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B気候教材をバージョンアップする
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海外の教材アニメーションの導入
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全球の気象衛星画像・動画の活用
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等値線図の視聴覚素材としての活用
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EXCELによる気候表の作成
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EXCELによる雨温図の作成
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EXCELによるハイサーグラフの作成
1 海外の教材アニメーションの導入
授業で気候学習の基本である「大気の大循環」を扱う場合は,気象衛星画像や動画,アニメーションなどの視聴覚素材が有効である。
(1) 海外の教材アニメーションの導入
イギリスに本社がある教育出版社ピアソン・エデュケーションの教材アニメーションは,内容が非常にシンプルで洗練されている。同社では,このアニメーションをはじめ,気候や地形の学習で活用できる101ものアニメーション(Flash形式)を収録する“Geoscience Animation Library CD-ROM (4th Edition)”という教材CDを販売している。洋書の扱いでAmazon.co.jpなどネット書店で購入可能である。注文してから1週間〜3週間かかるとのことだったが,私の場合は注文してから3週間かかった。 価格が ¥3,576円, 配送料¥0円, 消費税 ¥191円, 代金引換手数料 ¥260円の 合計 ¥4,015円であった。
(2) 気候学習に有効な教材アニメーション(画像をクリックするとリンクにつながります)
Geoscience Animation Library CD-ROM (4th Edition)というCD-Rの中には,自然地質学、自然地理学、海洋学、気象学と地球科学で最も視覚化するのが難しい話題を照らす101のアニメーションが収録されているが,高校地理の気候学習に活用できる有用なアニメーションが,Flash形式と,それが組み込まれたpowerpoint形式のファイルとして収録されている。私がとくに気候関係の授業で有用と考えているのは,以下のようなアニメーションである。アニメーションのイメージ画像をクリックすると見られるようになっている。
●地球が太陽のまわりを公転するアニメーション
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「大気の大循環」の中心にある熱帯収束帯(ITCZ)が季節移動するために,地球全体の風,降水分布は変わる。その原因はもちろん,地球が傾いた状態で太陽の周りを公転しているために,夏は北半球側,冬は南半球側が温められ,そこにITCZが発達するためである。こうした内容の学習で活用可能なのが,このアニメーションである。内容は太陽の周りをまわっている地球の位置変化を再現した単純なアニメである。画面下側の再生ボタンをクリックすると,1月から12月までの地球の位置変化を見ることができる。このアニメをみると,なるほど夏は北半球,冬は南半球が温められるということが視覚的にとらえられる。シンプルであるが大変有用な素材である。 |
●大気の大循環のアニメーション
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このアニメーションは,大気の大循環の図の動的な理解に役立つ素材である。アニメーションの左側にあるボタンをクリックしていくと,表示される画像が変わっていく。つまりまず「Circulation near the Equater」をクリックすると,赤道付近にある熱帯収束帯(ITCZ)を中心とした気流を再現するアニメーションが表示される。さらにその下の「Add Toropical and Midlatitude Circulation」というボタンをクリックすると,中緯度高圧帯を中心とした 気流を再現するアニメーションが再現される。さらにまた「Add High Latitude Circulation」というボタンをクリックすると,極高圧帯を中心とした気流を再現するアニメーションが再現される。非常に基本的な大気の大循環の図のイメージを伝える時に,よい素材である。 |
●ITCZの季節移動アニメーション
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続いて,この「大気の大循環」の学習にあたっては,熱帯収束帯(ITCZ)の季節移動にともなって,全体が夏は北側,冬は南側に移動する点をしっかり理解させなければならない。この時,役立つのが左のアニメーションである。アニメーションの下にあるボタンをクリックしていくと,アニメーションの基本画面の設定ができる。まず「Show Hadley Cells Profile」をクリックすると,地図の左に赤道付近の気流を再現するアニメーションが表示される。そして右の「Hide ITCZ」というボタンをクリックすると,熱帯収束帯の中心位置たが紫色のラインで地図上に表示される。さらにその右の「Show Pressure」をクリックすると,高気圧と低気圧の位置が地図上に表示される。また「Hide precipitation」をクリックすると,カラーのパータンで降水分布が示される。表示されたものは,もう一度同じボタンをクリックすると非表示にすることができる。下のボタンで,基本画面の設定が終わったらあとは,下の再生ボタンを押す。すると1月から12月までのアニメーションが再現される。このアニメでは,ITCZの季節緯度にともなって,気圧帯が移動し,さらにそれと連動して降水分布も移動していく様子が一目了然である。非常に有用な素材であると考える。
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2 全球の気象衛星画像・動画の活用
気候学習の基本である「大気の大循環」の学習で,ITCZ(熱帯収束帯),中緯度高圧帯,寒帯前線などの「気圧帯」と「降水」の関係をとらえさせる際,「気象衛星画像」が有効である。とくにペーパーベースの教材資料を作成するには,気象衛星画像の静止画像が有効です。下のリンクから入手して下さい。
●地球気
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ここでは1時間おきに更新される気象衛星の全球画像(モノクロ)が閲覧できる。まずメインページ左の「気象情報」にある「衛星画像」をクリックすると,全球の赤外画像,全球の水蒸気画像,日本付近の赤外画像の3つの画像が表示されるが,そのうちの「全球の赤外画像」が画像が鮮明で有用性が高い。この画像をクリックすると拡大画像が表示される。あとは右クリックすればJPG画像として保存ができる。 |
●気象庁HPの「気象衛星」
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気象庁のホームページ内にある「防災気象情報」の「気象衛星」という所では,ひまわりによる衛星画像(モノクロ,カラー)を入手することができる。画像は30分おきに更新されている。 |
●デジタル台風
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過去の主な台風・ハリケーン・サイクロンなどの経路図や台風をとらえた衛星画像,鮮明な気象衛星画像も見られるが,「雲画像動画アーカイブ(全球画像)」では1981年〜現在までの月別の雲の動きをまとめた過去24時間,120時間,240時間の気象衛星画像の動画(mp3,wmv形式)がダウンロードできる。 |
●フリ ーソフト「お天気アニメーター」
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気象庁のWebサイトから画像を収集し,そのデータをもとにしたアニメーションを作成するソフトである。日本域衛星画像(水蒸気画像・可視画像・赤外画像),全球画像(水蒸気画像・可視画像・赤外画像),アメダス・天気図(降水量・積雪深・気温・実況天気図)をカラー,グレースケールの両方について継続的にデータを収集することができる。例えば1年間,データを蓄積すれば,1年分のアニメーションを閲覧できる。 |
3 等値線図の視聴覚素材としての活用
「1 海外の教材アニメーションの導入」にあるアニメーションを使えば,世界の様々な気候タイプを生み出す「ITCZ(熱帯収束帯)の季節移動」という現象について感覚的にイメージさせることは容易である。問題はさらに,「ITCZ(熱帯収束帯)の季節移動」が世界の様々な気候タイプを生み出しているのだということについて,「客観的な資料」をもとに理解させるという点である。この点,従来から教科書や地図帳に掲載されている1月〜12月の等値線図(気温,降水量)を生徒に示して,「ITCZ(熱帯収束帯)の季節移動」との関係を捉えさせるといった方法が取られてきた。ただこの点については,より有用な素材がある。IRI(国際気候予測研究所)HPの「IRI Map Room」から入手できる素材である。
(1)IRI(国際気候予測研究所)HPの「1月〜12月の等値線図(気温,降水量)」を利用する
@IRI(国際気候予測研究所)HP
国海洋大気庁(NOAA)の下部組織であるIRI(国際気候予測研究所)のHPには,「IRI Map Room」というページがある。とくに「Global Monitoring Analyses, Climatologies and Reports」というページでは.高校地理でも活用できるような良質の気候関連地図が容易にダウンロードできる。このページの地図データは,主に気候変動にかかわるデータなので,平年値に対しての偏差を示したような地図が大半である。しかしClimatologies(気候学)という項目のPrecipitation(降水量),Sea Surface Temperature(海面温度),Surface Air Temp(地表面温度)については,pdf,jpg,gif,png形式など様々なファイル形式で,地図データを入手できる。なおこのサイトは英文サイトであるか゛Yahoo翻訳などで翻訳すれば使い易くなる。
A様々な等値線図の入手(1971-2000年の平年値)
たとえばClimatologies(気候学)という項目のPrecipitation(降水量)というところを,クリックする。すると月別降水量を等値線で示した図が,1月,2月,3月と・・スライドショーのような状態で画面表示される。
そしてその画面を,クリックすると,下にあるようなデータのダウンロード画面に変わる。ここでファイル形式を選んで,「PDF」「jpeg」「gif」「png」などの形式名のところをクリックする。すると,その該当する形式のファイルがダウンロードできるという仕組みである。
(2)1月〜12月の等値線図(GIF形式,PDF形式)を活用しよう
@GIF形式のファイルの活用
下の★の所からIRIの「GIF形式のアニメーション」が直接ダウンロードできる。画像のイメージは下のようなものである。このサイトを直接視聴させてもよいし,パワーポイントにGIF形式のファイルを貼り付けるとアニメーションとして再生できるので,パワーポイント素材として活用するのもよい。
APDF形式ファイルの活用
下の表の★の所からは,右クリックで直接1月〜12月の等値線図(カラーのPDF形式ファイル)がダウンロードできるようにしてある。ファイルは下に示したような1月から12月までの画像が順番に連結してある。これらをITCZの季節移動アニメーションなどを使って,ITCZ(熱帯収束帯)の季節移動を確認させたあと,1月〜12月のPDF画像を連続視聴させる。そうすれば生徒に「ITCZ(熱帯収束帯)の季節移動」と連動して「世界の気温 分布」と「世界の降水分布」も移動しているのだということを視覚的に理解させることができると思われる。
4 EXCELによる気候表の作成
気候学習の基本的図表である気候表は現在,「気象庁の公式サイトのデータ」や「EXCELのグラフ作成機能」を活用すれば容易に作成できる。
(1)気象庁の公式サイトにアクセスする
●気象庁の「月別平年値の地点別リスト」の活用
まず気象庁の公式サイト内のページにアクセスすると,世界の主要地域についての「平年値の統計期間を1971〜2000年とする気象データ」が容易に入手できる。つまり最初,左下のような世界地図が描写されるが,この地図上の青色の地域名をクリックすると,さらに右下のような地域別の地図が表示される。
(2)任意の都市の気候表の元データを入手する
そして,地域別のマップ上で,データがほしい都市をクリックして選択する。するとその都市の気候表が表示される。
(3)EXCELの新規ワークシートに貼り付ける
この表をコピーしたものは,EXCELの新規のワークシートに直接貼り付けることができる。
(4)気候表の完成
EXCELの新規のワークシートに貼り付けたものについて,テキストの位置を変えたり,罫線の色や線種を変えることで,下のような「気候表」が完成する。
5 EXCELによる雨温図の作成
★「雨温図とハイサーグラフを自動作成するEXCELファイル」を作成しました。こちらからご利用ください。
(1)EXCELによるグラフウィザードの起動
「4」で作成した気候表は,そのまま雨温図作成のデータに活用できる。つまりまず下の黄色で網かけされた所を範囲指定して,EXCELのツールバーの「挿入」にある「グラフ」をクリックする。するとEXCELのグラフ作成機能が起動する。
(2)グラフウィザードで折れ線グラフを作成
@グラフの種類で「折れ線グラフ」の形式を選択する。
A「データ範囲」は「行」にする。
Bタイトルとラベルを設定する。
Cグラフの作成場所を,気候表の下にしたい場合は「オブジェクト」にして,「完了」。
Dすると下のようなグラフが作成される。
(3)折れ線と棒グラフの複合グラフへ
@続いて降水量のグラフにマウスポインタを置いて,右クリック。
現れたメニューの「グラフの種類」をクリックし,そこで「縦棒」を選択する。すると 右下のような複合グラフの基本形ができる。
A続いてこの複合グラフの左右の軸を設定する。気温の軸,降水量の軸を左右どちらにするのかは特別な決まりはないが,ここでは気温の軸を左,降水量 の軸を右に設定する。設定の仕方は簡単である。まず折れ線グラフ(気温)の任意のラインをクリックして 「データ系列の書式設定」のウィンドウを 開いて「使用する軸」の設定を主軸(下/左側)とする。また 棒グラフ(降水量)の任意の棒をクリックして 「データ系列の書式設定」のウィンドウを 開いて「使用する軸」の設定を第2軸(下/左側)とすればよい。
Bさらに,グラフの背景色,棒,ラインのカラーを調整するためには,それらを直接左クリックして,「データ系列の書式設定」というウィンドウを表示させ る。そして パターンの「領域」で,カラーを直接選択して,「OK」をクリックすればよい。例えば「棒グラフ」を 灰色にしたい場合は,左下のように カラーパネルから灰色のパータンを選べばよい。なお斜線,ドットなどのパターンを選択したい場合は,「塗りつぶし効果」でその設定を行えばよい。 このカラー設定を行うと,右下のような図になる。
C続いて,グラフの左右の軸の名称・単位を表示させなければいけない。 これについてはグラフの外側の余白部分の適当な所にマウスポインタを合わせ て右クリックし,そこで表示される「グラフオプション」のウィンドウの「タイトルとラベル」の「Y/数値軸」と「Y/第2数値軸」にそれぞれ気温 (℃)と降水量(o)を入力すればよい。
D左右の「軸タイトル」の表示を横向きから,縦向きに変えるためには,それぞれの「軸タイトル」を左クリックして表示される「軸ラベルの書式設定」 のウィンドウの「配置」という所で,「縦方向の文字列」を選択するだけである。
Eそして完成した雨温図が下のような図である。
6 EXCELによるハイサーグラフの作成
★「雨温図とハイサーグラフを自動作成するEXCELファイル」を作成しました。こちらからご利用ください。
(1)EXCELによるグラフウィザードの起動
「4」で作成した気候表は,そのまま雨温図作成のデータに活用できる。つまりまず下の水色で網かけされた所を範囲指定して,EXCELのツールバーの「挿入」にある「グラフ」をクリックする。するとEXCELのグラフ作成機能が起動する。
(2)グラフウィザードで「ハイサーグラフ」を作成
@グラフの種類で「散布図」の形式を選択する。
とくにここでは下の図のように「データポイントを折れ線でつないだ散布図」の設定にする。その設定が終わったらウィンドウ下の「次へ」をクリックする。
Aグラフウィザードの基本設定をする。
すると今度は左下のようなグラフウィザードのウィンドウ画面が表示されるが,そうしたら「系列」というタグをクリックし,右下のように「追加ボタン」をクリックして「系列2」を作る。
BX軸を降水量の軸,Y軸を気温の軸にする
次にハイサーグラフのX軸を降水量,Y軸を気温にする設定が必要になる。つまりグラフウィザードの「系列1」の所をクリックし,その右横にある系列タブの「Xの値(降水量)」の右ボタンをクリックする。そして下図で紫色で着色している気候表の「降水量データ」の部分を右クリックで範囲指定し,その横ボタンをクリックすればよい。するとグラフウィザードのウィンドウ画面が表示される。これで横軸を降水量の軸とする設定は終了である。Y軸を気温の軸に設定するには,系列タブの「Yの値(気温)」の右ボタンをクリックする。そして下図で黄緑色で着色している気候表の「気温データ」の部分を右クリックで範囲指定し,その横ボタンをクリックすればよい。すると再びグラフウィザードのウィンドウ画面が表示される。
Cグラフ上の12月と1月の点を結ぶ設定をする
グラフウィザードのウィンドウ画面が左下画面のように表示されたら,今度は「系列」の所で「系列2」を選択し,右の「Xの値(降水量)」のボタンをクリックする。そして下図の気候表のように「左手でCtrlボタンを押しながら,右手で左クリックして12月と1月の降水量の2箇所を範囲指定する。範囲指定が完了したら,その横ボタンをクリックする。するとグラフウィザードのウィンドウ画面が表示される。そうしたら,「Yの値(気温)」のボタンをクリックして,同様の手順で12月と1月の気温の2箇所を範囲指定する。範囲指定が完了したら,その横ボタンをクリックする。すると再びグラフウィザードのウィンドウ画面が表示される。
Dタイトルとラベルを設定する。
グラフウィザードのウィンドウ画面が表示されたらすぐに下の「次へ」のボタンをクリックして「タイトルとラベル」を表示させる。そしてそこに「グラフタイトル」「X/数値軸のタイトル」「Y/数値軸のタイトル」を入力する。入力が終了したら,下の「次へ」のボタンをクリックして「グラフの場所」を表示させる。グラフの作成場所を,気候表の下にしたい場合は「オブジェクト」にして,「完了」。
Eすると下のようなグラフが作成される。
Fさらに,グラフの背景色,棒,ラインのカラーを調整するためには,それらを直接左クリックして,「データ系列の書式設定」というウィンドウを表示させ る。そして パターンの「領域」でカラーを直接選択して,「OK」をクリックすればよい。なおこの時,各月を結ぶライン,マーカー◆の色は統一する。
GY軸のタイトル「気温(℃)」ももちろん,縦表示にしなければならない。この点についてはタイトル「気温(℃)」を直接左クリックして現れる「軸ラ ベルの書式設定」の「配置」という所で,縦方向の文字列を選択するだけでよい。
Hあとはハイサーグラフの「マーカー◆」の所に,1月〜12月の月名を入れなければならない。このためには,まず「マーカー◆」の所でダブルクリッ クして「データ系列の書式設定」のウィンドウを表示する。そして「データラベル」の「ラベルの内容」というところで「系列名」にチェックを入れ る。すると下図のように1月〜12月のすべての「マーカー◆」の所に,「系列1」のラベルが表示される。表示されたら1つ1つの「系列1」のラベル を軽く左クリックしてアクティブ状態にして,そのテキストを「月名」に訂正していく。
Iそして完成するハイサーグラフが下のような図である。
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