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石黒高潮シミュレーション装置は、日本の海洋学者である石黒静雄氏が製作したアナログコンピュータです。1960年から1983年にかけて、英国国立海洋研究所によって北海の高潮シミュレーションに用いられました。現在はロンドンの科学博物館の数学ギャラリーに展示されています。
1953年の北海大洪水の深刻な影響を受けて、英国政府は将来の災害を防ぐための計画を策定する委員会（ウェイバリー委員会として知られる）を設置した。[ 1 ]英国国立海洋研究所（NIO、現在は国立海洋学センター）は、英国における高潮の科学的調査を担当していた。1957年、海洋高潮を予測するためのアナログ手法を開発していた日本の海洋学者、石黒静雄が、北海に研究を応用するためにNIOに加わった。[ 2 ] [ 3 ]最初はユネスコのフェローシップによるものだったが、後にNIOの常勤職員となった。石黒は1980年代初頭までアナログモデルの開発と応用を続けたが、デジタルコンピュータの進歩により、多くの海洋学者が数値シミュレーションを好むようになった。[ 4 ]石黒氏は1983年に退職したが、2007年に亡くなるまで自宅で機械の研究を続けた。石黒氏の暴風雨高潮計算機はその後、ロンドンの科学博物館に収蔵され、数学ギャラリーの海洋モデリングに関する展示の一部となっている。[ 5 ]
石黒の機械は、電圧と電流を用いて水の高さと流れを模倣するアナログコンピュータである。北海は約80個のノードからなるグリッドとして表現され、これらのノードは電気的に接続されているため、ノード間の電流の流れが北海の異なる地点間の水の流れを表す。北海の地点間の水の流れは、水の高さの差、海岸線や水深などの固定された物理的特徴、コリオリ力（地球の自転による）、潮汐力（月と太陽の重力による）などの時間依存効果に依存する。[ 6 ]
このモデルは、電気部品（抵抗器、コンデンサ、インダクタ）と信号発生器を組み合わせて時間依存の入力を提供することで、これらの現象を模倣します。このモデルは、通常北から接近する高潮が北海を南下する様子をシミュレートします。さまざまな場所と時間における水の流れと高さを予測し、特定の場所で最大潮位と最大潮位が予想される時間を評価できるようにします。[ 7 ] [ 8 ]このモデルの一般的な用途は、防潮堤や沿岸防衛の必要性を調査することでした。石黒氏がコンピュータについて説明する様子を映したNIO制作のフィルムは、サウサンプトン大学の国立海洋学センターのアーカイブにあります。[ 9 ]
コンピュータ[ 10 ]の物理構造は、シミュレーションに使用される電気グリッドを含む2つのパネルと、独立した入出力セクションで構成されています。入力は、 5¼インチフロッピーディスクドライブを備えたCommodore CBM 8032コンピュータを使用して行われ、出力はAdvance Instruments OS-240オシロスコープに表示され、写真で記録されました。
デジタルコンピュータ（流れの方程式を数値的に解くもの）は1960年代には利用可能でしたが、石黒氏はアナログ方式の方が柔軟性があり、離散的な時間ステップを扱う際の計算上の問題を回避できると主張しました。[ 9 ]その後の電子コンピュータの改良により、現在では数値モデリングがアナログモデリングよりも一般的に使用されています。現代の例としては、英国の国立潮汐海面施設や、米国の機関が使用する「ハリケーンによる海、湖、陸の高潮」モデルなどがあります。