（別紙2） 重点特別研究プロジェクトの平成15年度事業計画
1．地球温暖化の影響評価と対策効果
重点特別研究プロジェクト
1−1 炭素循環と吸収源変動要因の解明
平成15年度事業計画
- グローバルな陸域・海洋吸収の評価を目的として、酸素濃度自動分析装置の運用、太平洋上の船舶での大気サンプリングによる酸素/窒素比観測、炭素同位体比観測の充実を図る。同時に国際的データ統合に向けた同位体比測定の試料の調整や比較実験等を行う。
- 亜大陸規模での二酸化炭素吸収評価を目的として、西シベリアにおいて、二酸化炭素・メタン観測ネットワークの整備を開始する。また、航空機による高度分布の高頻度観測を行う。草原生態系の炭素収支を評価する観測研究を行う。
- 地域規模の二酸化炭素変動収支の観測研究として、苫小牧を中心とした森林の二酸化炭素収支の観測、土壌呼吸の自動観測、炭素同位体の変動、遠隔計測による樹高分布、スペクトル画像の航空機による観測や定点季節変動観測、スペクトルと樹木の光合成活性との関連などの研究を継続する。リモートセンシング画像、地理情報の蓄積の上に、モデルによる吸収量の推計を組み合わせて、北海道の広域炭素フラックスの季節変動を予測する研究を行う。北海道西部における航空機による大気観測を実施する。
- 京都議定書で評価される全炭素アカウンティングシステムに関する研究を継続する。
- 陸域炭素収支の管理に関する研究を実施する。
- 北太平洋海域の定期貨物船航路で1995年から継続中の大気・海洋二酸化炭素分圧観測データの解析を行い、海洋吸収量変動の年々偏差を解明する。さらに、海洋の二酸化炭素吸収機構と関係する海洋パラメータについて、空間変動と季節変動の要因を、観測データの解析を通して明らかにする。このことから、気候変動による海洋吸収の変化の手がかりを得る。
重点特別研究プロジェクト
1−2 統合評価モデルを用いた地球温暖化のシナリオ分析とアジアを中心とした総合的対策研究
平成15年度事業計画
京都議定書及びその後の世界規模の経済発展や環境対策が、地球規模の気候変動及びその社会的・環境的影響をどの程度軽減するか、さらにはアジア地域の経済発展と環境問題を踏まえてどのような総合的対策を図るべきかを明らかにするため、以下の研究を行う。
- 主要な社会経済モデル及び温室効果ガス排出モデルを開発・統合するため、特に、世界経済モデル、環境産業分析のための経済モデル、及び二酸化炭素以外の温室効果ガスの排出モデルを開発するとともに、これらを適用してアジア主要国における経済発展と温暖化対策との関係を分析する。また戦略的データベースを改良する。
- 20世紀を対象として、収集した各種温室効果気体および各種エアロゾルソース排出データを全球三次元気候モデルに与えて、過去100年の気候の再現実験を実施し、気候モデルの検証を行うとともに、過去100年の気候変動の機構の理解に資する。また、気候変化の影響に資するための地域機構モデルの開発を継続する
- 昨年度までに開発した温暖化の水資源影響モデルを用いて、とくにアジア地域における将来の発展シナリオに基づき予測し、発展状況と水不足リスクの関係を定量的に評価する。また、水資源問題が深刻化する地域における農業影響も考慮して水食料から見た安全保障について予測する。さらに、予測される温暖化影響を経済的に緩和するための適応対策のデータベース化と対策データベースに基づく適応対策評価手法を開発して、問題地域への適用を検討する。
2．成層圏オゾン層変動のモニタリングと機構解明
重点特別研究プロジェクト
平成15年度事業計画
平成14年12月に打ち上げられた改良型大気周縁赤外分光計II型（ILAS-II）が平成15年度より準定常運用へ移行するにあたり、必要なデータ処理運用システムの改良およびアルゴリズムの改訂を行う。この際、ILASに係る処理アルゴリズム検討結果及び再処理データを活用する。また、環境省が担当する地上検証実験に係る準備、データ利用研究者の組織化を引き続き支援するとともに、14年度末に行われた欧州衛星の検証実験データや地上検証実験結果を活用したILAS-IIデータの検証作業を行う。傾斜軌道衛星搭載太陽掩蔽法フーリエ変換分光計（ＳＯＦＩＳ）のデータ処理のためのアルゴリズム検討を継続する。
広帯域化の改良を行った国立環境研究所（つくば）設置のミリ波オゾン分光計について、下部成層圏から上部成層圏までの連続観測を継続する。陸別成層圏総合観測室におけるミリ波オゾン分光計観測の結果と衛星データとを引き続き相互比較すると共に、極渦の影響を含め、オゾン層変動について解析を進める。再解析を進めている国立環境研究所（つくば）におけるオゾンレーザーレーダー観測によるオゾン鉛直分布データのＮＤＳＣへの報告と、取得データを用いたオゾン層変動要因の解析を進める。
新しいバージョンのILASデータ並びに今後取得できるILAS-IIデータを用いたMatch Techniqueによるオゾン破壊量の定量化、窒素酸化物の分配比の季節変化とオゾン量の関係等の解析や極成層圏雲（ＰＳＣ）の発生メカニズムの解明と極域オゾン破壊への影響の解明を行う。また、極渦活動度の評価手法を確立し、北極及び南極極渦活動度の年々変動、長期トレンドを解析する。
大気大循環モデルを用いた研究として、ＣＯ2漸増条件下での成層圏オゾンの長期変動の数値実験を継続し、オゾン変動幅の評価や変動要因の解析を行う。また、臭素系のオゾン破壊反応系を導入した化学輸送モデルを用いて、極域下部成層圏でのオゾン破壊に対する臭素系反応の役割の解明とオゾン破壊速度に対する寄与の評価や低緯度帯におけるオゾン低濃度領域の存在原因の解明を行う。さらに、光化学トラジェクトリーモデル結果とILASデータ及び地上観測データとの比較による極渦内でのオゾン破壊量の推定、及び時間閾値解析法を用いた極渦内外の物質輸送量の見積もりを行う。
3．内分泌かく乱化学物質及びダイオキシン類のリスク評価と管理
重点特別研究プロジェクト
3−1 内分泌かく乱化学物質の総合的対策に関する研究
平成15年度事業計画
- 内分泌かく乱化学物質の分析手法に関して、高分解能質量分析法、液体クロマトグラフ質量分析法、液体クロマトグラフ核磁気共鳴分光法を用いた未知の環境ホルモンの同定方法の開発を行う。内分泌かく乱作用のin vitroの生物検定法内分泌かく乱作用が疑われる化学物質についてスクリーニングを行い、内分泌かく乱化学物質データベースの拡充を行う。更にin vivoの試験法の試験法の充実をはかり、内分泌かく乱作用の確定に資する。
- 東京湾及び霞ヶ浦における環境ホルモンの分析を通じて、分解・消失及び蓄積についてのデータのとりまとめを行うとともに生物の影響調査を拡充し、汚染物などの関わりを明らかとする。
- 巻貝の雄性化、及びメダカの雌性化の現状を調査するとともに、内分泌かく乱化学物質の生物検定法への応用を検討する。
- 脳・神経系への影響については、実験動物において内分泌かく乱化学物質が脳神経機能に与える影響を画像診断するための高感度機能イメージング手法の開発を行い、また、ヒト脳の画像診断のための超高磁場MRI装置の基本的な測定システムを確立する。また、胎児期及び幼若期に甲状腺ホルモンが不足した或いは女性ホルモン様物質が負荷された実験動物を用いた行動試験、また、有機スズ化合物を投与した実験動物において脳神経障害の発現部位を抽出する手法を検討する。更に、生体機能への影響評価について、アレルギー性疾患を増悪しうるか否かを検討するため、内分泌かく乱化学物質を投与したマウスもしくは次世代動物にアレルゲンを曝露し、組織学的検討、サイトカインを含めた生化学的検討を加える。
- 分解処理技術については、植物による内分泌撹乱化学物質（ビスフェノールＡ）の不活性化、土壌微生物を用いた分解処理及びそのメカニズムの解明を行う。
- 内分泌かく乱化学物質等の管理と評価のための統合情報システムについては、(1)河川構造と水量等の河川情報データベースを組み込んでＧＩＳシステム上に河川モデルを構築し、さらに大気グリッドを複合することにより、大気グリッド?河川流域を複合した、多媒体環境動態モデルの基本構造を構築し、非定常モデルによるケーススタディーを実施する。モニタリングデータのＧＩＳ上への集約に基づき、地理統計的手法の検討を行う。
重点特別研究プロジェクト
3−2 ダイオキシン類の総合的対策の高度化に関する研究
平成15年度事業計画
- 簡易・迅速な計測手法については、低分解能質量分析法、生物検定法の評価を行う。超高感度の分析法を確立し、排ガスのリアルタイムモニタイムモニタリング装置の開発を行う。
- ヒトにおけるダイオキシン類の曝露量の把握のため、血液、皮下脂肪、胎盤、羊水、胎脂等中のダイオキシン類濃度の測定を行う。ダイオキシン類の曝露により鋭敏に動くと考えられるCYP1A1,1A2,1B1のリアルタイムRT-PCRによる測定法を確立する。更にダイオキシン類に対する感受性について、ARNT、ステロイドホルモン産生系の代謝酵素群の遺伝的多型、エストロゲン応答遺伝子の発現量の違いに着目して検討を行う。
- 内分泌かく乱作用を介したダイオキシン類の毒性メカニズムの解明のため、実験動物を用いて、(1)精子形成、受精、胎盤機能 、(2)脳の性分化と出生後の行動、甲状腺ホルモンへの作用、ならびに、 (3)Ｔ細胞機能等の免疫機能に及ぼす影響について検討する。
- 臭素化ダイオキシン類について、底質コア試料や、生物試料における臭素化ダイオキシン類及び、臭素化ダイオキシン類及び臭素化ジフェニルエーテルの分析を行い、現在の環境状況に関する基礎的理解を得る。
- 地球規模のダイオキシンの移動・分布等について、太平洋をフィールドとした生物蓄積についての検討を行う。
- ダイオキシン類及びＰＯＰｓの環境運命予測に関する研究として、ダイオキシン類に対するグリッド型多媒体運命予測モデル地域内における輸送特性と物性特性の関連性について検討を行い、また広域環境系への拡充について基礎的検討を行う。
4．生物多様性の減少機構の解明と保全
重点特別研究プロジェクト
平成15年度事業計画
- 関東〜全国スケールで鳥類・淡水魚類・鱗翅目とトンボ目昆虫についてその分布情報を地形・植生・土地利用の情報とともに収集し、生息適地推定を行う。また、過去の航空写真などから植生/土地利用の情報をデジタル地図化する。さらに、種内の個体群間の遺伝解析を行い、生物側の分布形成・維持の機構を解明する。
- 流域，局所生態系で景観要素と生物群集の関係の調査解析を行い、生息環境の破壊・分断・護岸改修工事・富栄養化・外来魚などの人間活動が水生生物とその多様性に及ぼす影響を明らかにし、その生態学的なメカニズムの解明を行う。
- 森林での多種共存メカニズムについて理論的な解析を行う。モデルを使ったシミュレーション計算を行い、どのような条件のもとで共存が促進されるかを調べる。森林での樹木の分布データとモデルの予測を照らし合わせ、共存メカニズムの仮説の検証を行う。
- 侵入種の情報収集を継続して行い、侵入種の特性を類型化する。侵入種の侵入・定着域における生物相・景観の変化を過去にさかのぼって解析する。また、野外で侵入種と在来近縁種の間での種間交雑・遺伝子浸透の実態を分子生物学的手法を用いて解析する。さらに、輸入生物資材の抜き取り調査で、寄生生物の侵入状況を明らかにする。
- マイクロアレイ法による組換え生物の評価法について検討する。既存の組換え体と野生種を交配させ、交配種がどの程度安定に生育できるかを検討する。組換え体の挙動調査に用いるマーカー遺伝子（形態異常、発光、水銀化合物分解酵素遺伝子）を導入した組換え生物について、その生育、繁殖能などの性質やマーカーの安定性等を調べるとともに、マイクロアレイ法による組換え生物の評価法について検討する。
5．東アジアの流域圏における生態系機能のモデル化と持続可能な環境管理
重点特別研究プロジェクト
平成15年度事業計画
- 国環研がウルムチに、中国科学院が北京に設置したEOS-TERR/MODISデータ受信局より構成される環境モニタリングネットワークに基づく東アジアにおける環境の変化が生物多様性と炭素収支に及ぼす影響を見積もることを目的として、土地利用・土地被覆変化の抽出方法及びそれのドライビングフォースの解析手法、森林、草原などそれぞれの土地生産性の推定方法、および温暖化影響の評価方法を開発する。
- 衛星モニタリングデータとＧＩＳを利用した土壌水分推定手法（陸面水文植生モデル）、作物生産量及び灌漑用水量推定モデルの開発と検証のため、森林、草地、荒漠地、畑地及び水田の植生生態系において熱エネルギーと水の輸送現象の観測を行うとともに、それぞれの生態系における熱、水と炭素循環モデルを開発する。
- 衛星データと同化することによって植生変化を考慮した地表流・土中水・地下水流を記述する水循環・熱収支の統合型モデルと土砂動態モデルを結合させ、国内の試験流域での検証及び中国への適用を行う。
- 三峡ダム建設地点において、水質・生態系調査を実施する予定である。特に、ダムサイトでの長江河川水の停滞、懸濁粒子沈降によって生じる太陽光減衰率の変化、温度成層形成と水界生態系構造との関係について精査し、生態系モデルの基礎的知見を得る。
- 長江の主要な支流域である嘉陵江流域を対象に、多様な土地利用形態からの汚濁負荷流出変動量を推定する数値モデルの開発と適用を行う。また、モデルへの入力データベースの整備として、衛星画像解析に基づく土地被覆分布データ作成と各土地利用形態からの発生汚濁負荷インベントリー作成を併せて実施する。長江沿いの大都市からの汚濁負荷量モデルを開発し、東シナ海に流入する汚染・汚濁物質量を推定するとともに、東シナ海への伝搬過程を衛星データ及び船舶により観測する。また観測では、流入汚濁物質の物理化学的な伝搬過程とともに、一次生産や海洋生態系構造へ及ぼす影響の把握を行う。
- 国内の流域圏における生態系機能のモデル化や環境管理を目的とし、代表的な流域圏の例として東京湾流域圏を取り上げ、1)土地利用形態、2)有機汚濁負荷のインベントリー、3)水質改善、4)降水流出制御という4つの政策オプションを念頭に置いて、モニタリング、ＧＩＳを用いたデータベースの作成・流域統合モデルの構築・検証を行い、それらを基に将来の代替シナリオ導入効果の評価を行う。平成15年度は、荒川流域を対象に、モデル構築のための各種データベースの整備を進めるとともに、流域内の複数地点に置いて降雨出水時の汚濁負荷流出量や下水道からの越流水質に関する連続調査を実施する。上中流域については、土地利用空間分布を考慮した分布型流域汚濁負荷流出モデルを、合流式下水道が整備された下流域を対象に下水道管路網における水理計測機能を有する汚濁負荷流達モデルを、それぞれ開発する。関東平野〜東京湾流域等の我が国都市域における代表的な流域圏を対象とし、1)野生生物の生息等に影響をもたらす土地利用形態、2)人間の社会経済活動に伴う有機汚濁負荷のインベントリー、3)内湾生態系に大きな影響をもたらす水質制御、4)合流式流域下水道に宿命的な未処理下水の越流をもたらす雨水制御という4つの政策オプションを念頭に置いて、モニタリング、データベース(ＧＩＳ)・モデルの構築・検証を行い、それらを基に将来の代替シナリオ導入効果の評価を行う。
6．大気中微小粒子状物質（ＰＭ2.5）・ディーゼル排気粒子（ＤＥＰ）等の大気中粒子状物質の動態解明と影響評価
重点特別研究プロジェクト
平成15年度事業計画
平成15年度は、14年度に行った基礎的・予備的研究を発展させ、各研究分野における研究の現状と問題点を明らかにする。これとともに、測定機器の実験室およびフィールドにおける実証試験、測定方法の標準化を行う。また、基礎実験や解析手法の開発、野外観測、室内実験等を行い、この知見をもとに特定の地域をターゲットとした事例研究を実施する。
自動車排出ナノ粒子の研究を本格的に立ち上げる。具体的には、組成・形態・粒径分布等の測定方法、排出実態の把握、環境動態の把握、毒性評価に関する基礎的な検討を実施する。研究を進めるにあたっては、国立環境研究所内の関連研究プロジェクトや国内外の国公立研究機関、大学、民間、並びにJCAP2プロジェクト等、外部との研究協力を行う。
- 発生源把握および対策シナリオ評価に関する研究
- シャーシダイナモ実験により、走行モードとＤＥＰの排出量・粒径分布の関係に関するデータを蓄積する。
- 車載計測や沿道フィールド調査等の手法を用いて、実走行状態での発生源特性を評価する。
- 交通流データと上記実験結果をもとにＤＥＰ排出量の地域分布推計の精度を高める。
- 発生源対策シナリオに関する検討および対策効果の評価のための交通流モデルの検討を行う。
- 環境動態把握および予測評価に関する研究
- 広域・都市大気汚染の動態把握のために観測・調査データを解析・評価する。
- 複雑な道路構造地域における風洞実験、現地調査、モデル解析・評価を行う。
- 広域・都市数値モデル解析、大気汚染データのトレンド解析・評価を行う。
- 大気汚染データを国際比較し解析・評価する。
- 測定法の確立とモニタリングに関する研究
- 有機炭素成分と元素状炭素成分測定方法を構築し、測定データを解析・評価する。
- 既存の大気環境測定装置の比較実証試験結果の評価を行う。
- ガス状成分、粒子状物質計測モバイル型モニタリングシステムを用いて環境調査を行い、観測結果を解析・評価する。
- 疫学・曝露評価に関する研究
- 地理情報システムを利用し大気環境濃度を把握する。
- これまで検討したＰＭ／ＤＥＰ曝露量に関するマクロ推計モデルを用いて、関東地方における市区町村別ＤＥＰ曝露量推計を試み、モデルの妥当性に関する検証を行う。
- 毒性・影響評価に関する研究
- 病態モデル動物を主に用いた微小粒子状物質曝露が呼吸-循環機能におよぼす影響の解析と機構の検討を行う。
- ＤＥＰによる感染性肺傷害の増悪メカニズムを検討し、主たる増悪成分の絞り込みを行う。
- 微小粒子状物質中成分の毒性スクリーニングを行う。
- ＤＥ（ディーゼル排気）がアレルギー喘息の増悪作用等に及ぼす影響のメカニズムを解析する。
- 自動車排出ナノ粒子の健康影響と動態把握に関する研究
- 自動車排出ナノ粒子曝露実験の設備、手法の検討を行う。
- 模擬ナノ粒子の投与または曝露による毒性・影響について検討を行う。
- 自動車排出ナノ粒子及び環境中ナノ粒子の測定手法を検討し、組成・粒径分布等の測定を行う。
- 運転条件による自動車排出ナノ粒子の発生実体の把握を行う。