恒温植物(ハス)のカオス時系列解析と発熱制御システムの解明

温血植物（莲花）产热控制系统的混沌时间序列分析与阐明

基本信息

批准号：
15658073
负责人：
鳥巣諒
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Iwate University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

研究目的:恒温植物ハスの発熱現象の解明を次の2つの視点から行なった。(1)ハスの発熱する体温の時系列データをカオス時系列解析手法を用いて、体温変動の中にカオスが発現することを確かめること、(2)発熱時・非発熱時の花托部分の熱収支方程式を構築して、熱伝達・熱放射に関与する熱定数を同定し、ハスが発生する熱量を推定すること。実験方法と実験場所佐賀市内のハス田(佐賀市本庄町北緯33.3:東経130.3)で、ハスの開花時期(平成17年6月24日から7月14日)、ハスの花托部分の体温と気温を測定した。測定個体は40体で、温度測定には温度サーミスタ方式のデジタル温度記録計を利用し、サンプリング時間は1分とした。ハスが恒温植物であることの再確認ハスの花托部分が3〜4日間発熱し、30〜35℃を保ち、外気温より10〜15℃程度高い温度となった。また、太陽放射の無い日没から日の出までの間、温度制御を活発に行なっていた。ハス体温(花托部分)のカオス時系列解析ハス体温のパワースペクトル解析から遅延時間τを160分と決定し、3次元相図を用いてアトラクタを作図した。次に、相関次元解析を行い、埋め込み次元(16〜17)と相関次元(2.2)を求めた。さらに、リアプノフスペクトル解析を実施し、最大リヤプノフ指数とKSエントロピーがともに正の数となり、軌道不安定性・長期予測不能性が確認された。このことから、実験開始前の予想通りハス体温の変動にカオスが発現することが確認された。ハスの発熱基礎方程式の構築と発熱量の推定ハス花托部分の発熱時期の熱収支には、ハス自身の発生する発熱量のほかに、太陽からの熱放射、気温からの熱伝達、周囲環境からの熱放射・熱伝達が影響する。ここでは、太陽放射のない夜間部の熱収支に着目し、測定した温度データを入力として未知の発熱や各熱定数を求めるという逆問題(inverse problem)を解いた。これにより、パラメータの同定と発熱量の推定が可能になった。求められた熱特性パラメータは、空気から花托への熱伝達率が1.2kJ/10min m^2Kであり、発生した発熱量は、150〜300J/10minであった。

研究目的：从以下两个角度来了解恒温植物莲花的热量植物莲花的产生现象。（1）确保使用混乱时间序列分析方法在体温波动中出现（1）莲热的体温的热量会产生，（2）在发烧和非构建时开花部分的热量收入和支出方程式，确定与加热和热辐射有关的热集，并估计莲花产生的热量。实验方法和实验位置（33.3，Honjo -Cho，Honjo -Cho，Saga -shi，33.3：East Sutra 130.3），莲花的盛开时间（2005年6月24日至7月14日），莲花花的体温任务测量。测得的个体为40，为温度测量，使用温度热敏电阻数字温度记录器，采样时间为1分钟。莲花的重新确认是，莲花是恒温植物产生的热量3-4天，保持30至35°C，高于外部温度，大约10至15°C。另外，从日落无太阳辐射到日出的日落积极控制温度控制。莲花温度（花任务）的混乱时间 - 系列分析距离体温的HISS温度的功率谱分析为160分钟。接下来，进行了相关维度分析，并获得了与嵌入式维度（16-17）的相关维度（2.2）。此外，实施了后PNOV的谱分析，最大后PNOV指数和KS entighopopy均为正，并且确认了轨道不稳定和长期预测的含义。这证实了混乱在实验开始之前预期的莲花温度波动中出现。莲花的基本方程式的构建以及产生的热量和HASU花组装中产生的热量是基于莲花本身产生的热量以及来自太阳的热辐射，热辐射，热辐射从温度和周围的环境中进行交易。在这里，我们专注于无太阳辐射的夜间部分的热支持，并解决了反向问题（反问题），其中测量的温度数据被输入为未知的热发电机和每个热量常数。结果，可以识别参数和发烧量。所需的热特性参数为1.2kJ/10min m^2k从空气到花，产生的热量为150-300J/10min。