荒木 徹：京都大学理学研究科地球物理学教室

気象現象が起こる対流圏(0-10km)・成層圏(10-50km)より上の空間についての知識は，地磁気，オーロラ，電離層，宇宙線等の地上間接観測により，19世紀末から徐々に蓄積されてきた．スプートニク１号（1957年；国際地球観測年）打上げ以後，急速に発展した宇宙空間（スペース）直接観測は，放射線帯，磁気圏，太陽風，バウショックなどを次々に発見し，ほとんど真空で何事も起こらぬと思われていた太陽地球間空間が，複雑な構造を持ち多彩な現象に富む興味深い学問的対象であることを明らかにした．現在では，飛翔体による宇宙空間プラズマ・惑星大気の直接観測や気象・海象・太陽・宇宙を対象とするスペースからのリモートセンシングが定常化し，更に，外部太陽圏の構造を探るべく４機の宇宙探査機が海王星の軌道(太陽からの距離30AU．1AU＝太陽−地球間平均距離）を遥かに越えて外方に(現在，約50-70AU)飛翔している．また，地球近傍の宇宙空間は，通信・放送・測地・航海援助・資源探査・工学医学生物実験等の実用目的に広く利用されて，宇宙環境としての意義を深めている．

地球電磁気学に発し，超高層大気物理学・磁気圏物理学・惑星間空間物理学・惑星大気物理学・太陽地球(惑星)系物理学・スペースフィジクスなどの名で呼ばれるようになったこの領域の研究には，銀河電波，銀河宇宙線・太陽宇宙線，太陽電磁放射(Ｘ線・紫外線・光・赤外線・電波)，太陽風（プラズマ・電磁場），磁気圏・電離圏諸量（プラズマ・電磁場・各種波動・高エネルギー粒子）・地上磁場など多種類のデータが使われ，地上と飛翔体の観測により，時間・空間の関数として連続的に蓄積されている．

我々のグループは，磁場データを中心に，関連する地上･衛星観測のデータを組み合わせて，地球の電離圏(高度100-500km)･磁気圏(500-数十万km)の構造と現象を研究している．最近の観測の進歩によりデータ量が加速度的に増加して，その処理解析方法を考え直す必要を感じていたところに有川先生からお誘いがあり，この研究計画チームに参加させて頂いた．データとの付き合いは長いが，「発見科学」に関しては素人で，どのように研究を進めるべきかよく分かっていない．この機会に，私たちの今までの仕事と今後の計画の中で「発見科学」に関係しそうなことについて述ベ，今後の進め方に関して専門家の方々のご意見をおうかがいしたい．

(1)アナログマグネトグラムの自動読取り．

現在の磁場観測には，フラックスゲート磁力計，プロトン磁力計，セシウム磁力計などのエレクトロニクスを用いたデジタル磁力計が使われているが，少し前までは，吊り下げ式の小磁石の振れを光学的に検出しドラムに巻き付けた印画紙上に記録するアナログ磁力計が使われていた．この磁力計は，長期安定度が良く，今もなお，かなりの定常観測所で使われている．当グループが運営する地磁気世界資料解析センターには，１目の地磁気３成分記録(マグネトグラム)を１画面(例：図１)に複写し１観測所の１年分を１巻とした35mmマイクロフィルム約9300巻が保存されている．これを計算機可読形に変換することが望ましく，デジタイザーにより人力でデジタイズしているが，ごく一部に留まっている．

20年近く前，フライングスポットスキャナーやＴＶカメラでこのフィルム画面を走査し，自動読取りを試みたが，メモリー容量，計算速度，検出器のノイズ，画面のSN比，記録曲線交叉時の判断の問題等のため実用化には到らなかった．当時より飛躍的に進歩した計算機と画像処理・パターン認識の研究の応用により，この種の自動読取りが可能かどうかチェックしたい．

(2)ノイズ除去

エレクトロニクスを駆使したデジタル磁力計の記録には，信号以外の変化(いわゆるノイズ，感度検定のためのパルス，基準値の変動，飽和した波形など)が含まれる可能性が多い．これの自動除去方法を考えたい．

(3)解析対象現象の自動抽出

この分野のデータ解析は，特定の現象を多種類のデータを用いて比較相関的に調べるケーススタデイと，１種類または限られた数種類の長期間データに含まれる同種現象多数の性質を調べる統計的解析に大別できる．後者の場合の現象抽出は，データが大量になるときには自動化されることが望ましい．自然現象は，一つとして同じものはなく，大きさ・形共に典型的なものから判断に迷うものまで色々であるから，判定は容易でなく，基準の取り方が重要になる．以下に，我々が進めている(又は，考えている)例について述べる．