概要
南アフリカのフリーステイト大学（UFS）の土壌・作物・気候科学科は、長年にわたり最先端の農業気象学研究と研修の中心地として機能してきました。Campbell Scientific サウスアフリカとの長年にわたる協力関係により、UFSの学生は世界最高水準の機器、技術指導、そして実践的なデータ収集スキルを習得することができます。このパートナーシップは、環境科学分野における学生の研究と専門職への準備をさらに向上させ続けています。
2024年、最終学年のアブドゥル・ングカムさんは、UFSメインキャンパスにおける屋外温熱快適性（OTC）に焦点を当てた優等生プロジェクトで、傑出した研究者として頭角を現しました。彼は、モバイルセンシング、フィールドワーク、気候適応ソリューションを統合した革新的な研究が評価され、キャンベル科学賞最優秀農業気象学学生賞を受賞しました。
課題
地球温暖化に伴い、都市環境、特に植生が少なくコンクリートの被覆率が高い都市では、熱ストレスが増加しています。大学キャンパスも例外ではありません。アブドゥル氏の研究は、UFSのメインキャンパスの屋外空間が、特に高温期に人間の温熱快適性にどのような影響を与えるかを明らかにすることに焦点を当てていました。
主な課題は次のとおりです。
- さまざまな地表タイプや陰影領域にわたる動的な微気候データの欠如
- モバイルでコスト効率の高い方法でリアルタイムの快適性指標を評価することが難しい
- キャンパス設計を通じて熱中症を軽減するための地域的な推奨事項の必要性
解決策
アブドゥルは、Campbell Scientific社の高度な計測機器と、上司のウェルデマイケル・テスフフニー博士、技術者のノジンダバ・ラデベ氏の指導の下、カスタムメイドの微気候評価ローバーを設計・構築しました。この移動型フィールドプラットフォームにより、キャンパス内の様々なゾーンでリアルタイムの環境データ収集が可能になりました。
含まれる計器類:
- CS500 温度・相対湿度プローブ（正確な空気温度・湿度測定用）
- CR3000 計測・制御データロガーは、LoggerNet ソフトウェアを使用して管理され、集中的なデータロギングを実現します。
- 歩行者レベルの風速を測定するための風速計
- Kipp & Zonen 太陽放射および地表放射用ネット放射計
- 舗装や芝生などの表面温度を評価するための熱電対。
キャンパス内の6か所で日陰、半日陰、そして完全に日当たりの良い場所で測定が行われました。データは複数の温熱快適性指標の算出に使用されました。
- 平均放射温度（MRT）
- 予測平均投票数（PMV）
- 湿度指数
- 不満足率（PPD）の予測
これらの指標により、キャンパス内のさまざまな空間が熱ストレス下でどのように機能するかを包括的に把握できるようになりました。
メリット
アブドゥルのプロジェクトは、大学とより広範な学術コミュニティの両方に具体的な成果をもたらしました。
キャンパス計画
- 明確なデータ証拠により、熱不快感のホットスポットを特定
- 日陰のある歩道を増やしたり、戦略的な場所に木を植えたり、反射面や多孔質面を利用して表面温度を下げるなどの実用的な提案を行った。
学生トレーニング用
- 理論的な学習と実践的でデータ豊富な実験を組み合わせることの威力を実証しました
- キャンベルサイエンティフィックのツールを使用して、フィールド機器のセットアップ、データ収集、気候分析に関する実践的なスキルを開発しました。
Campbell Scientific
- 南部アフリカにおける環境教育とイノベーションの推進者としての役割を強化した。
- アクセスしやすいフィールドグレードの計測機器が、若い科学者に地域の気候問題に対する拡張可能で影響力のある解決策を設計する力を与えることを紹介しました。
プロジェクトの人生を変える影響
アブドゥルはUFSで農業気象学の学位を最近取得し、現在南アフリカ気象局（SAWS）で1年間のインターンシップを修了しています。彼は気候科学の道を歩み続け、プロの気象予報士になることを目指しています。
このプロジェクトを通して、理論を現実世界の状況に適用することができました。MaR（微気候評価ローバー）プラットフォームの構築と運用は、特にCampbell Scientificのセンサーを使った作業を通して、素晴らしい学習体験となりました。私の研究結果が、キャンパスをより快適で気候に強い場所にする一助となることを願っています。
— アブドゥル・ングカム
これをうまくまとめてくれたアブドゥルに感謝します!