Rを利用したシミュレーションWEBアプリ

RとShinyを使った数値シミュレーション用WEBアプリです。Excel版のVBAをRにポーティングしたものです。WEBアプリは全てshinyapps.ioにデプロイされており、そのURLにリンクされています。

スノーボール惑星の放射平衡シミュレーター

アイスーアルベド・フィードバックを理解するための教材Webアプリです。惑星の基本的な温度環境は、入射する短波放射と惑星アルベド（反射能）、惑星が射出する長波放射と大気の温室効果、それらの放射エネルギーのバランス（放射平衡）で決まります。現在の地球では、1366 W/m2の太陽定数と、0.3の惑星アルベドによって、宇宙から地球をみた場合の放射平衡温度がおよそ255Kであることを説明できます。さらに、大気の温室効果が存在することによって、地球表層はそれよりもはるかに温暖な環境になっています。しかし、地球の１００万年〜億年単位の長い歴史では、太陽定数も惑星アルベドも変化していたと考えられます。特に、全球凍結（スノーボールアース）現象のように雪氷圏が拡大した時代には、惑星アルベドが高く、入射エネルギーは小さくなると予想されます。逆もまた同様です。寒冷な時代には雪氷圏が拡大しアルベドが高くなる、逆に、温暖な時代には雪氷圏が縮小し、アルベドが低くなる、という関係から、大胆に単純化して、アルベドが温度の関数になっている、と仮定してみましょう。アルベドが温度に対してどのような依存性を持っているかによって、惑星の放射平衡がどのようになるかが決まります。しかし、その解が一つであるとは限りません。条件によって複数の解をもつ「解の多重性」が現れます。このWebアプリでは、アルベドの温度依存性を、ある温度範囲で直線的に与えますが、その温度範囲やアルベドの最低・最高値などは自分で設定できます。また、太陽定数の変化のシナリオも自分で設定できます。惑星の気候システムの複雑さや解の多重性などについて理解できると思います。

スノーボール惑星の放射平衡シミュレーター

デイジーワールドシミュレーター

「デイジーワールド」はガイア仮説を説明するための単純な非線型数理モデルです。仮想的な「ひなぎくの世界」において放射平衡温度が太陽定数の様々な変化に対してどのように応答するかを調べるWEBアプリです。

デイジーワールドシミュレーター（日本語版）

Daisy World Simulator (English version)

非線型化学振動子　ベロウソフ・ジャボチンスキー反応　シミュレーター

ベロウソフ・ジャボチンスキー反応（BZ反応）を単純化した非線型数理モデルです。通常は２次元モデルですが、ここでは３次元モデルも用意しました。濃度拡散の計算は、近傍グリッド（２次元では3*3=９点、３次元では3*3*3=２７点）の平均化で近似しています。この数値計算はグリッドのサイズに依存して負荷がかかります。３次元モデルでは、１軸のグリッド数設定を100にすると、１タイムステップの計算に１００万個のグリッド上で濃度計算を行いますので、計算に時間がかかります。

２次元BZ反応シミュレーター

３次元BZ反応シミュレーター