科学技術振興調整費による研究

〔内　容〕
　平成９年度は，バイカル湖の湖底堆積層から採取した２００ｍの不撹乱柱状試料を測定・分析し，過去５００万年程度のバイカル湖地域の気候や環境の変化を再現するための解析の準備を進めた。また，６００ｍ柱状試料の採取に成功した。地球の気候変動に与える地表条件の影響を考察する目的で，ミランコビッチサイクルの検証や生物相変動（花粉，有機化合物，光合成色素など）についても解析を進めた。
　具体的には，以下のような研究課題を他省庁研究機関，各大学と共同で設定するとともに，ロシア・アメリカ・ドイツの研究者との共同研究で総合的な測定・解析を行っている。
　１）不撹乱柱状試料の採取及び現場測定
　�@掘削地点の選定に関する研究
　�Aドリリング
　�B物理検層及びガス成分分析　２）堆積年代決定法に関する研究
　�@１４Ｃ加速器質量分析法による堆積年代決定に関する研究
　�A１０Ｂｅ加速器質量分析法による１千万年絶対年代決定法の実用化に関する研究
　�B古地磁気・岩石磁気年代測定などによる堆積年代の高密度測定（実用）
　３）環境情報解読に関する研究
　�@堆積物の物性測定による環境変動解析に関する研究
　�A堆積物中の有機化合物を指標とした環境変動の解析に関する研究
　�B堆積物中の無機元素変動と環境変化に関する研究
　�C生元素安定同位体自然存在比測定による物質循環系の構造解明に関する研究
　４）古生物情報解析に関する研究
　�@植生変遷史に関する研究
　�A植物化石花粉の葉緑体ＤＮＡ分析による植物分子系統進化に関する研究
　�B水域環境変化と微化石群集変動に関する研究
　５）バイカル湖流域条件及び流域条件の変化に関する研究
　６）バイカルデータベースに関する研究

（２）成層圏の変動とその気候に及ぼす影響に関する国際共同研究
　　�@オゾンに関わる光化学基本モデルの開発

〔担当者〕

〔目　的〕
　大気中の二酸化炭素の増加や火山性エアロゾルの増加によって引き起こされる温度，オゾン，その他の化学微量成分気体濃度の変動を，光化学過程，放射過程，輸送過程の間の相互作用を考慮に入れた総合的立場から正確に理解するために，１次元光化学−放射結合モデルを開発し，数値実験を行い，結果の考察を行う。また，本研究で開発した１次元結合モデルの光化学スキーム及び光化学−放射結合スキームを，東京大学気候システム研究センター／国立環境研究所共同開発３次元大気大循環モデル（ＧＣＭ）に導入する。この３次元光化学モデルは，光化学−放射−輸送過程が複雑に絡んだ大気の変動（温室効果気体の増加とオゾン層の変動など）に関する研究に近い将来有用なものとなるであろう。

〔内　容〕
　１次元光化学−放射結合モデルの開発を引き続き行った。Ｏｘ，ＨＯｘ，ＮＯｘ，ＣＨＯｘ，ＣｌＯｘ物質の吸収断面積や化学反応係数のデータなどをＪＰＬ-９７により最新のものに変え，若干の光化学反応式の追加を行った。このモデルを用いた二酸化炭素突然倍増実験と，ピナツボ火山爆発による成層圏の硫酸エアロゾル増加実験の結果に関して，前年度までに得られた結果とほぼ同じ結果が得られた。
　１）二酸化炭素増加実験では，成層圏上部の温度低下によりオゾンが増加し，それによって，成層圏下部に届く紫外線が減少し，Ｏ（１Ｄ）の生成が減少し，それが成層圏下部のＮＯｘやオゾンを数年のオーダーでゆっくり変化させる。
　２）ピナツボ火山爆発による成層圏硫酸エアロゾルの増加実験では，２５〜３３ｋｍの高度でオゾンが最大３％増加，２５ｋｍ以下で最大約５％減少という，観測事実とよく似た結果を得た。硫酸エアロゾル上で起こる不均一反応により，ＮＯｘが減少したため，二酸化炭素増加実験で示されたような紫外線とＯ（１Ｄ）とＮＯｘが介在した光化学−放射相互作用によるゆっくりとしたオゾン変動はほとんど起こらず，オゾン減少の最大は，ほぼエアロゾル量の最大の時期に現れ，約５〜６年後に元のオゾン量に回復した。この１次元モデルで開発した光化学スキーム及び光化学−放射結合スキームは，スペクトル平均吸収断面積データなどの光化学計算に必要な基本データベースを３次元モデル用に再計算して，東京大学気候システム研究センター／国立環境研究所３次元大気大循環モデルに導入された。オゾンをはじめ，種々の光化学微量成分の空間分布・季節変動ともよく再現されている。

［発　表］Ａ-３〜６，ａ-２〜８

�A成層圏オゾンに影響を及ぼす臭化メチル等の発生起源に関する研究

〔担当者〕

〔目　的〕
　北半球高・中・低緯度域における臭化メチル，塩化メチル，ヨウ化メチルの大気濃度変動を測定して，これらハロカーボンの発生量，現存量変動を解析するための基礎データを集積する。

〔内　容〕
　波照間（北緯２４°３７’），北極域のアラート（北緯８２．５°），北太平洋（北緯４０-５２°）における定期大気サンプリングを継続した。アラート，北太平洋上における塩化メチルは夏にやや低濃度となる季節変化を示した。波照間ではしばしば７００ｐｐｔを上回る塩化メチルが観測されてこの化合物の発生源が沿岸域であることを強く示唆した。また，短寿命であるが効果的なオゾン破壊物質であるヨウ化メチルは北太平洋上において夏に最高濃度となり，外洋の植物プランクトンによる生成が示唆された。アラートでは光分解速度が大きくなる夏にヨウ化メチル濃度が最低となり，発生源から遠いことが示唆された。臭化メチル濃度については塩化メチル同様，夏に低くＯＨラジカル反応による消失を反映するものと考えられた。

［発　表］Ｄ-３９，ｄ-４３

�B成層圏変動の気候への影響に関する解析及びモデルを用いた研究−衛星データ等を用いた解析的研究−衛星データ等を用いた極渦構造の力学的解析−

〔担当者〕

〔目　的〕
　成層圏極渦の構造，極渦の孤立性の機構を力学的解析によって理解することである。極渦の構造は，オゾン，温室効果ガス等の分布を決める大きな要素であり，それらの分布は，直接的には放射過程を通して，間接的には，放射過程によって規定される成層圏の温度分布，さらには，温度と密接な関係がある風の分布を通して，気候へ影響を及ぼす。
　成層圏の温度分布は，基本的には，オゾンによる紫外線の吸収加熱と二酸化炭素，オゾン，水蒸気の赤外放射冷却のバランスによって定まっている。大気の運動による力学的な熱の輸送，さらには，オゾン等の物質の輸送が，その温度分布を変化させる要因となる。成層圏の極渦とは，冬季に西から東に吹く強い風（極夜ジェットといわれる）が低温の極域を取り巻くように流れている様をいう。極の真上からみれば，北半球では左回りの渦，南半球では右回りの渦ができている。秋から冬にかけて発達し，南半球においては春，１１月頃まで持続する。北半球においては，通常３月頃まで持続する。南半球の極渦の方が強く，かつ，持続期間も長い。南極域においてオゾンホールが発達するのは，この極渦の性質のためである。

〔内　容〕
　問題意識：極渦の空気の入れ替わりの機構及びタイムスケール（極渦の孤立性）を特定する。その際，上下方向の交換（成層圏対流圏間の空気粒子交換）および緯度方向の交換の両者に着目し，両者を統一的に理解する。また，「極渦の孤立性が高まる」ことは，「極渦内の空気と低緯度の空気との混合が小さい」ことを意味し，以下の２つの過程が働くことを意味する：「低緯度からの熱輸送が小さい→低温→オゾン破壊」；「低緯度からのオゾン輸送が小さい→低温」。両者の過程とも低オゾン低温度の状態を招き，極渦の孤立性がさらに高まると考えられる。この両者の過程の寄与の大きさを評価する。
　本年度の研究内容：１９９６／１９９７年北半球冬においては，極渦が非常に安定で異常に長期間持続した。そのことと関連し，北極の春のオゾン量が異常に低かったことが，衛星センサーＴＯＭＳのオゾン全量データ等からわかっている。１９９６／１９９７年北半球冬の期間に環境庁開発のＩＬＡＳセンサーにより取得されたデータを解析し，極渦内で以下の特徴を見いだした。空気運動のトレーサーとなる長寿命不活性気体Ｎ２Ｏ，ＣＨ４が少なく，極渦内で下降運動が起こっていることを示唆する。さらに，同期間につき，Ｎ２Ｏのデータが等混合比の値を取る高度を日々追跡することにより，極渦内で確かに下降運動が起こっていたことを見いだした（約１ｋｍ／ｍｏｎｔｈ）。定量的に確信を得るためには，さらなるデータ質評価が必要である。また，気象データを使用した多数の空気粒子（数万個）のトラジェクトリー解析から，極渦の下部成層圏高度の領域（温位４００〜７００Ｋ）の水平方向の１日当たりの出入りは，領域質量の１％以下であることがわかった（１カ月当たりの入れ替わりは３割以下）。トラジェクトリー解析手法の確認を含め解析を継続する。

［発　表］Ｉ-１３，ｉ-１０，１２，１３，１５，１８，１９，２３，２４

（３）システムと人間の調和のための人間特性に関する基礎的・基盤的研究
　　�@住工・住商混在地域のサウンドスケープ評価に関する研究

〔担当者〕

〔目　的〕
　住工・住商混在地域の住民に対して，自由記述法によって音環境などにかかわることについて記述してもらい，回答を読みとることによって，住民のサウンドスケープにかかわる主題を分類し，また回答中に現れた問題の関係者への聞き取り調査を行って，問題構造や原因を分析する。さらに，得られた回答文に記述された主題を集計する。また，当該調査地域において音のレベルや音源の音種を調査分析する。
　これらの分析結果と地域特性との関係を検討することを通して，その地域住民のサウンドスケープの認識形態と形成過程を明らかにする。具体的には，工が住に対して就労の場となることなど，住との親密さを向上さることなどの利点と，住工の歴史的な共存とによって，両者の中に生まれる環境評価感覚，あるいは，逆に急激に生じた混在によって生じた感覚を探るものである。
　この結果から，職住接近・町並みの多様性などの利点を含むが騒音などの近隣公害を生じやすい都市の混在地域におけるコミュニティーの在り方がサウンドスケープとしての音環境の認識に与える要因を解明し，地域住民の感覚による評価法を確立することを目指す。

〔内　容〕
　１）伝統的な住工商混在地域である京都市の西陣地区において，地域住民に対して自由記述法で，「住みよさ」，「住みにくさ」，「最近聞こえる音」，「以前聞こえた音」「地域の将来イメージ」について回答を求めた。その結果から，西陣の人々において近隣居住者同士の人間関係が重要視されていることが明らかになった。また，以前さかんに聞かれた西陣織の力織機の音と現在とを比較する態度を示しており，西陣織産業の動向と地区の高齢化を懸念するものが多かった。
　２）東京都のひとつの工業地帯であったが住工混在化が進んでいる板橋区において，区の環境保全課に公害苦情を寄せた者に対して，公害事由や被害状況や経過について自由記述法により回答を求めたデータを分析した。公害苦情を申し立てるに至る経過をみると，近くに工場があることを知らないで入居したというケースが多く，そのことが音あるいは音源者に対する意味づけを規定して，迷惑感を増幅していることが見て取れる。区の担当者は，公害発生の防除を工場側に求めるにしても，資力がない，防除投資が引き合わない，投資をしたところで工場には後継者がいないなどの事態に苦悩している。
　西陣地区の調査結果を概観するなら，西陣織の力織機の音に対する負の評価も見られる一方，正の評価も多く見いだされ，音がそのレベルによって騒音となるわけでないことが端的に示されている。それは，西陣織と西陣の人々との歴史的な共存・共栄関係，また工業製品である見事な西陣織に対する住民の自負によるであろう。
　それに対して，板橋区での住工混在化は，工と住の間に歴史的な共存関係を欠き，また，現時でも工と住の間の相互の依存と親密性の欠如によるもの，また，入居時のいきさつによるなどによる軋轢によるものとみられる。もちろん，中小工場に公害防除を行わせることが困難な事情も関係している。

［発　表］Ｃ-９

（４）極限量子センシング技術の開発及びその利用のための基盤技術開発
　　�@全固体化レーザーによる大気微量分子計測システムの開発

〔担当者〕

〔目　的〕
　飛翔体などを利用した将来の大気環境遠隔計測システムのための基盤技術を確立するため，全固体化レーザーを用いた大気遠隔計測技術の研究を行う。本研究では，全固体化赤外レーザーを用いたメタン計測用の差分吸収レーザーレーダー技術を開発することを目的とする。

〔内　容〕
　３ミクロン帯の全固体化光パラメトリック発振器製作し，これを光源として赤外長光路差分吸収レーザーレーダーを製作した。濃度導出には本研究前期に開発した相関分光手法を用いた。室内実験により，相関分光法による濃度導出手法を実証した。さらに，屋外の光路による測定実験を行い，計測手法及び計測システムのな評価を行った。これによって，この手法が，環境濃度のメタンの計測手法として優れた性能を持つことが示された。

〔発　表〕ｆ-５０，５５

（５）植物の環境応答と形態形成の相互調節ネットワークの解明に関する研究
　　�@大気汚染ガスによる障害発生及び耐性の分子機構

〔担当者〕

〔目　的〕
　化学物質は様々な経路を通じて生体に様々なリスクをもたらすが，環境汚染を通じての微量の暴露がもたらす環境リスクはその中でも重要なリスクの一つである。環境リスクを評価するには，毒性データとともに暴露量の予測に関するデータの整備が必要である。本研究では，暴露量の評価に必要な環境濃度やその予測に必要なデータを収集し，データベース化するとともに，それを利用したリスク評価システムを構築する。本研究の第�T期で神奈川県の化学物質安全情報システム（ＫＩＳ-
ＮＥＴ）を中心にいくつかの化学物質データーベースを選び，データベースを統合して作成した「化学物質データベース」を更新するとともに，より多くの外部データとのネットワーク化を促進する。また，第�T期で構築したリスク評価システムの改良，ＧＩＳ（地理情報システム）を利用した化学物質濃度予測モデルの作成や，化学物質の環境媒体間の分布予測モデルの作成などを通じて，環境リスクの地域分布を算定，評価できるシステムを構築する。

〔内　容〕
　Ｗｉｎｄｏｗｓ ＮＴのアクティブサーバーページを用い，ＯＤＢＣドライバーでアクセス９５（Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ，ＵＳＡ）のデータベースファイルを参照するようにした結果，第�T期において作成した化学物質データベース（Ｋｉｓ-Ｐｌｕｓ）に一切変更を加えることなく，本データベースを国立環境研究所（ｈｔｔｐ：／／ｉｎｆｏ．ｎｉｅｓ．ｇｏ．ｊｐ：８０９３／）及び神奈川県環境科学センター（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｋ-ｅｒｃ．ｐｒｅｆ．ｋａｎａｇａｗａ．ｊｐ／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍ）に置いたサーバーを用いてＷＷＷ上に公開できた。化学名，ＣＡＳ番号，分子式で検索できるようにしたが，化合物の同定には，ＣＡＳ番号を用いており，重複や欠番など若干の問題もあるため，国内外の各種規制，基準（大気汚染防止法，水質汚濁防止法，化審法，農薬取締法など）や内分泌撹乱物質と疑われている物質を新たに入力し，このリストから化合物を特定できるようにして利用者の便宜を図った。一方，リスク評価システムに関しては，人間活動，環境中への汚染負荷の排出量，環境汚染の状態とリスクを総合的に記述する統合型のシミュレーションモデルの設計を進めたが，インタ ーネットのＷＷＷで一般に公開できる仕様にとはならなかった。このため，このモデルとは別途に，化学物質が環境媒体間でどのような分布をするかを予測するモデルとして，ＯＥＣＤで環境経由の人及び環境生物への暴露評価に妥当と評価されているモデルであるＭｕｌｔｉ−Ｐｈａｓｅ Ｎｏｎ−Ｓｔｅａｄｙ Ｓｔａｔｅ Ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ Ｍｏｄｅｌ（ＭＮＳＥＭ）を地域特性（県単位）を考慮した予測モデルに改変した環境リスク評価モデルをＷｉｎｄｏｗｓ上に作成し，ＷＷＷ上で環境リスク評価モデルを公開するための準備を行った。

〔発　表〕Ｄ-２２，ｂ-１１０，ｄ-２７

（７）炭素循環に関わるグローバルマッピングとその高度化に関する国際共同研究（ＦＳ）

〔担当者〕

〔目　的〕
　人間活動に伴う二酸化炭素等の放出による地球温暖化は，現代の地球環境問題の中でも重要な課題である。この解決のためには全球レベルの炭素収支の把握に基づく定量的な解析が不可欠であるが，現状では情報は極めて不十分であり，正確な収支の推定が難しい。本研究では，衛星観測データに基づいて炭素収支の解析のための基礎データの全球分布図を提出する（グローバルマッピング）ことを目的とし，そのための精査地域・海域として世界の熱源である西太平洋暖水塊（ＷＰＷＰ）周辺の精密測定と衛星データとの突き合わせを併せて実施する。

〔内　容〕
　太平洋赤道域西部の西太平洋暖水塊の変遷とエルニーニョや人間活動との関連に関するこれまでの報告の調査とそのレビューを中心として，本研究に関するフィージビリティースタディーを行った。特に産業革命以後現代に至る，人間活動の影響のもっとも甚だしい時期の環境変化の記録を精密に読みだすための材料としてサンゴコアに着目し，太平洋からインド洋にかけてのサンゴコア研究のレビューを行ったほか，その他の海洋生物起源の炭酸塩鉱物等に関する研究の概要をまとめた。また，エルニーニョと密接な関わりをもって変動する，インド洋東南部（オーストラリア西部）の暖流「ルーウィン海流」に関する情報を収集し，そのエルニーニョ並びに世界の海洋大循環との関連の議論を紹介した。

〔発　表〕ｄ-１３