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３章 　CommonMPへの機能追加と修正（海洋モデル作成のために追加した機能）
３．１ 　双方向接続 ： 「要素モデル」に対して、一つの接続で上下の情報のやり取りが行える様に改造

　植物プランクトンを動物プランクトンが捕食する場合を考えます。ここで、植物プランクトンとしては、「珪藻類」「円石藻」「その他」に分類し、動物プランクトンは、「カイアシ類」「その他」に分類します。
　ここで、植物プランクトンに対して、「カイアシ類」と「その他のプランクトン」が　１：１０の割合で捕食ならば、植物プランクトンが動物プランクトンへ　１：１０の割合で有機物を提供する必要があります。　このため、「植物プランクトン」側は、自分を捕食する各動物プランクトンが要求している有機物の要求量を知る必要があります。（但し、現在の植物プランクトン総量の判断により、実際に提供する量は要求量とは異なる）

　ところで、ダウンロードしたCommonMPの要素モデル間の接続は一方向のみの接続を持っています。
　そこで、植物プランクトンと動物プランクトンの捕食関係を接続すると、図３．１．１に示す様に　植物プランクトン→動物プランクトン方向（捕食した有機物の量を送信）と、動物プランクトン→植物プランクトン方向（捕食したい要求量を送信）の２本の接続を設定する必要があります。しかしながら、生態系を構成する要素が増えるに従って、モデルが非常に複雑化することが予測されます。
複数種類の植物プランクトンを、複数種類の動物プランクトンが捕食する
　　図３．１．１　複数の植物プランクトンと複数の動物プランクトンの捕食関係を表す場合（１方向接続のみで行う場合）

　そこで、本ホームページに於いては、一本の接続線内に、植物プランクトン→動物プランクトン方向（捕食した有機物の量を送信）と、動物プランクトン→植物プランクトン方向（捕食したい要求量を送信）を同時に設定できるように、「双方向の接続要素」を追加しました。
　双方向接続要素を用いると、各要素モデル間の関係を１本で接続できます。接続線内で伝送されるデータは、要素モデル自作時に自由に設定可能としました。（方法は後の章にて説明）
　図３．１．２に双方向接続要素を用いた接続の接続例を示します。
複数の植物プランクトンを複数の動物プランクトンが捕食する：双方向接続
　　図３．１．２　複数の植物プランクトンと複数の動物プランクトンの捕食関係を表す場合（双方向接続を用いて行う場合）


　一本の「双方向接続要素」の内部構造を「捕食」を例にして、図３．１．３に示します。

　双方向接続：植物プランクトンから動物プランクトンへの接続
　　　　　　　　　　図３．１．３　「双方向接続要素」内部構造の例


＜＜補足説明＞＞
　　　動物プランクトンと植物プランクトンが相互結合している
　　　　演算モデルのプログラムから見た場合、双方向接続と、通常の一方向接続は区別しない



　図３．１．３に於いて、伝送データは「セル」の１次元配列として伝送されます。一つの「セル」には、複数の情報がそれぞれ実数型の情報として設定できます。
　内部に設定する情報は、要素モデル開発者が設定可能です。（後の章で方法を述べます ）
　図３．１．４は、図３．１．３の情報を　CommonMPの接続要素プロパティ画面に表示させた例を示します。
　　相互接続要素（珪藻類からカイアシ類への接続）
　　　図３．１．４　相互接続におけるセル内の変数データ設定

　図３．１．４では上流モデルは「植物プランクトン」、下流モデルは「動物プランクトン」として、「捕食」の接続要素で相互結合させています。
　「植物プランクトン」から「動物プランクトン」へ送信されるセルの中の変数としては、「捕食した有機物」……「捕食物の密度」等が存在し、上流の「植物プランクトン」が設定した情報を下流の「動物プランクトン」が受信します。一方、下流モデル（動物プランクトン）から上流モデル（植物プランクトン）に伝送されるセルは「要求する有機物量」が設定されています。

　尚、モデルでは、海の深さ方向に７層に分割しております。
　　　表層混合層(surface mixed zone)　＝＝　　水深：     0[m] 〜    15[m] 
　　　真光層（Epipelagic zone)               ＝＝　　水深：  15[m]  〜  100[m] 
　　　透光層（disphotic zone) 　　　        ＝＝    水深： 100[m] 〜   200[m] 
　　　中深層（Mesopelagic zone)　　　    ＝＝    水深： 200[m] 〜  1000[m] 
　　　漸深層（Bathypelagic zone)　　　   ＝＝    水深：1000[m] 〜  3000[m] 
　　　深海層（Abyssopelagic zone)        ＝＝　　水深：3000[m] 〜  5999[m] 
　　　海底（Bottom)　　　                       ＝＝    水深：5999[m] 〜  6000[m] 

　ここで、各要素モデル間の接続要素では、 一つの層に１つのセルを割り当てているため、個数７の１次元配列にしています。

　　　
　　　図３．１．５　植物プランクトン、動物プランクトン、ネクトン間の各層毎の捕食関係（層の数：７個の一次元配列）



　双方向接続を可能とする様に改修した　ＣｏｍｍｏｎＭＰのソースを　 CommonMPOceanSample.zip　に置きます。
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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　★：α版(2022/06/20現在)

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初版：2022/06/21 |