも明記する.
* 共同作業した人の名前
* 工夫したこと, 感想など
#=== 実行結果の例
#
# (作成中)
#
# $ ruby quiz1.rb
== 問題 2
* 興味のある現象を 1 つ選び, GPhys を用いて描画し, 考察してください.
* 取り組む課題は課題 1 の中から選んでもかまいません.
==== レポートに書く内容
レポート内には以下を記述してください.
ただしリンクを貼る際は((*相対パスで指定するようにしてください*)).
* スクリプトファイル quiz2.rb.txt へのリンク
上記で作成した quiz2.rb を quiz2.rb.txt という名前に変更してください. ブラウザ上から読めるようにするためです.
* スクリプトの解説
スクリプト内の各行が何をしているのか, ((*スクリプト内にコメント文として書く*)).
* 描画に使用するデータファイルへのリンク
リンク先はダウンロード元の URL を記してください.
* スクリプトの使い方の解説
これをもとに TA が実際にテストします.
実行する際のスクリプト, データの置き場を明示してください.
#* 実行例 result2.txt, result2.png へのリンク
* 作成した図 (動画ファイル) (result2-1.png, result2-2.png, ... 等) へのリンク
* 作成した図の説明
自分で作成した図が何の図なのかを説明してください.
図を説明するには, 「いつ」「どこ」「物理量」「平均方法 (瞬間値? 平均値?)」「図の軸」のような情報が必要です.
例えば, 下のような記述になるでしょう.
* 2000 年 10 月 1 日 0 UT の 200 hPa 気圧面における東西風の瞬間値です.
* 2000 年 10 月の 500 hPa 気圧面における温度の 1 カ月平均値です.
* 2000 年の緯度 45°における海面更生気圧の経度分布の時間変化です.
* 作成した図から読み取れること
自分で作成した図から読み取れることを説明してください.
必要に応じて参考文献, 参考ウェブページを引用しても構いません.
その際には下の「参考資料」の欄に記入してください.
* 参考資料
URL をベタ書きにするのではなく, そのページの作者やタイトル, および何を参考にしたのかも明記する.
* 共同作業した人の名前
* 工夫したこと, 感想など
#=== 実行結果の例
#
# (作成中)
#
# $ ruby quiz1.rb
==== 作成する図の候補
作成する図はそれぞれの興味に従って選んで構いません.
もし思いつくことがない人は下の項目を参考にするとよいでしょう.
* 東西平均温度/東西風/比湿の緯度-圧力分布 (の季節変化の動画)
* 神戸市 (に最も近い点) における地表 (1000 hPa における) 温度/気圧の時間変化
* 神戸市 (に最も近い点) における温度/東西風/南北風の時間-圧力分布
* YYYY 年 MM 月に発生した台風の温度/風速/比湿分布 (の動画)
= 提出されたレポート
* ((<伊藤 晟生|URL: https://itpass.scitec.kobe-u.ac.jp/~sei115/report01/index.html>))
# 学籍番号: 2243411S
* ((<今西 惣一郎|URL:http://itpass.scitec.kobe-u.ac.jp/~ichiro1/report01/index.html>))
# 学籍番号: 2233403S
* ((<小西 天馬|URL:https://itpass.scitec.kobe-.ac.jp/~konishi/report01/index.html>))
# 学籍番号: 2263438S
* ((<鬼頭 香帆|URL:https://itpass.scitec.kobe-u.ac.jp/~kaho1552/report01/index.html>))
# 学籍番号: 2283423S
* ((<浅野有加|URL:http://itpass.scitec.kobe-.ac.jp/~asano0/report01/index.html>))
# 学籍番号: 2203436S
[((<"スケジュール表・各回資料(09/09)"|[Exp2024]スケジュール表・各回資料#09-2F09>))]
= 提出について
* 提出期限: 09/24 (火) 23:59
* 修正期限: 10/04 (金) 17:00
== レポートの作成方法
* ((<ITPASS サーバでレポートを公開するには|[Exp2024]ITPASS サーバでレポートを公開するには>)) を参照してください. また, ((<簡単なレポートの書き方指南>)) も良く読みましょう.
* レポートの一番上に以下のことを必ず明記してください.
* タイトル (例: ITPASS 実習レポート1)
* 名前
* 学籍番号は書かないでください.
* 担当情報実験機名 (例: joho01)
* レポートの HTML ファイルの名前は index.html にしてください.
複数の HTML ファイルを作る場合は, 以下の要件を満たすようにしてください.
* index.html を表紙, 目次とする
* どの HTML ファイルも index.html との相互リンクが張ってある
* ((<レポートのテンプレート|URL:/~itpass/exp/fy2024/240909/practice_kadai/html-samples/sample.html>)) を置いてあります. 自由に使ってもらってかまいません.
* HTML の書き方については実習の時間内では解説しません.
Web や書籍などで書き方を調べてください.
上記のテンプレートを参照するのもよいでしょう.
これもレポートの一環としてがんばってください.
* 問題を全て解けるのが理想ですが, 解けない場合は, 未完成のスクリプトを提出し,
どこまでできて, 何につまづいたかを詳しく解説してください.
問題そのものができていなくても,
きちんとした解説があるレポートには高い評価を与えます.
* 自力で頑張っても分からない場合は, 他の人が提出したレポート
(実習のメーリングリストに投げられたレポート提出報告メールに
書かれている (はずの) URL から見られます)
を参考にすることを推奨します.
その場合, 参考にしたレポートを参考資料に挙げるようにしてください.
また, 丸写しにするのではなく, 自分なりの改良も加えましょう.
* ((<2009 年のレポート課題|[Exp2009]シェルスクリプト課題>)), ((<2010 年のレポート課題|[Exp2010]シェルスクリプト課題>)), ((<2011 年のレポート課題|[Exp2011]シェルスクリプト課題>)), ((<2012 年のレポート課題|[Exp2012]シェルスクリプト課題>)), ((<2013 年のレポート課題|[Exp2013]シェルスクリプト課題>)), ((<2014 年のレポート課題|[Exp2014]シェルスクリプト課題>)), ((<2015 年のレポート課題|[Exp2015]シェルスクリプト課題>)), ((<2016 年のレポート課題|[Exp2016]シェルスクリプト課題>)), ((<2017 年のレポート課題|[Exp2017]シェルスクリプト課題>)), ((<2018 年のレポート課題|[Exp2018]シェルスクリプト課題>)), ((<2019 年のレポート課題|[Exp2019]シェルスクリプト課題>)), ((<2020 年のレポート課題|[Exp2020]GPhysスクリプト課題>)), ((<2021 年のレポート課題|[Exp2021]GPhysスクリプト課題>)), ((<2022 年のレポート課題|[Exp2022]GPhysスクリプト課題>)), ((<2023 年のレポート課題|[Exp2023]GPhysスクリプト課題>)) も参考にしてみてください.
#=== 授業時間外のレポート作成について
#
#* 自宅, 学内から ITPASS サーバ (ika-itpass) にログインする場合,
# ((<[TEBIKI]SSHサーバへの公開鍵認証によるログイン>)) を参考にして下さい.
# * なお, 学外からは情報実験機 (johoXX-itpass) に直接ログインすることはできません. 学外からは itpass サーバ (itpass.scitec.kobe-u.ac.jp) にログインし, itpass サーバから情報実験機に ssh でログインしましょう.
#* 507 号室は, 部屋の使用予定がない限り許可なく使ってもらって構いません. ゼミなどで使用している場合も, その場で許可をとってもらえば使用してかまいません.
# * 507 号室の使用予定は以下の予定表で確認できます.
# * ((<507 号室の予約表|URL:https://itpass.scitec.kobe-u.ac.jp/~bldg3/hiki/hiki.cgi?507号室の予約管理>))
#* 507 号室への入室にあたり事前に許可は不要ですが,
# 鍵がかかっていて入れないことがあります. 希望者には鍵を貸し出しますので, TA にご一報ください.
#* 部屋を使用するときには, 506 号室 もしくは 508 号室にいる人に一言断ってから使用してください. ((<[Exp2019]実習部屋(507号室)の使い方>)) もよく読んでください.
== レポートの提出方法
=== ファイルを置く
今回のレポートは全て
ITPASS サーバ (ika-itpass) の ~/public_html/report01/
以下に置いてください.
置き場所となるディレクトリは必要に応じて自分で作ってください.
情報実験機で作ったファイルを ITPASS サーバに転送するには scp というコマンドを使うとよいでしょう. 詳しくは man を見てください.
各ファイルの置き方は以下のようにしてください.
* html ファイルは ~/public_html/report01/ 以下に置く.
* スクリプトは ~/public_html/report01/scripts/ 以下に置く.
* 結果として出力されたファイルは
~/public_html/report01/results/ 以下に置く.
* 注意: 問題として配布するデータファイルは置かなくても結構です.
ただし, どこからどうやって入手したかはレポート本文に明記しておきましょう.
=== ディレクトリ構造の例
/home/hoge/public_html/report01/
:
|-- index.html
|
|-- scripts/
| `-- quiz1.rb.txt
|
|-- results/
| |-- result1.png
| :
:
* 上の例にある hoge は自分のアカウント名に置き換えてください.
=== アップロード確認
ブラウザから全部のファイルにアクセスできるか確認してみましょう.
例えば, ITPASS サーバ (ika-itpass) では,
~/public_html/report01/index.html に対応する URL は
http://itpass.scitec.kobe-u.ac.jp/~(自分のアカウント名)/report01/index.html
になります.
=== 提出完了の報告
提出期限までに以下のメールを送ってください.
内容を確認した後, 修正すべき点があればその旨を連絡します.
修正完了後, 再度メールで報告してください.
こちらから, レポート提出完了のメールが送られた時点で
レポートを提出したことになります.
* メールの内容
* 件名
* 「ITPASS実習レポート 09/09 出題分 (自分の氏名)」
* 宛先
* itpass 実習のメーリングリスト
* itpass-2024 -at- itpass.scitec.kobe-u.ac.jp (-at- は @ に変更すること)
* メール本文に必ず記入すること
* 情報実験機番号
* 氏名
* レポートの URL
= 必須課題
== 注意
再解析データはデータ容量が大きいことがあるので, スクリプトの作成と実行は必ず自分の担当する実験実習機で行ってください.
== 問題 1
* 以下の 5 つの課題の中から一つ選んでください.
* 大気の温室効果を生じる上向き・下向き長波放射
* 描画する図
* 地面における下向き長波放射フラックスと大気上端における上向き長放射フラックスの, 経度と時間についての平均値の緯度分布 (横軸が緯度, 縦軸が放射エネルギー) を描いてみましょう.
* 上向き, 下向き放射フラックスの値を比べてどちらがどの程度大きいか確認してみましょう.
* 現象の説明
* 地球の放射収支は, 主に可視光線からなる太陽放射 (短波放射) を吸収し, 主に赤外線からなる地球放射 (長波放射) を射出してつり合っています. その際, 大気が長波放射に対して不透明であることにより, 大気が上向き (宇宙空間向き) と下向き (地球表面向き) に長波放射を射出することが温室効果の主要な原因であり, 平衡状態においては宇宙に射出する長波放射と地面が受け取る長波放射の強さには大きな差があります.
* 使用データファイルの候補
* 下向き長波放射フラックス:((<URL:https://downloads.psl.noaa.gov//Datasets/ncep.reanalysis/Monthlies/surface_gauss/dlwrf.sfc.gauss.day.ltm.1991-2020.nc>))
* 上向き長波放射フラックス:((<URL:https://downloads.psl.noaa.gov//Datasets/ncep.reanalysis/Monthlies/other_gauss/ulwrf.ntat.gauss.day.ltm.1991-2020.nc>))
* 備考
* 上のデータは, 1991 年から 2020 年の 30 年間のそれぞれの日を平均したものであり, 時間は 1 月 1 日から 12 月 31 日までの 1 年間となっています.
* 長期間の平均値を気候値と呼びます. 「長期間」としてしばしば用いられるのが 30 年間です.
* 2023 年 7 月の偏西風の蛇行
* 描画する図
* 気候値と 2023 年 7 月の偏西風の分布 (横軸が経度, 縦軸が緯度) をベクトルを用いて描画してみましょう. それぞれ南北風, 東西風のデータから偏西風が強い高度のデータを切り出して描画しましょう.
* 気候値とは過去 30 年間の気象データの平均値のことです.
* さらに, 2023 年 7 月と気候値の差の図を描くことで, 二つの偏西風分布について考察しましょう.
* 現象の説明
* 2023 年 7 月は当時の時点で気象庁の統計上最も暑い 7 月であり, その原因の一つは偏西風の蛇行であると考えられています. 本来日本上空を吹く偏西風が北に蛇行し, 南の温かい空気が日本周辺まで分布していたようです.
* 2024 年 7 月は 2023 年を上回る暑さになりました.
* 使用データファイルの候補
* 2023 年 U-wind ((<URL:https://downloads.psl.noaa.gov//Datasets/ncep.reanalysis/pressure/uwnd.2023.nc>))
* 長期平均 U-wind
* 2023 年 V-wind ((<URL:https://downloads.psl.noaa.gov//Datasets/ncep.reanalysis/pressure/vwnd.2023.nc>))
* 長期平均 V-wind ((<URL:https://downloads.psl.noaa.gov//Datasets/ncep.reanalysis/Monthlies/pressure/vwnd.mon.ltm.1991-2020.nc>))
* 成層圏赤道準二年周期振動
* 描画する図
* 2000 年から 2020 年にかけての赤道における東西平均東西風の高度分布の時間変化 (横軸が時間, 縦軸が圧力) を描画してみましょう.
* また, 2015 年から 2016 年にかけて東西平均東西風が特異的な振る舞いをしたことが知られています. 描画した図に基づいてこの振る舞いについて記述・考察してみましょう.
* 現象の説明
* 赤道下部成層圏にはおよそ 14 ヶ月おきに東西風が入れ替わる振動があり, 成層圏赤道準二年周期振動 (Quasi-biennial Oscillation; QBO) と呼ばれています.
* 2015 - 2016 年にかけて QBO が通常とは異なる振る舞いをしたことが知られています (「崩壊」とも称される).
* 2005 年ハリケーン・ウィルマ (Wilma) の構造
* 描画する図
* 2005 年に発生したハリケーン・ウィルマ (Wilma) の発生から衰退までの期間の 6 時間海面更生気圧 (sea level pressure; slp), 東西風, 南北風のデータを用いてハリケーンの概観 (横軸が経度, 縦軸が緯度) を描き, その時間発展を示す動画を作成しましょう.
* ハリケーン・ウィルマ (Wilma) が存在していた具体的な日時と場所に関しては自分で調べてください.
* 現象の説明
* ハリケーンは, 主に大西洋北部・太平洋北東部・太平洋北中部において発生し, 最大風速が 64 ノット, 約 33 m/s 以上となる熱帯低気圧です. 2005 年 10 月に発生したハリケーン・ウィルマ (Wilma) はカリブ海地域を襲ったハリケーンであり, 北大西洋で発生した熱帯低気圧の中では史上最強の勢力を記録しました.
* 使用データファイルの候補
* 海面気圧: ((<URL:ftp://ftp.cdc.noaa.gov/Datasets/ncep.reanalysis/surface/slp.2005.nc>))
* U-wind @ 10 m: ((<URL:ftp://ftp.cdc.noaa.gov/Datasets/ncep.reanalysis/surface_gauss/uwnd.10m.gauss.2005.nc>))
* V-wind @ 10 m: ((<URL:ftp://ftp.cdc.noaa.gov/Datasets/ncep.reanalysis/surface_gauss/vwnd.10m.gauss.2005.nc>))
* 2023 年台風 6 号による降水量, および風速の変化
* 描画する図
* 2023 年の台風 6 号に伴う降水量をカラートーン, 東西風, 南北風をそれぞれ x, y 成分としたベクトル分布を用いて重ねて描画 (横軸が経度, 縦軸が緯度) し, 6 時間間隔の動画を作成しましょう.
* 重ね描きを行った際に図が見難い場合は, カラートーンの種類を変更することも検討してみましょう.
* 現象の説明
* 台風 6 号は 2023 年 7 月 28 日にフィリピン東の海上で発生した台風です.
大型で非常に強い勢力にまで発達し, 沖縄地方や九州, 四国地方では線状降水帯が発生するなど, 西日本に多大な被害を与えました.
* 使用データファイル候補
* 東西風((<URL:https://psl.noaa.gov/thredds/fileServer/Datasets/ncep.reanalysis/pressure/uwind.2023.nc>))
* 南北風((<URL:https://psl.noaa.gov/thredds/fileServer/Datasets/ncep.reanalysis/pressure/vwind.2023.nc>))
* 降水量((<URL:https://psl.noaa.gov/thredds/fileServer/Datasets/ncep.reanalysis/surface_gauss/pres.sfc.gauss.2023.nc>))
* 2024 年 6 月 21 日に九州で発生した線状降水帯の構造
* 描画する図
* 2024 年 6 月 21 日 6 時頃に鹿児島県で発生した線状降水帯の周辺の水蒸気分布を下の軸を持つ図として描画しましょう.
* 九州付近の相対湿度の経度-緯度分布
* 九州付近の相対湿度の経度-高度 (圧力) 分布
* さらに経度-緯度分布であれば複数の高度 (圧力面) における分布を描画し, 3 次元分布を確認しましょう.
* 余力があれば相対湿度以外の物理量の分布も確認してみると良いでしょう.
* 現象の説明
* 近年, 線状降水帯と呼ばれる雨域が注目を集めています. 線状降水帯は, 次々に発生し列をなす積乱雲によって形成される, 同じ場所で線状に伸びる雨域です.
* 使用データファイルの候補
* この問題では例外的に NCEP/NCAR Reanalysis データを使わず, 気象庁メソスケールモデル (MSM) を用いて作成された GPV (Grid Point Value) データ (((<こちら|URL:https://database.rish.kyoto-u.ac.jp/arch/jmadata/gpv-netcdf.html>))を用います.
* その中で例えば 2024 年 6 月 21 日の物理量の値が保存された下のファイルを用いると良いでしょう.
* ((<URL:https://database.rish.kyoto-u.ac.jp/arch/jmadata/data/gpv/netcdf/MSM-P/2024/0621.nc>))
* ファイルには, 大気温度, 東西風, 南北風などの値が保存されています.
データの詳細はメタデータを確認しましょう.
* ただし, 鉛直風の変数 w はゼロがとなっているため使わないようにしましょう.
* 残念ながら降水量や雲水量などの値はファイルに含まれていません. 降水量分布などはインターネット上の情報を調べると良いでしょう.
==== レポートに書く内容
レポート内には以下を記述してください.
ただしリンクを貼る際は((*相対パスで指定するようにしてください*)).
* どの図を描画するスクリプトを作成したのか
* スクリプトファイル quiz1.rb.txt へのリンク
上記で作成した quiz1.rb を quiz1.rb.txt という名前に変更してください. ブラウザ上から読めるようにするためです.
* スクリプトの解説
スクリプト内の各行が何をしているのか, ((*スクリプト内にコメント文として書く*)).
* 描画に使用するデータファイルへのリンク
リンク先はダウンロード元の URL を記してください.
* スクリプトの使い方の解説
これをもとに TA が実際にテストします.
実行する際のスクリプト, データの置き場を明示してください.
#* 実行例 result1.txt, result1.png へのリンク
* 作成した動画ファイル (result1.gif) へのリンク
* 作成した図から読み取れること
自分で作成した図から読み取れることを説明してください.
必要に応じて参考文献, 参考ウェブページを引用しても構いません.
その際には下の「参考資料」の欄に記入してください.
* 参考資料
URL をベタ書きにするのではなく, そのページの作者やタイトル, および何を参考にしたのかも明記する.
* 共同作業した人の名前
* 工夫したこと, 感想など
#=== 実行結果の例
#
# (作成中)
#
# $ ruby quiz1.rb
== 問題 2
* 興味のある現象を 1 つ選び, GPhys を用いて描画し, 考察してください.
* 取り組む課題は課題 1 の中から選んでもかまいません.
==== レポートに書く内容
レポート内には以下を記述してください.
ただしリンクを貼る際は((*相対パスで指定するようにしてください*)).
* スクリプトファイル quiz2.rb.txt へのリンク
上記で作成した quiz2.rb を quiz2.rb.txt という名前に変更してください. ブラウザ上から読めるようにするためです.
* スクリプトの解説
スクリプト内の各行が何をしているのか, ((*スクリプト内にコメント文として書く*)).
* 描画に使用するデータファイルへのリンク
リンク先はダウンロード元の URL を記してください.
* スクリプトの使い方の解説
これをもとに TA が実際にテストします.
実行する際のスクリプト, データの置き場を明示してください.
#* 実行例 result2.txt, result2.png へのリンク
* 作成した図 (動画ファイル) (result2-1.png, result2-2.png, ... 等) へのリンク
* 作成した図の説明
自分で作成した図が何の図なのかを説明してください.
図を説明するには, 「いつ」「どこ」「物理量」「平均方法 (瞬間値? 平均値?)」「図の軸」のような情報が必要です.
例えば, 下のような記述になるでしょう.
* 2000 年 10 月 1 日 0 UT の 200 hPa 気圧面における東西風の瞬間値です.
* 2000 年 10 月の 500 hPa 気圧面における温度の 1 カ月平均値です.
* 2000 年の緯度 45°における海面更生気圧の経度分布の時間変化です.
* 作成した図から読み取れること
自分で作成した図から読み取れることを説明してください.
必要に応じて参考文献, 参考ウェブページを引用しても構いません.
その際には下の「参考資料」の欄に記入してください.
* 参考資料
URL をベタ書きにするのではなく, そのページの作者やタイトル, および何を参考にしたのかも明記する.
* 共同作業した人の名前
* 工夫したこと, 感想など
#=== 実行結果の例
#
# (作成中)
#
# $ ruby quiz1.rb
==== 作成する図の候補
作成する図はそれぞれの興味に従って選んで構いません.
もし思いつくことがない人は下の項目を参考にするとよいでしょう.
* 東西平均温度/東西風/比湿の緯度-圧力分布 (の季節変化の動画)
* 神戸市 (に最も近い点) における地表 (1000 hPa における) 温度/気圧の時間変化
* 神戸市 (に最も近い点) における温度/東西風/南北風の時間-圧力分布
* YYYY 年 MM 月に発生した台風の温度/風速/比湿分布 (の動画)
= 提出されたレポート
* ((<伊藤 晟生|URL: https://itpass.scitec.kobe-u.ac.jp/~sei115/report01/index.html>))
# 学籍番号: 2243411S
* ((<今西 惣一郎|URL:http://itpass.scitec.kobe-u.ac.jp/~ichiro1/report01/index.html>))
# 学籍番号: 2233403S
* ((<小西 天馬|URL:https://itpass.scitec.kobe-.ac.jp/~konishi/report01/index.html>))
# 学籍番号: 2263438S
* ((<鬼頭 香帆|URL:https://itpass.scitec.kobe-u.ac.jp/~kaho1552/report01/index.html>))
# 学籍番号: 2283423S
* ((<浅野有加|URL:http://itpass.scitec.kobe-.ac.jp/~asano0/report01/index.html>))
# 学籍番号: 2203436S