ペンギン論について

南極は、地球上で最も厳しい環境です。

特に真冬は、気温が-20℃（度です）よりも高くなりにくいです。

そして皇帝ペンギンは、極寒の中で1羽だけで短時間生存できない状態の寒さです。

実は、コウテイペンギンは寒さを防ぐ為に工夫をしています。

ペンギン論について

ペンギンは、飛ぶ事ができない南半球に生息する海鳥です。

そしてコウテイペンギンは、体脂肪と羽毛の厚い層で守られています。

断熱材として機能するので、ペンギンの表面は周囲の環境よりも低音になる事が多いです。

 

ペンギンは、卵を守りながら温めるパートナーを後に残した雌のペンギンが、

海へ狩りに行っている間に雄のペンギンは、巨大な群れを形成します。

つまり、寄り添って群れる事で表面積が減少します。

群れ全体的に外界の表面積が減るので、体温維持が可能です。

しかし、群れの中心部に存在するペンギン温かく、外周部に存在するペンギンは寒いです。

 

数学的な群れの形成論は、円形が最適です。

面積が同じなので外周の長さは、最短になるからです。

しかし、外周の長さが最短なる場合は円形です（無風状態のみに適応しています）。

南極は、風速160km/h（キロメートル毎時です）程度の突風が吹く事によって、

風による体温の低下が生じます。

つまり、完全な円形は効果が小さいです。

数学と群れ行動について

ペンギンの群れの幅は、動き回るペンギンが多くなる程、群れの形が円形に近づきます。

最初は、亀の形を形成していきます。

群れの前面で風を受けるペンギンは、風の少ない風下へ移動していきます。

寒さによって先頭の寒くなったペンギンが離れていきます→

寒くなったペンギンが後方へ移動します→

寒くなったペンギンが再びペンギンの群れに合流します→

寒くなったペンギンが最後尾について行きます。

 

ペンギンの群れの幅は、ペクレ数（Peです）に依存します。

ぺクレ数が低い場合は、周囲長を最小にする事が望ましいです。

つまり、ペンギンの群れが円形に近づいていきます。

ぺクレ数が高い場合は、周囲長を最大にする事が望ましいです。

突風に正面から曝されるペンギンを少なくして、長くて細い群れに近づいていきます。

●ぺクレ数は、移流と拡散の比を表す無次元数です。

対流で失われる熱エネルギーと伝導で失われる熱エネルギーとの比です。

 

公式は、移流輸送速度/拡散輸送速度=ぺクレ数です。

群れの形は、ペンギンの数に依存します。

ペンギン数が少ない時は、最適な断面形状よりも密集していきます。

ペンギン数が多い時は、ペクレ数に応じて縦横比していきます。

ペンギンの行動学について

他のペンギンよりも強く寒さを感じるペンギンを群れに入れます。

その後、ペンギンの群れが円形から楕円になります。

ペンギンの群れの内部は、たまに隙間が生じます。

 

個々のペンギンは、寒さを避けようとする自分の事をだけを考えて身勝手な行動をします。

しかし、ペンギンの群れ全体的に熱損失がほとんど均等に分け合いました。

つまり、ペンギンの群れは内部と外部を交互に移動して生き延びています。