環境研究総合推進費による研究（地球環境研究)

〔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〕
　平成９年度においては，次の７つの研究を実施した。
（１）地球温暖化の防止対策に関する研究
　１）予測モデルの開発：中国，インド，韓国，インドネシアの研究所と共同して，温暖化の影響と対策の評価のための統合モデルを用いて将来予測や許容排出量の推定を行うとともに，国際プログラムを通じて，温暖化政策が環境の変化に及ぼす効果を分析した。
　２）メタン等の対策技術の開発：メタンガスや亜酸化窒素の排出を削減するため，汚水・廃棄物処理システムの改良の方向とその効果並びに湿地帯からのＣＨ４発生量の抑制について検討した。
　３）都市圏の温暖化防止対策技術の研究：都市活動を温暖化抑制の観点から変換していくことを目的に，河川水の温度差エネルギー及び都市の静脈系と言われる廃棄物処理システム，下水システムなどからの廃熱利用技術を調査した。
　４）低環境負荷型都市交通手段の研究：次世代型電気自動車の一般公道走行試験のために，車間距離センサーの開発及び取り付け，電気自動車に採用した個別機器の性能評価のための測定器の開発，電気自動車の動力性能及び概念等に関するアンケート調査を実施した。
（２）地球温暖化の影響に関する研究
　１）植物影響の研究：モンスーンアジア地域を対象として，温暖化が生物季節現象に及ぼす影響とＥＮＳＯとの関連性を解析した。また，中国を対象として，温暖化が森林／草原などの境界域の植生に及ぼす影響を検討した。
　２）健康影響の研究：中国南部及びタイ国を主要調査対象地域に，デング熱流行にかかる諸要因解明のために，過去の流行に関する資料を収集解析するとともに，現地研究機関と協力して媒介蚊の成長・生存に及ぼす気温の影響解明のための調査研究を実施した。
　３）社会経済的影響の研究：気象データ，社会・経済的影響に関する情報を広範囲に収集し，これらをもとに影響検出の指標及びモニタリングのあり方について検討した。

（１）地球温暖化防止対策技術の総合評価に関する研究
　１）アジア太平洋地域における温暖化対策統合評価モデル（ＡＩＭ）の適用と改良に関する途上国等共同研究
ＡＩＭは，温室効果ガスの排出・気候変化・その影響と行った一連のプロセスを統合して分析できる「統合評価モデル」である。この統合モデルは，各国や地域の経済活動と地球規模の気候変化を結びつけて検討できるだけでなく，地球規模の気候変化が国や地域の社会経済にどのような影響を及ぼすかについても検討できるため，各種の対策を総合的に評価することが可能である。
本年度は，アジア地域の５つの研究機関と共同して，ＡＩＭ国別モデルを用いて温室効果ガス排出量や温暖化の影響についてシミュレーションにより分析した。これらの機関は，中国エネルギー研究所，韓国エネルギー経済研究院及びサンミュン大学，インド経営研究所，それにインドネシア環境省である。また，日本モデルを最新のデータによって更新，改良し，エネルギー技術の進展が二酸化炭素排出量削減に及ぼす効果を分析するとともに，各種の経済的手段の基での二酸化炭素排出量の削減可能性について検討した。
また，エネルギー需要の変化，エネルギー技術シェア，省エネルギー技術の導入効果等の分析が簡単に行えるようにするため，ＡＩＭ／排出モデルを簡略化した普及版ＡＩＭモデルの開発に着手した。さらに，ＡＩＭ／世界モデルを改良して，二酸化炭素の排出権取引等が社会経済に与える影響を分析するとともに，ＩＰＣＣシナリオの定量化を行い，地域及び地球全体の排出量や影響を推定し，地域の政策評価を検討した。このほか，温暖化が森林植生に及ぼす影響とその気候へのフィードバック効果を分析するため，植生影響モデルを開発した。
一方，国際共同プログラムに参加して種々の分析を行った。国際応用解析研究所（ＩＩＡＳＡ）と共同して，温室効果ガス排出量を推定するための土地利用変化モデルを開発した。また，米国国立太平洋北西研究所と共同で，技術評価データ調査に着手した。さらに，温室効果ガス排出シナリオをエネルギー・モデリング・フォーラム，安全排出回廊比較研究を通じて比較評価した。また，エコアジア・プロジェクトにおいて，エネルギー消費量，硫黄酸化物排出量，二酸化炭素排出量，土地利用の変化等を予測した。
なお，以上の研究成果を基に，アジア地域の共同研究者が一同に会した国際ワークショップを開催するとともに，アジア太平洋ネットワーク・プログラムの一環として，ＡＩＭモデル普及のためのトレーニングを中国及びインドで実施した。
　２）地球温暖化抑制のためのＣＨ４，Ｎ２Ｏの対策技術開発と評価に関する研究
　ＣＨ４，Ｎ２Ｏ抑制のための生活系排水のバイオ・エコエンジニアリングシステムによる対策技術及び東北アジア地域におけるＣＨ４，Ｎ２Ｏ抑制のための汚水・汚泥の適正処理技術の確立を目的として，これからさらに温室効果ガスの発生量の増加が予想される小規模生活排水処理施設への対応，畜産排水などの高濃度排水処理施設等のバイオエンジニアリングシステムおよび生活系排水等の汚濁水の流入する湿地帯を始めとするエコエンジニアリングシステムの最適システム化の検討を推進した。生活排水対策としてはこれまで硝化・脱窒を嫌気・好気の操作条件を適正化することにより効果的にＣＨ４，Ｎ２Ｏを発生抑制でき，水域の富栄養防止とリンクした対応の可能性を示してきた。さらにこれらの知見をもとに生活排水のみならず畜産排水等での生物学的窒素除去に対する操作条件の最適化のために既存の生物学的窒素除去に関する動力学的モデルに対してＮ２Ｏ発生を考慮したモデルの構築を図るための生物学的硝 化反応の進行に伴うＮ２Ｏ生成反応の速度に対するＤＯ，ｐＨ，硝酸の蓄積の及ぼす影響を実験的に解析した。その結果，特にｐＨがＮ２Ｏ発生に対する重要な因子であることを明らかにし，また，湿地帯からのＣＨ４発生抑制手法についてはこれまで単離したメタン酸化細菌を集積培養し，実際の湿地底泥等を用いてマイクロコズムを作成し，メタン酸化細菌の生態系での活用によるメタン発生の抑制の可能性を明らかにした。なお，東北アジア地域での温室効果ガス発生抑制手法としては従来よりの調査結果で大きなＮ２Ｏ放出源となりうると考えられたこれらの地域に広く適用されている土壌処理方式について処理システムへの微量な空気の導入がＮ２Ｏ抑制に効果的であると明らかにした。
　３）都市圏の資源・エネルギー循環と都市構造にかかわる温暖化防止対策技術に関する研究　
　�@ライフサイクルエネルギーバランス及びライフサイクルＣＯ２排出量の両方において，ごみ発電はエネルギー回収の点で有効であった。また６ＭＷ，１５ＭＷ，４０ＭＷいずれのガスタービンでもリパワリング及びリバーニング＆リパワリングの方が，ごみ発電とガスタービンの個別発電の場合により優れていると評価された。
　�A国内の地域熱供給事業における未利用エネルギーの活用事例を整理し，需要家床面積を基に未利用エネルギーの導入規模を推定した。民生業務部門の総熱需要のうち，未利用エネルギーの利用により賄われる部分は１％未満であった。
　�Bポテンシャル推計手法について，各ポテンシャル評価項目の概念と評価手順をフロー形式で整理した。
　�C基準熱源システムの設定については，近年における民生系建物の空調・給湯用熱源設備構成を検討し，省エネポテンシャル推計の際の基準熱源システムを高効率の空気熱源ＨＰとボイラー等の低効率機器の２通り設定した。これにより，省エネルギー効果の上限と下限の把握を試みた。
　�D河川水の温度差エネルギー及び廃棄物処理システム，下水システムなど各未利用エネルギーのポテンシャルを計算した。未利用エネルギーによる省エネルギー効果のポテンシャルは，一次エネルギー供給量に対して全国で１．５％，東京で３％程度と見積もられた。
　４）低環境負荷型都市交通手段に関する研究
　次世代型電気自動車の普及に当たっての問題の解明とその対応策に関する研究では，前年度開発した次世代型電気自動車の普及を想定した場合に，発生するであろう様々な問題点とその対応策を検討することが目的である。その普及を目指す上でまず第一に必要なことは，電気自動車の実利用時の走行性能の評価を行うことである。そのためテストコース上で予備的な走行試験を実施し，この電気自動車車両の基礎的な部分の動力性能データの取得を行った。次に，それに基づき基本車両の操縦安定性の向上のために車体の改良工事を実施した。さらに基本測定を実施したことにより，車両の個々の技術・装置等のより詳細なデータ取得の必要性が明らかになり，それらの計測が可能な測定器の開発を行った。また，一般公道上及びシャシダイナモメーター上における走行模擬実験が可能となるよう車体への計測器の取り付け及び車体の改造を施した。さらに，車間距離測定警報装置の開発と車両への取り付けを行い，一般公道走行用ナンバープレートを取得した。一方，電池への充電補助を目的として車両に取り付けた太陽電池に対して，その発電量及び充電補助量の測定を行い，ＤＣ／ＤＣコンバータの効 率が余り好ましくなく，発電された電気が十分活用されていないことを明らかにした。さらに，この電気自動車についてのアンケート調査を行い，ほとんどすべての人が好意的な印象を持っていることを確認するとともに，購入に対する意志と希望価格について，この電気自動車普及のために有益な情報を収集した。

（２）地球温暖化の影響に関する研究
　１）アジア太平洋地域における地球温暖化の局地植生への影響とその保全に関する研究
　モンスーンアジアにおける温暖化とＥＮＳＯの植物への影響に関する研究では，過去に発生したエルニーニョ現象と生物季節現象との関連性を解析した。その結果，エルニーニョの発生時期や規模等によって，モンスーンアジアにおける生物季節現象には地域的に大きな違いが現れること，エルニーニョ年とラニーニャ年において見られる生物季節現象が，３７〜３８度北緯の北側と南側で傾向が異なること等が明らかになった。一方，中国の森林／草原植生に及ぼす地球温暖化の影響とその保全に関する研究では，四川省の主要樹木数種の生育反応試験を行った結果，３０℃付近で温度上昇による生育抑制が認められ，四川省以南の比較的暖かい地域では，３０℃以上の危険積算気温によって，主要樹木の生長抑制が危惧されることがわかった。
　２）地球温暖化によるアジア太平洋域社会集団に対する影響と適応に関する研究
アジア太平洋域は熱帯から寒帯まで分布し，社会生態学的視点から変化に富む一方，先進国と途上国が同時に存在し変化に富む状況を呈している。このため，日本を含むアジア太平洋域において，温暖化による疾病，死亡への直接影響，動物媒介性感染症への影響，気候への順化の関連について把握するため，先進国と途上国の社会集団について調査解析をし，疾病への直接影響とデング熱への間接影響を定量的に予測する必要がある。
　直接影響においては，暑熱下では特に免疫系に顕著な影響がみられ，暑熱暴露はＩｇＧ抗体価の一次抗体応答や肺の抗細菌防御系に抑制的な影響を及ぼした。一方，一次抗体応答への影響の回復には，暑熱暴露後最適温下で２週間程度必要とし，比較的長期間持続する影響であることが示唆された。暑熱暴露による影響の程度は，高温環境への順応によって緩和されることから，今後暑熱による影響の評価に緩和条件の検討が必要なことが示唆された。さらに循環系への影響としては，今後詳細な検討を必要とするが，脳血液循環系の機能低下が予想され，これらの結果から地球温暖化による社会集団における感染症や循環系への影響が示唆された。
　疫学調査の結果はモデル実験の結果と良く一致し，気温と内分泌系，肺炎，脳梗塞の救急患者数の間には明確な相関関係が見いだされ，閾値温度を越えると患者が指数関数的に増加する結果が得られている。今後内分泌系，免疫系，感染防御系，循環系への影響の機構解析と疾病発生動向の解析を進め，地球温暖化により夏季の気温が上昇した際のこれら疾患の変化について予測していく。
　デング熱流行にかかわる諸要因解明のための調査においては，過去の流行に関する資料の収集解析とともに，現地研究機関と協力して気温と媒介蚊の成長，生存との関係解明のための調査研究（野外実験並びに実験室実験）を開始した。
　中国海南省におけるデング熱媒介蚊の生態に関しては，ネッタイシマカ，ヒトスジシマカそれぞれに関して，地域分布，野外屋内分布，季節変化等が観察されており，環境要因との関連を解析中である。デング熱媒介蚊の生態に関する実験的研究においては，従来論文等で紹介されているデータと比べてネッタイシマカは蛹化速度，羽化速度とも遅く，逆にヒトスジシマカでは蛹化速度，羽化速度とも早い結果が得られた。また，生存率についてみると，ネッタイシマカ（雌，雄），ヒトスジシマカ（雌，雄）とも，従来報告されている生存率に比べ著しく長い生存期間が観察された。北部タイ（チェンマイ市周辺）におけるデング熱媒介蚊の発生状況調査では，ネッタイシマカの発生には地域と産卵トラップ設置場所（屋内，屋外）の二つの要因が，またヒトスジシマカの発生には地域と産卵トラップ設置場所（屋内，屋外）のほか季節の要因が有意に働いていることが明らかになり，今後媒介蚊ごとの規定要因の解析が重要と考えられた。
中国南部から６０地区を選び，過去１０年間の気象データ（気温，降雨量他），デング熱患者発生数，デング熱媒介蚊（ネッタイシマカ，ヒトスジシマカ）生息密度等に関する各種データを収集した。収集データに基づいて，デング熱媒介蚊の発生消長並びにデング熱発生と環境要因との関連について現在解析中である。
　デング熱媒介蚊の発生，成長は気温に大きく依存する。本研究では，海南省熱帯病防治研究所の協力を得て，異なる温度環境下での生育実験を開始した(２５℃，２７℃，２９℃)。これまでに２７℃での実験を終了したが，従来のデータと比べて，ネッタイシマカは蛹化速度，羽化速度とも遅く，逆にヒトスジシマカでは蛹化速度，羽化速度とも早い結果が得られた。また，生残率についてみると，両種とも著しく長い生残期間が観察された。さらに，海口市郊外の１地区で，ｍａｒｋｉｎｇ ｒｅｌｅａｓｅ−ｒｅｃａｐｔｕｒｅ法により，一般環境下での媒介蚊（ネッタイシマカ）の生残率調査を開始した。今後，季節による生残率の変化並びに実験室結果との比較を行う。
　中国海口市，タイ国チェンマイ市郊外の自然環境，社会環境の異なる数地区で産卵トラップを用いてデング熱媒介蚊の生息状況調査を実施した。各地区より数〜十戸を選び，屋内，屋外で１年間の継続調査を開始した。これまでの調査により，ネッタイシマカ，ヒトスジシマカそれぞれの発生状況は地域により明らかに違いが観察された。さらに，ネッタイシマカ，ヒトスジシマカそれぞれに関して，環境要因との関連を解析中である。
　３）温暖化の社会・経済的影響の評価と検出に関する研究
　本研究は，１９９４年及び１９９５年の夏の猛暑の実態を気象データをもとに解析するとともに，社会・経済活動に与えた影響及びその対応について広範に情報を収集し，猛暑と影響の因果関係を明らかにする。併せて，最近の我が国における温暖化影響に関する研究の知見を分野ごとに体系的にレビューし，温暖化の影響とその検知に資する分野別指標の選択と体系化を行い，指標を用いた影響の検知のためのモニタリングシステムのあり方について検討を加える。本年度は，１）温暖化の日本への影響報告書をもとに出版公表するとともに，広く我が国における知見を諸外国に伝達するために，英文報告書の作成を行った。２）１９９４，１９９５年の夏の猛暑時の影響，温暖化の日本への分野別の影響に関する知見をもとに，温暖化の影響検知の指標について整理し，一部指標については定量的な検討を行った。