研究プロジェクト

＊具体的な研究成果

　工業化による東アジア諸国の経済発展は、エネルギー消費量や温室効果気体、エアロゾル等の排出量を増加させた。SO2に関しては、予想されていたほどに排出量は増加していない。CO2に関しては、エネルギー効率の上昇により、排出密度はほぼ横ばいか、もしくは低下している。このように好ましい傾向は、「後発」諸国が国際競争に勝ち抜く必要性や、環境意識の高まり、直接投資、開発援助を通じた技術移転などによって促進されてきた。しかしながら、エネルギー効率の上昇があっても、経済成長率がそれ以上に高くなると、CO2排出量は増加し続けることになる。今後、東アジア諸国、とりわけ中国が工業化を通じた経済成長路線を続けたときに、CO2の排出が増加するか否かは、経済成長と排出密度の低下と、どちらの速度がより大きいかに依存する。現状では、一部の諸国を除いて、排出密度の低下傾向が続いてきたことは十分に注目に値する。技術移転の重要性は今後ますます大きくなるであろう。

　アジア域における1980～2000年の燃料消費量と大気中への物質(SO2、NOx、CO、BC、OC 、NMVOC、NH3、CH4、N20、CO2)の排出量を推計した。アジア域における燃料消費量は20年間で倍増し、それに伴って、大気中への物質の排出量も1.2倍(BC)～2,3倍(NOx)に増加している。特に、中国における増加傾向が著しく、20年間におけるNOx排出量の増加率は約3倍にもなる。このような大気中への排出物質の増大は、アジア域の大気環境に大き

な影響を及ぼしていると考えられる。

　大気輸送モデルを用いた日本上空のCO2濃度長期データの最解析から、大気境界層の上の2～4㎞の高度では中国の排出の影響を強く受けることが示唆された。この結果から、1990年代半ば以降については中国政府が発表している石炭等化石燃料の消費量の経年変化と大気中の濃度変化は整合性がないことが示唆された。また、中国国内7箇所でCO2とCH4の観測を実施し、年平均のCO2濃度は日本よりも数PPM高く、季節振幅も大きいことが明らかになった。炭素の安定同位体比の分析から、中国ではC4植物の影響を強く受けていることが示唆された。人間活動に伴う土地利用形態が関係していると考えられる。

　エアロゾルの観測を福江島、奄美大島、沖縄等で実施した結果、全般的に東アジアのエアロゾルはBCの割合が多く、光吸収が強い。また、特に福江島では有機物の割合が多いことが分かった。バイオマス燃焼起源のエアロゾルが大陸から輸送されているものと考えられ、中国における石炭およびバイオマス燃料が関係しているものと思われる。これらのエアロゾルは中国では1960～1990年頃には増加傾向にあったが、その後はあまり増加していない。エアロゾルの間接効果により低層雲の雲粒は小さくなっているが総雲量は減少している。日射量は長期減少傾向にあるが、気温は1960年以降上昇している。中国北部では降水量が減少しているので、蒸発量の変化が鍵を握っている可能性がある。

＊当初計画外の研究成果

　co2の炭素同位体比の観測から、中国においては、大気中CO2濃度の季節変動はC4植物の影響を強く受けていることが明らかになった。これは、同じ緯度帯の他の地域で得られている結果と異なるが、おそらくトウモロコシや雑穀類などの農作物や雑草などが多いことを示唆しており、農業や土地利用・管理を通じた人間活動と関係していると考えられる。

　また、中国ではおそらく人為起源エアロゾルの増加が原因で日射量が減少したが、複雑な気候システムにより、地表気温の低下には結びつかなかった。人間活動による気候への影響を考える上で興味深い結果であると思われる。

＊残された重要な課題と今後の対応

　残された課題としては、社会経済のグローバル化による東アジアへの影響の分析をさらに深く行なうこと、また、エミッションインベントリーの精度の更なる検証とその季節変動への拡張が挙げられる。たとえば、SO2の排出量の精度を上げるためには、石炭の質を詳細に調査する必要があるが、本研究ではそこまで実施できなかった。社会経済解析の結果はある程度エミッションインベントリーの作成に寄与したが、そのフィードバックを得るまでには至って

いない。また、社会経済の分析に関しては、現場での調査等も踏まえたミクロ分析も必要であろう。他方、世界的に見ても季節変動まで考慮したエミッションインベントリーは殆ど例を見ないが、もし開発されれば観測データと大気輸送モデルを併せた解析において大きな進歩が期待される。

　さらに人間活動一エネルギー消費一エミッションー大気環境の変化一気候への影響一人間への影響という関係を総合的に捉えるためには本研究の枠組みに加えて気候モデルによる研究も必要になろう。

＊地球研の理念に対する成果の位置づけ

1.地球環境問題と設定した「人間と自然の相互作用環」をどれだけ深く掘り下げることができたか

　いわゆる地球温暖化問題という課題全体における「人間と自然の相互作用環」とは(1)人間活動一(2)エネルギー消費一(3)エミッションー(4)大気環境の変化一(5)気候への影響一(6)人間への影響という一連の関係性のことである。本研究で具体的に実施したのは(1)～(4)であり、その点で言えば「相互作用環」を深く解明するまでには至っていない。もし、この課題を「相互作用環」の解明として取り組むのであれば、さらに(4)一(5)一(6)一(1)という関連性をテーマに研究を行う必要がある。ただし、その場合には、地域における人間活動とそのグロー

バルな社会経済との関係、ならびにグローバルな気候変動の地域の人間活動へ及ぼす影響という視点が不可欠である。

　その意味においては、本研究はある程度貢献できたのではないかと考える。しかしながら、地球環境問題の解決にどの程度貢献したかという問いに関しては、地域で閉じた問題ならまだしも、グローバルとローカルの関係で生じる問題は、学術的研究を行なうことによって解決に資する貢献は可能であるとしても問題の解決そのものに直接つながるような貢献は極めて困難で奉ると言わざるを得ない。外交や経済、環境に関する政策を議論せずにできることは、現状がどうなっているのかということを明らかにすることまでであって、問題の解決策を直接示すことは地球研の研究の範疇を越えているものと考えられる。

　現状を解明するためには、上記(1～(6)に関する研究を包括的に実施することが求められるが、そのためには一研究プロジェクトの取組みには限界がある。「地球研」の理念としては「相互作用環」の解明であるが、この点について個々のプロジェクト内で自己完結しなければならないか否かは今後議論されるべきものと考える。

2.未来可能性を実現する道筋の探求がどれほど達成できたか

　温暖化問題における未来可能性とは、様々な人間活動が原因で、予想される、あるいは予想外の気候変動が生じたときに国や地域で破綻をきたさずに対応できるか否かという可能性である。これは、1000年後、10000年後の話ではなく、数十年からせいぜい100年後ぐらいの時間スケールで考えるべきものであると考える。

　未来可能性として上記のような定義をとるならば、本研究は、どのような人間活動が地域の気候変動にどのようなメカニズムで影響を及ぼし得るかという点を、中国を中心とした東アジアを例にある程度解明できたものと考える。

　すなわち、中国の近年の急激なしかも量的にも無視し得ない経済発展に伴う化石燃料の大量消費により、エアロゾルが多量に排出され気候の最も重要な要素である日射量が変化しても、一方で同じく化石燃料の消費や土地利用の結果排出される二酸化炭素等の温室効果ガスが世界中の排出と相俟って、この地域の気候変動に関しては温暖化をもたらすということが示された。

　以上のように、放射収支を単純に地表気温と結び付けるような議論が意味を持たないものであり、気候システムはいかに複雑であるかということが改めて示唆されたわけであるが、この議論をさらに深く進め確固たるものにするためには、GCM等を用いたシミュレーションとその詳細な解析が不可欠であると思われる。さらに、気候変動が人間社会にどのように影響するのかということを解明する必要があるが、その際には影響を受ける側の国や地域の状況(社会、経済、政治、文化など)によって影響の顕在化の様子が違ってくる。したがって、各地域の社会経済のみならず文化や歴史的背景等も包含した総合的かつ詳細な研究を併せて行なう必要がある。

3.総合性、国際性、中枢性はどの程度満たされていたか

総合性については、社会経済学の分野と工学系の分野、大気科学の分野の連携が図られ、たとえば経済のマクロ分析ように作成されたデータセットがエミッションインベントリーの作成に利用されたり、エネルギー消費量の誤差について経済的視点や大気科学研究のデータ解析から吟味が行われるなど、本研究が始まる以前よりも有機的に連携することができた。

国際性については、中国国内ではWMO/Gawの一環として唯一Waliguanで中国とアメリカが行っていた観測以外に6箇所で温室効果ガスの高精度観測が中国科学院大気物理研究所、中国気象科学研究院と東北大学、地球研の協力により実施された。また、中国国内の気象データ等の収集分析も実施された。

　中枢性と言う意味においては、経済のマクロ分析、エミッションインベントリーの作成、温室効果ガスやエアロゾルの観測等においては、我が国のトップレベルの研究者が参画して研究を実施することにより国外も含め研究協力が円滑に進み、成果を挙げることができたと考えている。

4.地球環境問題の解決に資する研究蓄積として何が残せたか

・1986～2002年のアジア・各国および中国各省の社会経済、エネルギーのデータ。たとえば産業別GDP、部門別の各種エネルギー消費量等。

・1980～2003年のアジアのエミッションインベントリーデ一夕。人為起源によるSO2、NOx,CO,BC,OC,NH3,NMVOC,CH4,N20,CO2の年間排出量を緯度経度0.5度グリッドで作成。

・中国国内7箇所における二酸化炭素およびメタンの濃度データ。2003～2006年。

・中国の日射量データ。65箇所における1960～2000年のデータ及び57箇所における1990～2000年のデータ。

・福江島のエアロゾル、大気放射データ。2002年7月から現在まで。エアロゾルの粒径分布、鉛直分布、散乱係数、吸収係数、化学組成、および日射量、長波放射量など。

・沖縄辺戸岬のエアロゾルデータ。2005年から現在まで。エアロゾルの散乱係数、吸収係数、ブラックカーボン量など。

5.他の研究プロジェクトといかに連携できたか

　対象とする地域や期間が共通することもあり、P1-2FR黄河プロジェクトとはRR2002を通じて様々な連携を図ることができた。特に日射量と地表面蒸発量の関係では、中国全体の平均値で見れば旧ソ連や北米のケースと同様に良い相関があるが、地理的な対応を調べると必ずしも一致していないことが分かった。また、土地利用の変遷については、黄河流域だけではなく中国全域について共同で解析を行った。

　また、P2-7FSとは、本研究プロジェクトで整備した中国の経済データを共通で利用するとともに、共同で解析を行なった。

青木　一真

( 富山大学理学部・助教授・エアロゾル観測解析 )

青木　周司

( 東北大学大学院理学研究科・教授・温室効果気体観測解析 )

荒生　公雄

( 長崎大学環境科学部・教授・エアロゾル観測解析 )

葉　　　剛

( 東北大学大学院国際文化研究科・助教授・経済データ解析 )

石坂　　隆

( 名古屋大学地球水循環研究センター・助教授・エアロゾル観測解析 )

岩坂　泰信

( 金沢大学自然計測応用研究センター・教授・アドバイザー )

岩渕　弘信

( 海洋研究開発機構地球フロンティア研究システム・研究員・衛星データ解析 )

○

石見　　徹

( 東京大学大学院経済学研究科・教授・経済データ解析 )

鵜野伊津志

( 九州大学応用力学研究所・教授・大気輸送モデルによる解析 )

太田　幸雄

( 北海道大学大学院工学研究科・教授・エアロゾル観測解析 )

大原　利眞

( 国立環境研究所・室長・エミッションインベントリーの開発 )

岡田　　格

( 千葉大学環境リモートセンシング研究センター・研究員・エアロゾル観測解析 )

片桐秀一郎

( 総合地球環境学研究所・プロジェクト上級研究員・エアロゾル観測解析 )

○

河本　和明

( 総合地球環境学研究所・助手・衛星データ解析 )

菊地　信行

( 宇宙航空研究開発機構・研究員・エアロゾル観測解析 )

鬼頭　　宏

( 上智大学経済学部・教授・人口、経済データ解析 )

久慈　　誠

( 奈良女子大学理学部・講師・エアロゾル観測解析 )

久芳奈遠美

( 海洋研究開発機構地球フロンティア研究システム・研究員・モデルによる雲解析 )

○

佐伯　田鶴

( 総合地球環境学研究所・助手・温室効果気体観測解析 )

佐竹　晋介

( 総合地球環境学研究所・学振特別研究員・大気輸送モデルによる解析 )

佐野　　到

( 近畿大学理工学部・講師・エアロゾル観測解析 )

塩原　匡貴

( 国立極地研究所・助教授・エアロゾル観測解析 )

徐　　健青

( 海洋研究開発機構地球フロンティア研究システム・研究員・中国の気象データの解析 )

菅原　　敏

( 宮城教育大学教育学部・助教授・温室効果気体観測解析 )

杉本　伸夫

( 国立環境研究所・室長・エアロゾル観測解析 )

須藤　重人

( 農業環境技術研究所・研究員・温室効果気体観測解析 )

住　　明正

( 東京大学サスティナビリティ学連携研究機構・教授・アドバイザー )

高見　昭憲

( 国立環境研究所・主任研究員・エアロゾル観測解析 )

高村　民雄

( 千葉大学環境リモートセンシング研究センター・教授・エアロゾル観測解析 )

竹村　俊彦

( 九州大学応用力学研究所・助教授・大気輸送モデルによる解析 )

鶴田　治雄

( 東京大学気候システム研究センター・研究員・エアロゾル観測解析 )

鄭　　周軍

( 総合地球環境学研究所・助教授・社会データの解析 )

○

中澤　高清

( 東北大学大学院理学研究科・教授・温室効果気体観測解析 )

○

中島　映至

( 東京大学気候システム研究センター・教授・アドバイザー )

中西　裕治

( 千葉大学環境リモートセンシング研究センター・大学院生・エアロゾル観測解析 )

○

林田佐智子

( 奈良女子大学理学部・教授・衛星データ解析 )

坂東　　博

( 大阪府立大学大学院工学研究科・教授・大気汚染物質観測解析 )

本多　嘉明

( 千葉大学環境リモートセンシング研究センター・助教授・衛星データ解析 )

松井　一郎

( 国立環境研究所・主任研究員・エアロゾル観測解析 )

松岡　真如

( 高知大学農学部森林科学科・講師・衛星データ解析 )

三好　猛雄

( 総合地球環境学研究所・プロジェクト上級研究員・エアロゾル観測解析 )

向井　苑生

( 近畿大学理工学部・教授・エアロゾル観測解析 )

森本　真司

( 国立極地研究所・助手・温室効果気体観測解析 )

保本　正芳

( 近畿大学理工学総合研究所・助手・エアロゾル観測解析 )

矢吹　正教

( 国立極地研究所・研究員・エアロゾル観測解析 )

山中　大学

( 神戸大学大学院自然科学研究科・教授・アドバイザー )

米村正一郎

( 農業環境技術研究所・研究員・温室効果気体観測解析 )

○

石　　廣玉

( 中国科学院大気物理研究所・教授・中国における温室効果気体観測の統括 )

1.広く社会へ向けた発信

　エアロゾルの観測施設がある長崎県福江島の三井楽中学校で、地球温暖化と酸性雨をテーマに授業を行なった。また、地球研市民セミナーや中学校・高等学校の環境教育担当教員講習会(西日本ブロック)、上越市板倉地区シルバー大学院等の一般向け講演において本研究の成果もまじえて講演を行なった。

　今年度中には間に合わないが、予算等諸事情が許せば、来年度に一般向けの書籍を刊行したいと考えている。

2.学会へ向けた発信

　学術書としては、「開発と環境の政治経済学」(石見徹著、.東京大学出版会)が出版された。また、学術論文は、「経済学論集」、「国際経済」、「エアロゾル研究」、Seoul　Journal　of　Economics,Atmospheric　Environment,Aerosol Science and technology,Journal of Meteorogical Society of Japan,Atmospheric research,Journal of Geophysical Research,Geophysical Research Letters等において発表された。その他、口頭での研究発表は、大気環境学会、日本気象学会、日本エアロゾル学会、IUGG総会、IAMAS総会、国際放射シンポジウム、第1回、第2回目中韓合同気象学会等、関連する各学会および研究集会で行なっている。

　以上のほか、プロジェクト2年目より、ホームページを通して研究者コミュニティ向けに情報発信を行なっている。

進捗状況(2006年4月～2007年3月)

　最終年度である本年度は、東アジアにおける経済活動と各種温室効果気体、エアロゾル関連物質の排出量に関するエミッションインベントリと大気輸送モデルを用いて各種物質の濃度分布を評価し、観測データと比較した。また、マクロ経済、エネルギー消費量、各種物質の排出量と大気中での濃度分布の変動を総合的に解析することにより、研

究成果のとりまとめを行なった。本プロジェクトとリンクした第2回アジア太平洋域国際大気放射シンポジウムを開催し、研究発表を行なった。また、研究プロジェクトの最終報告書を作成するとともに、プロジェクト期間中に得られた各種データのアーカイブを行なった。でき得る限り年度内に論文等の投稿・出版を試みたが期間内に全て終了するまでにはいたらなかった。

　5年間の研究から、中国においては、過去20年間に技術革新等により単位GDPあたりの温室効果気体やエアロゾルの排出量は減少、すなわち効率化が進んでいることが示された。しかしながら、GDPそのものの伸びが著しいので、技術的な側面ではなく、産業構造を変えるなど根本的な対策を行なわない限り、今後、温室効果気体やエアロゾルの排出量を減少させることは極めて困難であることが示唆された。