IT pass HikiWiki - [itbase2021]Fortran 課題 問題 Diff

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= 問題

下に, マウナロア山 (米国, ハワイ州) での観測から求められた月平均の二酸化炭素濃度のデータファイルがある. このデータのうち, 2001 年から 2020 年の濃度を用いて最小二乗法によりデータに最もよく合う一次関数を求めるプログラムを作りなさい.
また, gnuplot を用いて, 最小二乗法により求めた一次関数と元データを重ね描きしたグラフを描きなさい.
さらに, 求めた一次関数に基づいて二酸化炭素濃度が 500 ppm になる年と月を推定しなさい.

ただし, グラフには必ず軸の名称を付けること.
そして, 最小二乗法で一次関数を求めるプログラムと作成したグラフを提出すること. 提出するプログラムのファイルは, 拡張子が .f90 のテキストファイル (人間が読んでわかる形式) とし, グラフのファイルは pdf 形式とする. 推定された二酸化炭素濃度が 500 ppm になる年と月はメール本文に記載しなさい.


== データ

=== データファイル

((<マウナロアにおける二酸化炭素濃度データ|URL:https://itpass.scitec.kobe-u.ac.jp/~itbase/exp/fy2021/kadai1/co2_Mauna_Loa.txt>))


=== 補足

* ファイルには下のデータが含まれている
  * 1 カラム目: 年
  * 2 カラム目: 月
  * 3 カラム目: 月平均二酸化炭素濃度 (ppm)
* データは((<Global Monitoring Laboratory|URL:https://www.esrl.noaa.gov/gmd/>))より取得した.
# (https://www.esrl.noaa.gov/gmd/webdata/ccgg/trends/co2/co2_mm_mlo.txt)


= 結果の図の例

((<二酸化炭素濃度の時間変化|URL:https://itpass.scitec.kobe-u.ac.jp/~itbase/exp/fy2021/kadai1/co2_gnuplot.pdf>))

#注意: ただし, このグラフは正しい結果ではないことに注意すること.
#例えば, このグラフに重ね描きしてある一次関数はデータに合っていない.

グラフの書式 (点と線, 線の色など) は上の図に倣う必要はない.
各自が見やすいと思うグラフを作成してよい.


= 補足

* 濃度の単位 ppm は parts per million の略であり, 百万分の一, つまり 10 の -6 乗を表す.
  * 濃度は, 体積比で表す場合と質量比で表す場合がある. ここで用いているのは体積比であり, 体積比であることを明示するために ppmv (parts per million by volume) と表記されることもある.