[論文レビュー] The Legality of Wind and Altitude Assisted Performances in the Sprints

Jonas Mureika|arXiv (Cornell University)|Feb 13, 2001

Sports Analytics and Performance参考文献 4被引用数 9

ひとこと要約

この論文は、風速および標高の変動する条件下で100mおよび200m走のパフォーマンスを物理的数理モデルを用いてシミュレートし、標高が助走効果をもたらす200m走の記録が、それと同等の100m走の記録よりも顕著に速いことを示している。主な発見は、200m走において、許容範囲内の追い風が吹く高標高地帯での記録は、現在の認識よりも著しく援助を受けている可能性があることである。これは、国際陸連（IAAF）がこうした記録の「合法性」を再検討すべきであるという示唆を含む。

ABSTRACT

Based on a mathematical simulation which reproduces accurate split and velocity profiles for the 100 and 200 metre sprints, the magnitudes of altitude and mixed wind/altitude-assisted performances as compared to their sea-level equivalents are presented. It is shown that altitude-assisted times for the 200 metre are significantly higher than for the 100 metre, suggesting that the ``legality'' of such marks perhaps be reconsidered.

研究の動機と目的

• 物理的数理モデルを用いて、風速と標高の併存効果が200m走のパフォーマンスに与える影響を定量化すること。
• 200m走の最初の100m（カーブ部）における風速効果の系統的補正が不足している問題を扱うこと。この部分では風速データがしばしば欠落している。
• 国際陸連の現在のポリシーに疑問を呈し、高標高地帯で風速が助走効果をもたらす200m走のパフォーマンスが、これまで想定されてきた以上に援助を受けている可能性があることを示すこと。
• 高標高地帯で風速が助走効果をもたらす200m記録の「合法性」が、性能向上の実態が低く見積もられていることから、再評価されるべきであると提言すること。

提案手法

• 力に基づく数理モデルが用いられ、合成力は推進力、内部抵抗および空気力学的抗力の差として定義される。
• 抗力はスプリンターの相対風速の二乗に比例し、標高に応じて変化する空気密度を組み込む。
• 合成力を時間積分することで距離および時間プロファイルを計算し、100mおよび200m走の実際のスプリットタイムおよび速度データをシミュレートする。
• 風速効果は、運動方向成分の風速関数としてモデル化され、カーブ部における風速の角度変動を考慮する。
• モデルは既知の100m走成績と照合され、検証された後、200m走に拡張され、カーブ部における風速の変動を含む。
• 公式タイムの補正を計算し、各走破成績の0風・海面レベル相当タイムを推定する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 風速を無視した場合、2250mの高標高地帯における200m走のパフォーマンスは、海面レベルに比べてどの程度速いか？
• RQ2 2250mの高標高地帯で許容範囲内（+2.0 m/s）の追い風が200m走に与える影響は、海面レベルの条件と比較してどの程度か？
• RQ3 200m走のカーブ部における風速の角度変動が、測定される直線成分のみを考慮した場合、実際の援助量にどの程度の差をもたらすか？
• RQ4 なぜ、高標高地帯で許容範囲内の追い風が吹く200m走のパフォーマンスは、同じ条件下の100m走のパフォーマンスよりも著しく援助を受けているのか？
• RQ5 マイケル・ジョンソンの19.71秒という高標高地帯で風速補助を受けた200m記録の真の性能優位性は何か？そして、この記録は再分類されるべきか？

主な発見

• 2250mの標高（メキシコシティ）では、海面レベルと比較して、標高そのものが約0.07秒のパフォーマンス向上効果をもたらす。
• 海面レベルでの許容範囲内（+2.0 m/s）の追い風は0.10～0.12秒の改善効果をもたらすが、2250mの高標高地帯では0.15～0.16秒の改善効果をもたらす。
• 200m走において、カーブ部の風速角度の変動により、低標高地帯では最大0.3秒、高標高地帯では0.6秒以上も有効な風速補助が変動する可能性がある。
• 1990年に+4.0 m/sの風速計測値を示したレロイ・バーレルの19.61秒の風速補助200m走は、好都合な風速角度のおかげで最大0.4秒の補助を受けていた可能性があり、その0風・海面レベル相当タイムは彼の最良の合法記録を上回っていた。
• モデルは、高標高地帯で許容範囲内追い風が吹く200m走のパフォーマンスが、同じ条件下の100m走のパフォーマンスよりも著しく援助を受けていることを示しており、国際陸連の記録資格基準の再検討が求められる。