流域管理研究室の学生さんに贈る

このくらいは知っててください --- 基礎科学編

農林工学系 奈佐原(西田)顕郎

趣旨: 流域保全学では、水・土砂の移動や森林の動態を物理モデルや地理データを用いて科学的に解析することが多い。そこで科学の基礎的な知識が必要になる。無論、学生諸君は既に高校などで一定の理科教育を受け、入試や実験などでも数学を既に使った経験があるだろう。しかし、研究・実務においては、現象をいかに正確かつ効率的に扱うかという科学的視点が必要になってくる。
 そのような科学の代表的なものとして、
 

  • 物理学 
  • 水理学 
  • 気象学 
  • 生態学 
  • 地学

    があげられる。これらは学類4年生になる前に習得しておいてほしいが、せめて、大学院に進学する前には必ず習得しておくこと。


      物理学

    1. 力の性質(ベクトル・作用反作用)
    2. 運動方程式・力のつりあい
    3. 力積・運動量・運動量保存則
    4. 仕事・エネルギー・エネルギー保存則・ポテンシャル
    5. 角運動量保存則・モーメント(偶力)
    6. 慣性モーメント
    7. 万有引力の法則
    8. 円運動・遠心力・単振動・周期
    9. 圧力・浮力
    10. 応力・主応力・せん断応力
    11. ひずみ・ひずみ速度
    12. フックの法則
    13. ニュートン粘性
    14. 摩擦係数・摩擦角
    15. 粘着力・クーロンの法則
    16. オイラー的な見方・ラグランジュ的な見方
    17. 物質微分
    18. オイラー方程式
    19. ナビエ・ストークス方程式
    20. レイノルズ数
    21. ベルヌーイの定理
    22. 分子運動論(温度とエネルギー,ボルツマン定数,気体定数)
    23. 気体の状態方程式
    24. 熱伝導率と熱伝導方程式
    25. 拡散係数と拡散方程式
    26. 移流つき拡散方程式
    27. 乱流拡散・カルマン定数・混合距離・対数則・粗度
    28. 断熱膨張
    29. エネルギー保存則(熱力学第一法則)
    30. 熱力学第二法則
    31. エントロピー(熱力学的定義と統計力学的定義)
    32. 相変化と潜熱
    33. キュリー温度と残留磁気
    34. 光の粒子性と光子のエネルギー
    35. 光の波長・スペクトル
    36. 黒体輻射、プランクの法則、ステファン・ボルツマンの法則
    37. 輻射率、キルヒホッフの法則
    38. 偏光と複屈折
    39. ホイヘンスの原理と波の干渉・回折
    40. アンテナの大きさと角度分解能
    41. 音波、音波の波動方程式、音速とその温度依存性
    42. 定在波と共鳴
    43. 弾性波とP波・S波

      水理学

    44. フルード数と常流・射流
    45. ビンガム流体・ダイラタント流体
    46. マニング則と粗度
    47. 土石流、掃流砂、浮遊砂
    48. 掃流力
    49. (無次元)限界掃流力
    50. シールズパラメータ、エギアザーロフの式
    51. 流砂量式
    52. 透水係数、ダルシー則、リチャーズ式
    53. Horton型表面流

      気象学

    54. 回転座標系とコリオリ力・遠心力
    55. 地衡風と高気圧・低気圧周辺の風速場
    56. 気温の逓減率
    57. 前線
    58. 地表面のエネルギー収支
    59. 顕熱フラックス・潜熱フラックス
    60. 乱流輸送過程とバルク式・渦相関法(乱流変動法)

      生態学

    61. 森林の遮断蒸発
    62. GPP, NPP, NEE, NBP, heterotrophic respiration, autotrophic respiration
    63. 光合成有効放射

      地学

    64. ジオイド
    65. 測地系
    66. 日本測地系・世界測地系・WGS84
    67. 投影法
    68. ガウス=クリューゲル図法・UTM図法 参考ページ
    69. プレート・テクトニクス
    70. 断層・正断層・逆断層・右横ずれ・左横ずれ
    71. 火成岩の系列と成分、物性
    72. 溶岩の成分と粘性
    73. 水蒸気爆発・マグマ水蒸気爆発:有珠山
    74. 火砕流:ピナツボ・雲仙・メラピ
    75. 火山泥流:雲仙・十勝岳・ネバドデルルイス
    76. 山体崩壊:眉山・セントへレンズ・磐梯山
    77. 溶岩流、楯状火山
    78. 環太平洋火山帯
    79. 凝灰岩・グリーンタフ
    80. 変成岩
    81. 熱水変成・温泉じすべり
    82. リル侵食・ガリー侵食