OHTA, Shunji

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Affiliation

Faculty of Human Sciences, School of Human Sciences

Job title

Professor

Homepage URL

http://www.npp.nature.waseda.ac.jp/

Concurrent Post 【 display / non-display

  • Faculty of Human Sciences   Graduate School of Human Sciences

  • Affiliated organization   Global Education Center

Education 【 display / non-display

  •  
    -
    1996

    Waseda University   Graduate School, Division of Human Science  

  •  
    -
    1996

    Waseda University   Graduate School, Division of Human Science  

  •  
    -
    1991

    Waseda University   Faculty of Human Science  

Degree 【 display / non-display

  • 博士(人間科学)早稲田大学 1996年3月

  • (BLANK)

  • 博士(人間科学)

Professional Memberships 【 display / non-display

  •  
     
     

    日本農業気象学会

  •  
     
     

    日本生態学会

 

Research Areas 【 display / non-display

  • Environmental dynamic analysis

Papers 【 display / non-display

  • Effect of irrigation systems on temporal distribution of malaria vectors in semi-arid regions

    Shunji Ohta, Takumi Kaga

    INTERNATIONAL JOURNAL OF BIOMETEOROLOGY   58 ( 3 ) 349 - 359  2014.04  [Refereed]

     View Summary

    Previous research models have used climate data to explain habitat conditions of Anopheles mosquitoes transmitting malaria parasites. Although they can estimate mosquito populations with sufficient accuracy in many areas, observational data show that there is a tendency to underestimate the active growth and reproduction period of mosquitoes in semi-arid agricultural regions. In this study, a new, modified model that includes irrigation as a factor was developed to predict the active growing period of mosquitoes more precisely than the base model for ecophysiological and climatological distribution of mosquito generations (ECD-mg). Five sites with complete sets of observational data were selected in semi-arid regions of India for the comparison. The active growing period of mosquitoes determined from the modified ECD-mg model that incorporated the irrigation factor was in agreement with the observational data, whereas the active growing period was underestimated by the previous ECD-mg model that did not incorporate irrigation. This suggests that anthropogenic changes in the water supply due to extensive irrigation can encourage the growth of Anopheles mosquitoes through the alteration of the natural water balance in their habitat. In addition, it was found that the irrigation systems not only enable the active growth of mosquitoes in dry seasons but also play an important role in stabilizing the growth in rainy seasons. Consequently, the irrigation systems could lengthen the annual growing period of Anopheles mosquitoes and increase the maximum generation number of mosquitoes in semi-arid subtropical regions.

    DOI

  • Ecophysiological and Climatological Effects on Distribution of Vector Species and Malaria Incidence in India

    Ohta S &amp, Kaga T

    Int. J. Environ. Res. Public Health   2012 ( 9 ) 4704 - 4714  2012.11  [Refereed]

    DOI

  • Effect of climate on malarial vector distribution in Monsoon Asia: coupled model for Ecophysiological and Climatological Distribution of mosquito generations (ECD-mg)

    Shunji Ohta, Takumi Kaga

    CLIMATE RESEARCH   53 ( 1 ) 77 - 88  2012  [Refereed]

     View Summary

    The relationship between the life cycle and climate conditions of the malaria vector mosquito Anopheles was modeled in order to describe its temporal and geographic distribution at a fine resolution. Since the mosquito grows through immature life stages in an aquatic environment, the model was designed to express the surface moisture conditions conducive to the mosquito's growth. The development of the mosquito was estimated using either air or water temperature, depending on the developmental stage of the mosquito's life cycle. To achieve this, the previous model was modified in order to improve the estimation of the water conditions of its habitat. As a result, the modified model was able to predict seasonal patterns of occurrence of Anopheles at representative sites with a more reasonable degree of accuracy than the previous model. This model was then applied using simple climate data in order to obtain the geographic distribution of the occurrence of various species of Anopheles in Monsoon Asia. The most notable results of the simulated spatio-temporal emergence of the Anopheles mosquito is that although the modified model did not include unique parameters of each species, distribution was clearly divided into sub-regions for each dominant species that corresponded to the climate conditions.

    DOI

  • Modeling the spatio-temporal distribution of the Anopheles mosquito based on life history and surface water conditions

    Momoyo Kashiwada, Shunji Ohta

    Open Ecology Journal   3 ( 1 ) 29 - 40  2010

     View Summary

    To describe the temporal and geographic distribution of the malaria vector mosquito (Anopheles) at a fine resolution, we modeled the relationship between mosquito life history and climate conditions, focusing on temperaturedependent development of the mosquito. Because Anopheles has aquatic immature life stages, the model was designed to incorporate information on surface moisture conditions suitable for the mosquito. Development was estimated using either air or water temperature, depending on the developmental stage. The model was able to predict seasonal patterns of occurrence of Anopheles at representative sites with reasonable accuracy. Individual emergence of mosquitoes was limited by low water temperatures and/or low moisture conditions at the soil surface in cold or dry seasons. This model was then applied to obtain the geographic distribution of Anopheles occurrence in Monsoon Asia. Spatio-temporal emergence of the Anopheles mosquito was successfully represented using the model and simple climate data. This model can be used to predict the distribution of the mosquito for malaria risk assessments under future scenarios involving climate change and the effects of El Niño-Southern Oscillation events. © Kashiwada and Ohta.

    DOI

  • Effect of land cover on air temperatures involved in the development of an intra-urban heat island

    Takuya Yokobori, Shunji Ohta

    CLIMATE RESEARCH   39 ( 1 ) 61 - 73  2009  [Refereed]

     View Summary

    Mobile traverses were used to conduct air temperature observations to clarity the effect. of land cover on ambient air temperatures. The Study area was located in a suburb of the Tokyo metropolitan area, Japan. The mobile traverses were conducted at 2 h intervals between 10:00 h on one clay and 08:00 h the next clay, on selected days from October 2006 to March 2008, for a total of 30 d. We observed an intra-urban heat island (IUHI) throughout the year and determined the diurnal and seasonal variations in this IUHI. The daily maximum intensities of the IUHI under calin and cloudless conditions ranged from 4,0 to 6.9 degrees C during all seasons of the years examined. Such large IUHI intensities are determined by clear boundaries between adjacent land covers, independent of a city's size. The development of an IUHI is related to the features of the land cover, and the causal factors that enhance an IUHI differ between day- and nighttime. In most cases, observed air temperatures varied significantly according to ambient land cover types, and air temperatures decreased as the amount of vegetated area around the sites increased. These land cover effects were slightly stronger at night than during the day, and they weakened as the amount of cloud cover or the wind speed increased, especially at night.

    DOI

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Books and Other Publications 【 display / non-display

  • Possible Effects of Future Climate Changes on the Maximum Number of Generations of Anopheles in Monsoon Asia

    Ohta S &amp, Kaga T

    InTech  2011.09 ISBN: 9789533074191

  • からだと温度の事典

    太田俊二

    朝倉書店  2010.04 ISBN: 9784254301021

  • 変化する気候と食料生産 –21世紀の地球環境情報–

    太田俊二

    コロナ社  2009.07 ISBN: 9784339066159

  • 地球環境システムの中の生物圏 –植物群系と気候、人間–

    太田俊二

    朝倉書店  2008.09 ISBN: 9784254505276

  • 自然のなかの人間

    太田俊二

    間主観性の人間科学, 言叢社  1999.08 ISBN: 9784905913665

Research Projects 【 display / non-display

  • 21世紀前半から後半にかけての日本の感染症媒介蚊の個体数と活性期間の変化

    Project Year :

    2018.04
    -
    2021.03
     

     View Summary

    日本では梅雨や台風などの季節性の降水イベントがあり、水棲ステージの個体数動態が影響を受けると考えられる。本研究では、降雨がヒトスジシマカの個体群維持に及ぼす影響を組み込んだ気候データ駆動型の個体群動態モデルを利用して、温帯性蚊の個体群動態の再現ならびに将来予測を試みた。東京で採取された実測の個体数データを用い、尤度を指標としてモデル内のパラメータ推定を行った。さらに蚊個体群の将来予測のために将来気候予測データ(GCM)を検証した。すると、GCMによる降水量の推定値は、観測値に比べて降水強度の弱い雨が長く降る傾向があり、将来予測されているような降水パターンとなっていなかった。そこで、降水について過去の実測気象データから月平均値について統計的に大きく外れないようなランダムリサンプリングによって降水データを生成した。この際、将来の東京の気候として提言されている無降水日数や降水強度の増加を考慮した降水パターンを生成し、蚊個体群予測の入力データとした。その結果、将来の梅雨時期の無降水日数が増加することを反映して、水棲ステージの個体数増加が抑え込まれ、夏季にピークとなる個体数はこれまでのモデル予測値よりも小さくなった。気候変動影響として気温の変化がおよぼす影響のみならず、降水パターンの変化が温帯性蚊の個体群動態の気候変動影響予測にとって重要な環境変数となることが示された。感染症媒介蚊の個体数の増減は、気候変動下での潜在的な感染症リスクの変化を示唆するものであり、公衆衛生上の課題に関して気候学と生態学の視座から新たな知見を提供することができた。2019年度末(2020年3月)に予定されていた生態学会や農業気象学会の中止により、学会発表による意見交換が十分にできず、論文化の仕上げの段階で停滞してしまっているため。当初の計画どおり、将来気候モデルの出力を活用し、近未来(2030年頃)から将来(2090年頃)にかけての日本のイエカ、シマカの個体数の挙動を予測(とくにピークの個体数と活性期間の特定)をする予定である

  • Probable effects of population dynamics of vector mosquitoes in Japan

    Project Year :

    2015.04
    -
    2018.03
     

     View Summary

    The population dynamics of mosquitoes in temperate regions are not well understood compared to tropical or subtropical mosquitoes, even there is a big concern that the mosquito-borne diseases are prevalent under future climates. We developed a mosquito population dynamics model, implementing a life history of diapauses for overwintering. Parameters were estimated by using simulated annealing method based on the likelihood utilizing the observed data in Tokyo. The observed population data on Aedes albopictus, vector of dengue and Zika virus, and Culex pipiens, can cause West Nile fever and Japanese encephalitis, in Tokyo was well reproduced by our model. We demonstrated the decrease in population and shortening of active period under future climate condition for Cx.pipiens and showed an increase in population for Ae. albopictus by coupling our model with a global climate model. Our results provide the information of potential risk of mosquito-borne disease with fine temporal resolution

  • Spatio-Temporal distribution of infection-causing vectors under future changing climate

    Project Year :

    2012.04
    -
    2015.03
     

     View Summary

    First, a coupled model with ecophysiological and climatological factors was developed to estimate the spatiotemporal distribution of the species of dominant malaria vectors (Anopheles spp.) in monsoon Asia, using simple climate data. Then, we examined how the potential distribution obtained from the model could explain trends in malaria incidence observed in India, which has the highest number of confirmed cases of malaria in Asia. As a result, it was found that malaria incidence tended to increase exponentially as vector generation number increased. In addition, the observed seasonal peak of malaria incidences corresponded closely to the simulated appearance period of vector species, except for intensively irrigated areas that experience anthropogenic impacts on hydrologic conditions. Therefore, a new, modified model that includes irrigation as a factor was developed to predict the active growing period of mosquitoes more precisely than the base

  • モンスーンアジアの人口増加と気候変化が食糧生産に及ぼす影響

     View Summary

    モンスーンアジアの主要な農業形態である水稲耕作の将来を考えるとき、水温の分布とその将来変化はきわめて重要である。しかしながら、現状において水温の広域的かつ連続的な測定は行われていない。本年度はOhta et al.(1993)の気候データから水温を求めるモデルを利用して、将来の気温上昇が水稲耕作へ及ぼす影響について研究した。まず、植被の繁茂は直接の日射を遮る一方で長波放射を水体に供給して温度を上げる点を考慮するために、今回は水田において水稲が移植されてから次第に大きくなって収穫されるまでを葉面積指数の関数で表し、大気、水稲と水体の熱収支から水面の純放射量を求めた。この水面純放射量と諸条件をOhta et al.(1993)のモデルに与えて日平均水温をシミュレーションした。我が国において1950年代から測定されている水温と葉面積指数のデータを用いて、本モデルを検証したところ、モデル水温はきわめて良い精度で実測水温を再現していることがわかった。次に、このモデルと緯度経度30分グリッドの現在気候データを用いて、モンスーンアジアの水田水温の分布を明らかにした。気候データは月単位の時間解像度を持っているので、その季節変化も同時に明らかにした。ほかに農業気候資源の分布として、移植可能早限期、耕作可能期間、有効積算水温、蒸発能および蒸発能と降水量の比、ボーエン比を描いた。また、同様にして、現在の気温よりも1.5、3.0、4.5K高く、相対湿度が現在気候と変わらないと仮定した将来気候下でも計算した。これらの結果を総合すると、中国東北部においては乾燥化が進み灌概の必要性が高まり、一方で北緯33度以南の太平洋岸のほとんどの地域や中国東南部、タイ、マレーシアなどの東南アジアにおいて極端に高い水温となることが予想され、高温障害への対策を急がなければならないことがわかった

  • インターネットを活用した環境教育カリキュラムの開発と評価

     View Summary

    平成15年度に実施した所沢市立中学校での自然環境問題をテーマとした中学校-大学が連携した総合的な学習の時間の授業プログラムの実践結果を活動記録等を基に分析を行った。当初想定していた環境教育に関する調べ学習の支援という方針の改変と同時に、生徒が接する道具(Wiki (Webブラウザで簡単に情報の追加/編集が行えるシステムの総称、共同作業や情報共有に適している)による共有ノートや壁新聞)の改変や導入が、中学校側と大学側との授業デザインの統合過程と強く関係していることが明らかになった。各学校や学級で既に蓄積されてきた道具や媒体のあり方を含めて検討し、既存の道具等と組み合わせで利用することで、異なる組織間の協調的な授業デザインが促進される可能性が示唆されるとともに環境教育に関するモデル的なカリキュラムの開発につながった。上記分析結果および各種調査での知見を統合し、インターネットを活用した環境教育カリキュラムの開発を行った。また、当該カリキュラムを実施する上で必要となるWWWをベースとした環境教育システムの構築を行った。本システムの機能としてAjax (Asynchronous Java Script+XML : Java ScriptをつかってWebブラウザとサーバ間XMLをやり取りするパラダイム。サーバとブラウザのシームレスな連携が実現可能となる)を用い世界地図上に児童・生徒が撮影した画像とコメントを貼付けることができる「成長する図鑑」機能を実装した。成長する図鑑とは児童・生徒が自ら調査収集した情報を追加しながら内容を充実(成長)させることができる画像システムであることから命名したものである。そして評価のため本システムを所沢市の7校の小中学校の教員に試用していただき、良好との評価を受けた

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Specific Research 【 display / non-display

  • 温暖化研究に寄与する局地気象観測手法の検討

    2020  

     View Summary

    局地環境の観測データを温暖化研究の一部に組み込むためには、さまざまな問題があり、たとえば観測測器の標準化や観測環境の違いなどである。局地環境の観測地と測器の統一された気象観測サイトが近い場合には、これらの問題を克服する鍵があるだろう。今回の基盤的研究では、所沢キャンパスから1km少々しか離れていない所沢アメダスのデータを活用する問題点を検討した。所沢キャンパス側の観測データの蓄積が少ないことから明確なことは言えないが、継続することにより新しい知見が得られるだろう。

  • 陸域生態系の植物生産力評価のためのプロセスベースモデルの開発

    2019  

     View Summary

    変動する気候条件下における作物収量は地球の自然植生の潜在生産力という文脈で理解されなければならない。これまでに申請者は、熱収支・水収支などの整合性をとる手法を取り入れた植物生産力評価モデルを開発し、気候データを入力値として、時間変動する気候資源に対応した生産力変動の再現に成功しつつある。そこで研究では、生産力を日単位で推定できるこのモデルを拡張することを目的とした。これは、世界の人口扶養力の定量化、および今後も予想される地球規模の気候変化による植物生産力低下の大きさやその頻度を評価するための基盤的な技術となるだろう。

  • 変動気候下の生産力の不安定性を考慮した地球の人口扶養力の定量評価

    2017  

     View Summary

    本研究課題では,地球の人口扶養力を定量的に評価するために,研究代表者らが開発した植物生産力モデルを用いて,全球スケールでの自然植生の総一次生産力(GPP)を推定した。植物生産力モデルに入力する気候値としてNCEP/NCAR再解析データを用いたところ,GPPは2001–2010年の平均値で148 PgC year–1と推定された。この推定値はこれまでに報告されている他のモデルや衛星観測などの数値より少し大きかったものの,気候の年々変動に対応した生産力の変動をうまく捉えられていた。植物生産力モデルに入力する気候値をMIROC気候モデルの出力値に替えて同様のシミュレーションを行ったところ,全球でのGPPは129 PgC/yearと推定され,先行研究とよく一致した結果が得られた。

  • 気候モデル出力データの簡易なダウンスケーリング法の開発

    2016  

     View Summary

    本研究課題では,全球気候モデル(GCM)の出力値を,研究代表者らが開発した植物生産力モデルに入力値ために,適切な時空間スケールにダウンスケールする手法を開発した。ダウンスケールした気候データを植物生産力評価モデルに入力し生産力を推定し,それを観測された気候値を入力値とした場合に推定された生産力と比較した。ダウンスケールした気候データを入力値として推定された生産力は,観測された気候データを入力値とした場合に比べて大きい傾向がみられた。続いて,GCMと観測データとの平均バイアスを補正したところ,補正前と比べ観測値との誤差は小さくなったものの,依然として多くの観測サイトで生産力を過大に推定していた。

  • 植物生産力評価モデルによる潜在的な食料供給力の将来予測

    2016  

     View Summary

    本研究課題では,研究代表者らが開発した植物生産力モデルのパフォーマンスを評価し,修正および改善すべき点を模索した。シミュレーションの結果をFLUXNETで公開されている観測データと比較した結果,このモデルは生産力の時間変動と葉の生長の季節変化をよく再現できていたものの,草原サイトでは森林サイトに比べ再現性は低かった。さらに,生産力と気候の年々変動との関係を観測データと比較したところ,生育時期ごとに気候に対する植物に応答を正しく表現できていた。シミュレーションでは生産力が土壌含水量に対してより強く応答する傾向があり,水環境が植物の生産力に及ぼす影響をモデルに正しく反映させる必要があることが示唆された。

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Syllabus 【 display / non-display

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