地球環境モニタリングに関する研究

〔内　容〕
　各モニタリング事業においては，それらを成層圏オゾンに係るモニタリング，対流圏の温室効果ガスに係るモニタリング，海洋環境に係るモニタリング，陸域生態系に係るモニタリング，ＧＥＭＳ／Ｗａｔｅｒ支援事業の５つの分野に分け，各分野ごとに表１及び図１に示す内容で所内研究者が中核となって事業を推進している。
　なお，事業の詳細については「４．４　地球環境モニタリング業務」を，また，衛星「ＡＤＥＯＳ」に関する事業は，「２．５．１　衛星観測プロジェクト」を参照されたい。

〔成　果〕
＜成層圏オゾン層に係るモニタリング＞
　(1)オゾンレーザーレーダーによる成層圏オゾン層モニタリング
　１９８８年から，つくば(研究所)でオゾンレーザーレーダーを用いて高度１０〜４０ｋｍの低中高度成層圏オゾンの鉛直分布の観測を続けており，成層圏の国際観測網であるＮＤＳＣ（成層圏変動探査ネットワーク）に加盟し，東アジア地域における観測拠点として国際的責務を果たしている。
　１９９７年度には，つくば上空で継続して観測するとともに，長期観測体制の構築を進めた。
　(2)ミリ波放射計による成層圏オゾン層モニタリング
　ミリ波放射計は，回転励起状態のオゾン分子から放射されるミリ波（１１０ＧＨｚ）を超高感度に検出して，高度ごとのオゾン量を算出するもので，１９９５年からつくば（研究所)で，高高度（３５〜７５ｋｍ）のオゾン鉛直分布を，天候に左右されずに５分間隔で自動観測を継続している。
　１９９７年度には，データ解析手法の高度化とともに，低高度までの観測に対応したシステムの広帯域化を進めた。
　また，オゾンレーザーレーダーによる低中高度域の観測とミリ波放射計による高高度域の観測を統合することが可能となり，観測できる高度をほぼ成層圏全域に広げることができた（図２）。　
　(3)北域成層圏総合モニタリング
　日本における成層圏オゾン層破壊が最も進行しやすいと考えられる北海道でのオゾン層を総合的に観測するために，名古屋大学太陽地球環境研究所と共同で，北海道陸別町の町立天体観測施設の一室を借り受け，モニタリング体制の構築を進めている。
　１９９７年度には，１０月に同町立天体観測施設の一室を「陸別成層圏総合観測室」として開所し，観測設備の整備を始めるとともに，試験観測へ向けて体制を整備した。
　(4)有害紫外線モニタリング
　成層圏オゾンの減少により地上到達量の増加が懸念されている有害紫外線（ＵＶ-Ｂ：２９０〜３１５ｎｍ）について，人間活動の活発な都市域における増加を監視するために，１９９３年から東京・霞ケ関においてブリューワ型分光計を用いて，ＵＶ-Ｂの波長別強度を継続して観測している。
　１９９７年度には，観測データと大気汚染との関連を解析し，短波長域の紫外線の到達量が大気汚染物質の光化学オキシダントの存在に影響を受けることがわかった。

＜対流圏の温室効果ガスに係るモニタリング＞
　(5)地上ステーションモニタリング
　人為的な発生源の影響が少ないベースラインレベル濃度の温室効果ガスを長期観測することを目的として，沖縄県八重山諸島波照間島と北海道根室半島落石岬に大気微量成分の観測局を設置し，それぞれ１９９３年秋，１９９５年秋から観測を継続している。
　現在，両観測局では，二酸化炭素・メタンなどの温室効果ガスのほか，オゾン・粒子状物質・ラドン・気象因子などを継続して観測している。
　１９９７年度には，両観測局ともに観測システム全般を長期観測に向け再構築するとともに，観測データ及びシステムの運転監視情報を当センター（つくば）で遠隔管理するデータ収録管理システムを整備した。また，落石岬では硫黄酸化物の試験観測を開始した。
　図３に波照間で観測された二酸化炭素濃度の経時変化を示すが，植物の炭素固定能力の季節的変化の影響を受けながらも，確実に増加していることがわかる。
　(6)定期船舶を利用した南北太平洋上大気モニタリング
　固定観測局の無い海域で温室効果ガスなどの挙動を定期的・継続的に観測するために，定期航行する民間船舶の協力を得たモニタリングを現在２航路で推進している。その一つは，日本〜オーストラリア東海岸間を航行するコンテナ貨物船（さざんくろす丸；�椛蜊繽､船三井船舶，年間８往復）に大気の自動採取装置を設置し，西太平洋上の温室効果ガス（二酸化炭素・メタン・一酸化二窒素）を約３度の緯度間隔で採取分析している。
　１９９７年度においても，南北両半球の濃度の空間分布・時系列変化を継続して観測した。
　また，後述する日本〜カナダ西海岸間を航行する民間船舶でも同様に約６０ｋｍ間隔で大気試料を採取しており，この２隻の観測により，西太平洋海域の南緯２０度〜北緯５０度間の温室効果ガスの挙動の解析体制が構築できた。
　(7)定期船舶を利用した北太平洋域大気海洋間ガス交換収支モニタリング
　前述の日本〜カナダ西海岸間を航行する民間船舶(スカグラン号；ノルウェー船籍，年間８往復)には，カナダ海洋研究所の協力を得て，海水自動採取分析装置・コンテナ実験室などを設置し，２名の観測要員を乗船させ，北太平洋海域で大気と海水中の二酸化炭素濃度・海水の水質を自動観測している。この観測により，生物活性の高い北太平洋海域の全球的な炭素循環における定量的な評価に資することとしている。
　１９９７年度には，継続して観測を進めるとともに，過去３年間の観測結果の解析を進め，同海域の二酸化炭素の収支特性について解析した。
　(8)シベリア上空における温室効果ガスに係る航空機モニタリング
　全球的な炭素循環において，シベリア地域の森林・凍土の寄与の重要性が問われている。
　本事業では，１９９２〜１９９４年に実施したシベリア上空の温室効果ガスの水平分布観測を踏まえて，１９９５年度から観測用航空機を借り上げて，高度別(〜７０００ｍ)に大気を定期採取し，温室効果ガスの鉛直分布の観測を開始した。
　１９９７年度には，ヤクーツク，トムスク，ノボシビルスクの３地点での鉛直分布を毎月定期観測するとともに，大気試料の安定同位体の分析体制を整備した。

＜海洋環境に係るモニタリング＞
　(9)定期船舶を利用した東アジア海域海洋環境モニタリング
　前述の船舶を利用した温室効果ガスモニタリングと同様に，民間船舶の協力を得て，人間活動の影響が顕在化縁辺海域を対象として，海洋の水質モニタリングを実施している。大阪〜沖縄間・大阪〜別府間を航行するフェリー(関西汽船��)に海水自動計測装置・自動採水装置を設置し，海洋汚濁の生物・化学的指標を観測している。
　１９９７年度には，大阪〜沖縄・別府航路において高頻度の観測を継続した。なお，別府航路については船舶老朽化により新造船への更新を行うとともに，沖縄航路については本年度で廃止となるため，東アジア海域航路での観測の可能性について検討した。
　(10)イカを指標生物とした海洋環境モニタリング
　有害化学物質の海洋生態系への影響が危惧されているが，海洋中の有害化学物質はその濃度が定量限界以下であることから，汚染の実態はほとんど把握されていない。
　有害化学物質の全球的な海洋汚染の状況を把握することを目的に，広範囲な海域に生息するイカを指標生物として，生物体中に高倍率に濃縮された有害化学物質を分析し，汚染状況を把握することとした。
　１９９７年度には，前年度のＦＳで得られた結果を踏まえて，広範囲な海域からイカ試料を収集し，微量有機化合物の高度分析を継続した。

＜陸域生態系に係るモニタリング＞
　(11)リモートセンシングによるアジア地域の植生指数分布モニタリング
　東南アジア地域の植生・土地被覆状況の変化を把握するため，人工衛星画像データ（ＮＯＡＡ／ＡＶＨＲＲデータ）を用いて，当該地域の合成モザイク画像と植生指数分布図を作成している。
　１９９７年度には，１９９６年冬季データを作成・解析するとともに，所内の受信施設を利用した東アジア全域を対象とした観測体制を整備した。

（２）国際協力・支援事業
＜ＧＥＭＳ／Ｗａｔｅｒ支援事業＞
　ＵＮＥＰとＷＨＯが協力して，１９７７年からＧＥＭＳ（地球環境監視システム）の下に，陸水の汚染などの監視情報を収集・統合化するプロジェクト（ＧＥＭＳ／Ｗａｔｅｒ）が推進されており，地球環境研究センターは，東アジア・太平洋域の中核として事業を支援・参画している。
　(12)リファレンス ラボラトリー
　１９９３年度より分析精度管理のための標準試料作成及び内外関係機関への配布などを行う「リファレンス・ラボラトリー（参照研究室）」業務を実施している。
　１９９７年度には，有機化学物質の標準試料を作成するともに，国内の観測機関における水質測定の精度管理のために，各機関に標準試料を配布し，分析結果を評価した。
　(13)ナショナルセンター
　１９９４年度より，我が国の地方公共団体などの河川・湖沼における観測点（２１地点）のデータの取りまとめ，及びＧＥＭＳ本部との連絡・調整を行う「ナショナル・センター」業務を担当している。
　(14)摩周湖ベースラインモニタリング
　１９９４年度より，人為的汚染の影響の少ない北海道摩周湖を陸水のベースライン観測点として位置づけ，北見工業大学の協力を得て定期観測を年１回実施している。
　１９９７年度には，８月に採水調査を行った。その結果，摩周湖の透明度は近年は２０〜３０ｍ前後で推移し（図４），汚濁の進行は認められなかった。
　(15)霞ヶ浦トレンドステーションモニタリング
　従来，特別研究・特別経常研究の一環として実施してきた，霞ヶ浦全域調査を，１９９６年度より，ＧＥＭＳ／Ｗａｔｅｒトレンドステーションとして継続することとし，霞ヶ浦１０地点で月１回の頻度で採水・調査を行っている。
　１９９７年度には，過去２０年間の霞ヶ浦調査結果を取りまとめ，データベース化する作業に着手した。