２．３　環境研究総合推進費による研究（地球環境研究）

３．地球の温暖化影響・対策に関する研究

〔担当者〕

〔目　的〕
地球温暖化問題の未解明点は大きく３つある。第一は，地球温暖化のメカニズムであり，大気中の温室効果ガス濃度の変化とそれによる地球の気候変動の仕組みについて，多くの不確実な点が残されている。第二は，地球温暖化の防止対策についてであり，各種の対策技術や政策の有効性を評価する上で，関連する技術システムや社会経済システムの体系的解明とそのモデル化が必要不可欠になってきている。第三は，地球温暖化の影響であり，気候変動やそれに伴う自然条件の変化によって，自然環境や社会経済にどのような影響が生じるかについて，不解明な点が多く残されている。本研究プロジェクトは，地球温暖化の影響と対策，すなわち，第二と第三の未解明点について，現地調査，実験，データ解析，モデリング，具体的なシステム設計等を通じて，総合的に明らかにすることを目的としている。

〔内　容〕 本年度においては，次の６つの研究を実施した。
（１）温暖化による健康影響と環境変化による社会の脆弱性の予測と適応によるリスク低減化に関する研究
　温暖化により疾病や死亡の増加，生存環境の変化による影響，動物媒介性感染症の流行域の拡大による影響が予測されている。このため，温暖化と環境劣化による健康影響について定量的予測を行い，社会の脆弱性を評価するとともに，適応策や人の適応能の向上により健康影響を抑制するため，他研究機関と協力して研究を行った。
（２）地球温暖化による生物圏の脆弱性の評価に関する研究
　我が国をはじめとするアジア地域では地域レベルに適用しうる感受性や適応性の評価手法の開発と総合的な脆弱性評価，特に，陸域生態系の脆弱性評価の問題は森林シンクの問題とも関連する重要な課題である。また，水資源の問題は，生態系の脆弱性や農林業を含む人間の経済活動とも密接に関連しており，生物圏の存続に悪影響を及ぼす可能性が高い問題である。本年度は，環境研究所で担当している高山生態系及び水資源システムを対象に初年度に続き気候シナリオ・データベースの充実，影響評価手法の検討，および現地調査と実験研究によるモデルパラメータの整理を行った。
（３）気候変動・海面上昇の総合的影響評価と適応策に関する研究
　アジア地域における異常気象現象の発生とその影響についての知見の収集と解析する。アジア地域の沿岸部を中心として，発生した台風,洪水などの気象災害についての過去の記録及び対応する気象，水象データを収集し,現象の発生状況とそのときの気象状況を把握，分析する。気象現象の沿岸地域への影響について知見を収集と解析を行う。異常気象現象がもたらす社会システムへの影響について,過去の気象災害を事例として収集するとともに，気象災害と社会・経済的な影響についての関連性について解析する。脆弱性指標の開発と適用性についての検討する。１１，１２年度の成果をもとに，地球温暖化に対する沿岸地域の脆弱性を評価できる指標（群）を開発する。また，開発した指標については,幾つかの地域において試算することにより適用性について検討を行う。
（４）CH４，N２Oのインベントリーの精緻化と開発中核技術の内外への普及
　メタンガスや亜酸化窒素の排出を効率的に削減するため，生活系・事業場系排水に係る排出インベントリーの整備，開発途上国を視野に入れた対策技術の検討および各人為排出源における対策技術の評価手法を検討した。
（５）アジア太平洋地域統合モデル（AIM）を基礎とした気候・経済発展統合政策の評価手法に関する途上国等共同研究
　アジア地域の研究者と共同して地球温暖化対策とこの地域での経済発展との統合評価するモデルの開発に着手し，温室効果ガス削減及び適応のための方策を詳細に検討するとともに，これらの対策が地域環境，マクロ経済に与える影響等について検討した。
（６）交通需要の地域特性に適合した運輸部門の環境効率向上策とその普及促進策に関する研究
　次世代型電気駆動車の普及を図る際の問題点の解明とその対応策の実現可能性の検討を行うとともに，低環境負荷型の都市交通システムを実現するための各種施策についてモデルによる評価を行った。

〔成　果〕

（１）温暖化による健康影響と環境変化による社会の脆弱性の予測と適応によるリスク低減化に関する研究 　社会が地球温暖化によって受ける影響を軽減化していくためには，疾病や死亡等健康に対する温暖化の影響を予測し最適な適応対策を確立する必要がある。現在，温暖化により疾病や死亡の増加，水資源や大気の変化による影響，動物媒介性感染症の流行域の拡大による影響が予測されている。このため，温暖化と環境変化による健康影響について定量的予測を行い，社会の脆弱性を評価するとともに，適応策や人の適応能の向上により健康影響を抑制するため，他研究機関と協力して研究を行った。 　温暖化による健康影響と社会適応に向けた総合的リスク評価のため，日本，中国，タイにおいて，気候・気象変化と疾病罹患率との関連について疫学調査を実施した。同時に疾病の罹患率に関与する大気汚染との相互作用についても，調査と実験の両面から解析を進めた。東京については，引き続きリスクの高い呼吸器系疾患と熱中症について夏季の気温と各疾患の罹患率について検討した。気温との関連では，特に肺炎の罹患率が冬季の低温の時期，夏季の気温の上昇につれ顕著に上昇していた。この調査結果は，モデル実験の結果得られた高温環境下における肺の免疫担当細胞と殺菌活性の低下とよく一致していた。 　温暖化による夏季気温の上昇は，オゾン生成を促進すると予測されているため，都市近郊においては高温による健康影響とオゾンによる影響が複合して現れることが予想される。特に呼吸器へのリスクは重大と考えられるため，肺の感染防御能に対する高温とオゾンの複合影響を明らかにするモデル実験を引き続き行った。その結果，高温とオゾン暴露による相加作用が認められた。さらに気管肺胞洗浄液成分の解析では，高温環境飼育群で殺菌活性の主体となる肺胞マクロファージ数が有意に減少した。しかしながら，高温とオゾン暴露の複合による肺胞マクロファージ数への相加的な影響は観察されなかった。これらの結果から，高温とオゾンの複合暴露による肺の殺菌活性低下の原因として，肺胞マクロファージの減少とともにその機能の低下が示唆された。 　東京に比べ平均気温の高い福岡県，沖縄県および中国武漢市において引き続き症例データを収集し，夏季の気温と熱中症関連症状の罹患率の関連について比較評価を進めた。調査はすべての救急搬送事例を対象に，救急患者の症例データを収集し，熱中症関連の主傷病名を抽出し解析した。 　温暖化による動物媒介性感染症の増加予測に関しては，影響予測モデルを構築するための調査と実験を継続実施した。中国雲南省において，マラリア流行程度の異なる３地域で住民を対象に１０年間にわたる血清疫学調査を実施し，マラリア流行に及ぼす自然環境条件，社会条件の影響について検討した。また，中国海南省においては，媒介蚊の発育，生存に関する実験，野外調査を行った。その結果，媒介蚊の発育速度，生存期間とも低温域だけでなく高温域においても閾値の存在が確認され，このことから，温暖化の影響予測にあたってはこれらの結果を考慮したモデル構築の必要性が示された。

（２）地球温暖化による生物圏の脆弱性の評価に関する研究
　高山生態系の脆弱性評価と指標性については，前年度までの成果をもとに我が国の高山帯の地域特性を考慮し，北海道の高山帯植生と亜高山帯植生，高山帯植生を構成する植物群落それぞれと気候条件との統計的関連性をまとめた。そして本プロジェクト各サブテ−マの共通シナリオの一つとして供給されたGCMモデルCCSR-９８に基づいた共通温暖化シナリオ（２次メッシュデ-タ）を用い，２１００年までの温暖化影響予測を行った。その結果，用いた統計的関連性を表わす式により多少異なるものの２０３０年から２０５０年の間に高山帯の植生が消滅し亜高山帯に置き換わるとの結果が得られ，温暖化に伴う北海道高山帯の脆弱性の高さが示された。また，北岳（山梨県）に生育する我が国の代表的な高山植物であるキタダケソウについてCCSR-９８に加えCGCM１に基づいた共通温暖化シナリオにより２１００年までの満開日を予測した。その結果，シナリオにより多少異なるものの２０９０年代には現在より３０日から４０日程度早まる結果が得られた。そのほか，アポイ岳（北海道）での近年の森林帯の上昇速度や白山（石川県）高山生態系の動物，雪田植生，周氷河地形と気候条件との統計的関連性もまとめた。
　水資源システムへの影響については，前年度に引き続きGCMから気候シナリオの特性分析を行うとともに，降水量，気温などアメダス気象データや流域，河川地理情報を有機的にリンクさせた水資源影響評価のための気象及び水資源データベースを作成した。また統計的ダウンスケーリングによる地域気候シナリオの作成手法及び水資源影響の評価に用いられる影響評価モデルについてこれらのデータベースを用いた影響モデルの検討を行った。また水資源の質的側面を扱うために河川の統計的モデル，物理モデルを作成し，適用した結果，温暖化により河川水温が上昇し，水質や水生生態系への悪影響が発生することが予測された。

（３）気候変動・海面上昇の総合的影響評価と適応策に関する研究
　異常気候現象として北インド洋及び西太平洋における台風，サイクロンの観測データを収集し，地理情報データに加工したうえでデータベース化した。このデータをもとに台風，サイクロンの経路情報が視覚的にも把握できるようにするとともに，年代ごとに台風，サイクロンの発生，通過経路，上陸の確率を算定し，地図情報とオーバーレイする手法を開発した。この手法を北インド洋に適用し，１９４５〜１９９８年間のサイクロン経路の解析を行った結果，インド東部及びバングラデシュに多数のサイクロンが上陸していることから，これらの経路データと沿岸人口や標高を用いた予備的な指標化を検討した。

（４）CH４，N２Oのインベントリーの精緻化と開発中核技術の内外への普及
　CH４，N２O抑制のために，これらの排出ポテンシャルが大きい生活系・事業場系排水処理についてアジア地域の開発途上国での適用も視野に入れ，処理手法ごとのインベントリーの充実化とバイオ・エコエンジニアリングシステムによる普及可能な対策技術の開発を推進した。また，各人為排出源分野におけるインベントリーの充実と対策の重点化を図るために，導入効果の評価を踏まえ，対費用効果の優れた技術の普及と連動した各人為排出源におけるインベントリーの精緻化と充実化を図る研究を推進した。
　排水処理におけるN２O排出抑制の運転操作条件の最適化を図ることを目的としてN２Oの生成・排出が考えられる硝化，脱窒過程における排出特性を検討した結果，硝化由来のN２O排出量は「嫌気終了時のNO２-N濃度」と「NH４-N酸化速度−NO２-N酸化速度」の２つの変数で表すことができ，それぞれの変数の値が増加すると硝化由来のN２O排出量が増加することが明らかになった。これらの成果を踏まえ，これまで開発を進めてきたN２O排出を組み込んだ生物学的窒素除去に関する動力学モデルを基に，対策技術としての有効性が示されている間欠ばっ気回分式活性汚泥法による処理においてN２Oの生成・排出を予測するシミュレーションモデルの基本設計およびモデルの開発を行った。その結果，シミュレーションモデルを用いて数値実験を行い，実験結果を再現するためにはさらに活性汚泥の反応特性をN２O生成・消滅との関係で適切に表現すること，および嫌気条件下でのN２O生成・消滅機構に関して解析を行う必要があることが明らかになった。開発途上国で多く用いられている生態工学手法のうち，代表的なラグーン法および人工湿地法からのCH４，N２O排出量および生成・排出機構を中国，タイでの現場調査とモデル装置を用いて検討した。その結果，これらの処理手法からの排出量が流入条件などの運転操作条件により大きく変動することが明らかになり，運転操作条件の適正化の重要性が示唆された。
　人為的排出源からのCH４，N２O排出・吸収量インベントリーの精緻化を図るために，各排出源におけるインベントリーの精度評価について「排出係数の不確実性」および「活動量データの不確実性」の評価方法を検討し，開発されつつある削減対策技術に関して削減効果を排水処理なら処理効率といった本来目的を考慮し，コストを基準にする評価手法をベースとしてこれらに富栄養化抑制効果などの間接効果を反映させる手法の検討を行った。

（５）アジア太平洋地域統合モデル（AIM）を基礎とした気候・経済発展統合政策の評価手法に関する途上国等共同研究
　今後温室効果ガス削減対策を実施していくためには，長期的な経済発展を維持し，国内の各種問題を解決しながら気候安定化をいかに総合的に達成していくかを検討していくことが不可欠である。特にアジア地域の発展途上国は，高い経済成長のポテンシャルとともに公害などの深刻な国内問題を抱えており，気候政策だけでなく，気候政策と地域環境政策等の国内政策，あるいは気候政策と経済政策を同時に進めていくことが重要であり，これらの統合政策の評価が行えるようAIMモデルの改良に着手した。
　本年度は二酸化炭素削減のための対策が地域の環境改善にあたえる効果を推計するためにモデルを改良した。本モデルは詳細な技術データをベースとして，温暖化対策および地域環境対策により，どの程度省エネ技術および環境負荷削減技術が導入されるかを推計し，地球温暖化政策と地域環境政策の統合効果を推計するものである。中国，インド，韓国を対象としてエネルギー技術データ及び地域環境対策技術データの整備を行い，本モデルを用いて対策の費用・効果について検討した。さらに，対策技術の導入条件を検討し，中国とのクリーン開発メカニズムを実行した場合の費用削減効果について検討した。
　また，省エネ資本投資と排出権取引との相互効果を考慮した長期世界他部門モデルの開発に着手し，省エネ投資によるエネルギー効率改善と排出権取引との関係を考慮した二酸化炭素削減政策の経済的影響などについて検討した。
　さらに，長期的な社会・経済シナリオをベースとして，気候安定化シナリオと経済発展シナリオの統合化について検討した。将来の社会像の違いにより，気候安定化のための対策によるマクロ経済への影響の違いについて分析し，温室効果ガス排出量を抑制しながら，バランスのとれた経済発展を図る社会の将来シナリオについて検討した。
　モデルの開発・改良にあたってはIPCC,EMFなどを通じてモデル比較を行いモデルの有効性を検証するとともに，UNEP/GEO３，エコ・アジアなどの国際プロジェクトに対して分析結果を提供した。

（６）交通需要の地域特性に適合した運輸部門の環境効率向上策とその普及促進策に関する研究
　我が国の運輸部門からの二酸化炭素（CO２）排出量は，総排出量の２割を占め，他の部門とは異なり一貫して増加を続けている。また，アジア諸国をはじめとする発展途上国においても，モータリゼーションの急速な進展により，運輸部門の排出が急増傾向にある。CO２　排出量の削減目標達成のためには，運輸部門からの排出の８〜９割を占める自動車からの排出削減が不可欠である。このためには，我が国の優れたエネルギー効率の自動車技術や公共交通システム技術を交通需要の地域特性にあわせて内外に適用することが望まれるが，排出削減目標の達成期限や国際的枠組み適用に関する検討状況を勘案すれば，短期間に効率の高い技術を内外で大量に普及促進のための社会・経済的支援策を併せて検討することが緊急課題と考えられる。
　本研究では，運輸交通手段の直接利用時の環境負荷とともにエネルギー資源の生産から供給までの環境負荷をも対象とする拡張ライフサイクル評価を行うための，エネルギー供給および利用と車両の駆動方式についてのデータ収集及びデータベース化を行う。また，日本国内のほか発展途上国の大都市も含め，交通需要の地域特性の異なる類型ごとに，公共交通システム整備，高効率車への代替促進などの施策のコストとベネフィットを明らかにする。これらの施策を支援するための交通環境賦課について，国内のみの実施，国際的枠組みでの実施の両ケースについて，その効果を定量的に予測することを目的としている。
　本年度は，車両の駆動方式毎に利用可能なエネルギー源の種類とその生産・製造プロセスについて，文献調査等をもとに関連図を作成するとともに，各プロセスにおける入出力データの収集に着手した。また，アジア諸国の気候条件に適合した電気自動車の可能性を評価するために，モータ，コントローラを中心とした技術評価を行うとともに，簡易車両を構成して走行テストを行い電気自動車の性能評価法を検討した。一方，都市構造の類型や交通網整備状況の違いが，交通需要・交通状況を通して交通起源環境負荷に及ぼす影響メカニズムを定量的に明らかにするため，LCAの考え方を導入し，交通機関の整備と供用という両局面の環境負荷を評価するとともに，交通機関の利用状況に関するパラメータを分析可能とする環境負荷推計手法の構築に着手した。また，この手法を用いて，都市構造や交通状況の違いに応じた，公共交通システム整備，高効率車への代替促進などの環境負荷低減施策の検討に着手した。
〔発　表〕A-１０，４８〜５１，５３，５４，B-４，５，１１，１３，１７，１１６，１１７，C-２５，２７，４５〜５２，a-１８〜２４，１０１〜１０８，１１０〜１１２，b-５，２３，２８，２９，３１，３２，５９，６３〜６５，８８，９１，９６，１５５〜１５７，２９６〜２９８，c-２９，３０，３９，５３〜６１