（別紙2） 重点特別研究プロジェクトの平成16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16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による連続観測、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継続と充実を図る。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、酸素標準ガス開発研究等を行う。
- 亜大陸規模での二酸化炭素吸収評価を目的として、西シベリアの数ヶ所のタワーにおいて、二酸化炭素・メタンの自動測定を開始する。また、同時に航空機による高度分布等の高頻度観測を行う。中国の高地において草原生態系の炭素収支を評価する観測研究を行う。
- 苫小牧を中心とした森林の土壌・根・幹・葉の光合成/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。
- 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、陸域炭素収支の管理に関する研究を継続する。
- 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16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、地域環境モデル、世界エンドユースモデルの開発及び環境−経済モデルの拡張を行い、アジア主要国における温室効果ガス削減ポテンシャルの推計、温暖化対策の経済影響、副次的影響の分析を行い、基本モデルのアジア主要国への移転を進める。また、アジアのイノベーションポテンシャルを検討し、戦略的データベースを適用して、イノベーションが温暖化抑制に果たす役割を分析する。
- 過去100年程度の気候再現実験を引き続き行い、モデルの気候再現性や各種外部強制の気候変動に関するインパクトについて、その不確実性も含めて定量的に評価する。100年〜200年程度の温暖化実験を行い、温暖化に伴う降水特性変化の把握とその機構解明に取り組む。また、高解像度モデルによる気候再現実験、温暖化実験に関してその一端を担うとともに、極端な気象現象を含んだ気候変化シナリオによる温暖化影響評価実験に着手する。
- 昨年度途上国共同研究を通じて配布した影響評価モデルパッケージの利用を進めるとともに、適用を含めた評価を行うためにモデルの改良を行う。水資源影響モデルの精緻化を進め途上国へ適用する。影響プロセスモデルについては韓国、中国に移転する。また、適応策の物的被害、経済評価などの多面的評価を行うとともに、濃度安定化政策のための統合評価モデルを開発する。
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16年度事業計画
平成14年12月に打ち上げられ平成15年10月末まで運用された改良型大気周縁赤外分光計II型（ILAS-II）によって取得されたデータについて、必要なデータ処理運用システムの改良およびデータ処理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、データ利用研究者の組織化に努力するとともに、ILAS-IIデータの検証作業を行う。
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実施すると共に、導出されるオゾンの高度分布の検証を行う。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。再解析がほぼ完了した国立環境研究所（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。
ILAS/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。特に南北半球間の共通点と相違点の明確化に着目した研究を進める。
成層圏化学気候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結果を用いて、オゾン変動幅の評価や変動要因の解析を行う。また、重力波効果のパラメタリゼーション等を通した、化学気候モデルの改良も進める。更に、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、オゾン破壊に対する臭素系反応の寄与の評価や低緯度帯のオゾン低濃度領域の年々変動原因の解明を行う。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16年度事業計画
- 内分泌撹乱化学物質の分析手法に関して、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駆使して未知の環境ホルモンの同定方法の開発を行う。また、内分泌攪乱作用の生物検定法をさらに拡充しつつ、内分泌撹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、内分泌撹乱化学物質データベースへの情報蓄積を行う。
- 東京湾及び霞ヶ浦における環境ホルモンの分析、及び蓄積についてのデータのとりまとめを行う。
- 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、内分泌撹乱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撹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に超高磁場MRI装置の基本的な測定システムの応用を行う。また、胎児期及び幼若期に甲状腺ホルモンが不足した実験動物を用いた行動試験、また、有機金属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、内分泌撹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、植物を利用した内分泌撹乱化学物質（ビスフェノールＡ）の除去と微生物を用いた分解処理技術 の開発を行う。
- 内分泌撹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)ＧＩＳシステム上に河川モデルを構築し、ＰＲＴＲ排出量データ等を利用する河川濃度予測モデルを構築すると共に、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、定常モデルによるケーススタディーを実施する。
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16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と共に、リアルタイムモニタリング装置を検討する。
- ヒトにおけるダイオキシン類の曝露量の把握と、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による測定法を用いて曝露影響を調べる。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、生体試料に対する標準的な分析法の検討を行い、特に感度の向上と妨害物質の影響に関する基礎的検討を行う。また、底質コア試料中の臭素化ダイオキシン類及び、臭素化ダイオキシン類の主要な供給源と予想される臭素化ジフェニルエーテル等の分析を行い、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を構築し、これを用いて、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、長距離輸送モデルの構造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16年度事業計画
- これまでに蓄積された野生生物の分布情報を用いて置換不能度を計算し、保全の重要地点を抽出する。また、動物地理学的区分と、保全を目的とした地理区分との比較検討を行う。
- 流域スケールで開発した生息適地を評価するモデルをもとに、流域全体の生物多様性を保全することを目標とするモデルへと発展させる。ため池の調査データの解析から、現在のため池の生物多様性を決定している幾つか重要なパラメタの特定ができたので、具体的なため池の保全地区の設定手法の開発を行う。
- 北海道の河川形状の大正時代から現在までの変遷とその淡水魚類への影響解析を進め、生物多様性の減少を招いた景観要因の解析を行う。
- 侵入生物の実態解明でえられた成果をもとに、生態リスク評価手法を開発する。そのために、上記で開発した生息適地分布モデルを適用する。また、侵入種の分布拡大パターンの解析を行う。
- 組換えダイズとツルマメの遺伝子移行に関する圃場実験を継続して行う。
- 環境中での標的微生物の機能を解析するためにmRNAのモニタリング手法の開発を行う。
- 森林の樹木の多種共存メカニズム解明のために開発したモデルをベースに、現場調査でモデルの検証を行う。生物多様性変動機構解明のための食物網モデルの更なる解析を進める。
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16年度事業計画
- ウルムチと北京に設置したEOS-TERR/MODISデータ受信局を中心に、シンガポールとオーストラリアが参加したMODIS 衛星観測環境モニタリングネットワークに基づき、東アジア・太平洋域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ため、気象・水文・土壌・植生に関する各項目を観測するシステムを設立し、熱・水・炭素フラックスを中心とした多くの生態学的要素の観測を行う。また、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を進め、森林、草地、荒漠地、畑地及び水田の植生生態系における熱エネルギーと水の輸送現象の観測結果に基づき、植物生態系に固有の熱、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が考慮された地表流・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を、上流域での非効率灌漑、下流域での水不足、断流、土砂の堆積、地下水位低下などの深刻な問題に直面している黄河流域へ適用することを試みる。
- 三峡ダム湖の水質・生態系モデルを開発するため、ダム湖における水質観測を行う。
- 長江流域の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。
- 自然共生型流域圏再生及びその自然環境管理を目的とし、流域圏における生態系機能の統合的モデル化を行う。ここでは、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16年度は、荒川流域に加えて利根川流域を含む幾つかの東京湾流入河川水系を対象に、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16年度事業計画
平成16年度は平成15年度までに行った研究を発展させ、各研究分野における研究の蓄積を図る。特に、測定機器精度の実験室およびフィールドにおける検証と、測定方法の確立を行う。また、野外観測、室内実験結果の解析を行い、この知見をもとに特定の地域をターゲットとした対策シナリオを検討する。また、大気環境中ナノ粒子の研究を実施する。具体的には、大気環境中ナノ粒子の組成・形態・粒径分布等の測定方法、環境動態の把握に関する検討を実施する。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、との研究協力・共同研究を行う。
- 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システムの精度を高める。特に、実走行状態での発生源特性を把握する。
- 車載計測や沿道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。
- 交通流予測の精度を高め上記実験結果をもとにＤＥＰ排出量の地域分布を推計する。
- 発生源対策シナリオの検討と対策効果の評価を行う。
- 環境動態把握および予測評価に関する研究
- 観測・調査データを解析・評価し、広域・都市大気汚染の動態を解明する。
- 複雑な道路構造地域における風洞実験、現地調査、モデル解析を実施し、局地高濃度対策シナリオ案を示す。
- 広域・都市数値モデルシステムを構築する。
- 広域・都市大気汚染データのトレンドを明らかにする。
- 国際共同研究を実施し大気汚染データを比較・解析・評価する。
- 大気環境中ナノ粒子の化学的・物理的性状を明らかにする．
- 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システムを構築する。
- ＰＭ2．5モニタリング装置の比較検討を行う。
- 環境ナノ粒子成分の採取・分析方法を検討する。
- 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。
- 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曝露量推計を実施する。
- このモデルを用いて、地域研究を行う。
- 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を明らかにする。
- ＤＥＰによる感染性肺傷害の増悪メカニズムを明らかにする。
- 微小粒子状物質中成分の毒性スクリーニング手法を構築する。
- 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を明らかにする。
- 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設備を製作し、実験手法を開発する。
- 模擬ナノ粒子の投与または曝露による毒性・影響評価を行う。
- 自動車排出ナノ粒子及び環境中ナノ粒子の組成・粒径分布を把握する。
- 運転条件の違いによる自動車排出ナノ粒子の発生状況を調べる。