1. はじめに

2010年度（2011年3月）をもって終了した国立環境研究所の第2期中期計画では、「地球温暖化研究プログラム」をはじめとする4つの重点研究プログラムが設定され、予算的・人的資源の重点投資がなされた。本稿では、地球環境研究センターが中心的な役割を果たした「地球温暖化研究プログラム」の概要と、5年間の成果をごく簡単に述べることとする。詳細は、「国立環境研究所特別研究報告（SRシリーズ）」が、各重点研究プログラムの最終報告書として今秋にも発行が予定されているので、そちらを参照して頂きたい。

2. 研究プログラムの目標と研究体制

温室効果ガスによる地球温暖化の進行とそれに伴う気候変化は、予測される影響の大きさや深刻さからみて、人類の生存基盤に関わる最も重要な環境問題の一つであり、持続可能な社会の構築のためにはその防止および影響緩和に向けた取り組みが必要不可欠である。本プログラムでは、温暖化とその影響に関するメカニズムの理解に基づいた、将来に起こり得る温暖化影響の予測のもとに、長期的な気候安定化目標とそれに向けた世界および日本の脱温暖化社会（低炭素社会）のあるべき姿を見通し、費用対効果、社会的受容性を踏まえ、その実現に至る道筋を明らかにすることを全体目標とした。

本プログラムは、第1期（2001年度〜2005年度）に実施された「地球温暖化の影響評価と対策効果プロジェクト」における研究成果と研究資産を引き継ぎ、さらにこれを発展させるべく、研究部分として4つの中核研究プロジェクトと延べ9つの関連研究プロジェクト、その他の活動として、地球環境研究センターが「知的研究基盤の整備」事業の一環として行う地球温暖化関連のモニタリング、データベース、研究の総合化・支援に係る事業をもって構成することとし、総合的な研究体制を取ることとした。

3. 4つの中核研究プロジェクトの成果の概要

4つの中核研究プロジェクトとは、(1) 温室効果ガスの長期的濃度変動メカニズムとその地域特性の解明、(2) 衛星利用による二酸化炭素等の観測と全球炭素収支分布の推定、(3) 気候・影響・土地利用モデルの統合による地球温暖化リスクの評価、(4) 脱温暖化社会の実現に向けたビジョンの構築と対策の統合評価、である。

これらのプロジェクトにおいて、二酸化炭素等の温室効果ガスや関連気体等の空間分布とその時間変動の観測とデータ解析に関する研究、人工衛星を利用した温室効果ガスの測定データ処理解析手法の開発、二酸化炭素濃度分布等の観測データと大気輸送モデルに基づく二酸化炭素収支の解析手法に関する研究を行った。また、気候・影響・陸域生態・土地利用モデルの統合によるシミュレーションモデルの開発および将来の気候変化予測と影響評価に関する研究、将来の脱温暖化社会の構築に係るビジョン・シナリオ研究、気候変動に関する国際政策分析、気候変動対策の効果と影響に関する研究等を行った。

これらの中核研究プロジェクトからは多岐にわたる成果が得られ、誌上発表が445件、学会等における口頭発表は1134件に上っている。以下に、成果のいくつかを紹介したい。

4. 成果トピックス

(1) 温室効果ガスの長期的濃度変動メカニズムとその地域特性の解明

大気中の二酸化炭素濃度に関し、アジア太平洋地域の高度分布を含めた季節変化やトレンドなど地域特性を把握した。二酸化炭素の長期的収支解析から、海洋と陸域の吸収量の分別比率が1 : 0.4程度であり、そのトレンドをみると、近年の陸域や海洋の吸収量が二酸化炭素濃度上昇に対応し増加している効果が示唆された。発生源では、中国などの人為発生量の増加が、アジア太平洋地域の二酸化炭素の濃度分布を変化させてきていることが判明した。

海洋や陸上の二酸化炭素吸収量の変動が太平洋やアジア地域で調査され、解析された。北太平洋で吸収量が増加していることが推定できたが、地域的に西側と東側では吸収トレンドに差があることがわかり、海洋の地球科学的な変化がゆっくり進行していることが示唆された。

陸域の吸収量は短期的には、湿潤なアジアでは太陽の有効放射量に対応し変動することがわかった。温度上昇に対して、土壌呼吸などの増加がどの程度起こるかを実験的に研究した結果、短期的にはこれまでのモデルが推定する以上の応答が日本の森林土壌ではあることがわかったが、長期的には土壌の炭素プールの差により場所ごとに応答が異なることがわかった。

(2) 衛星利用による二酸化炭素等の観測と全球炭素収支分布の推定

本プロジェクトは、環境省・国立環境研究所（NIES）・宇宙航空研究開発機構（JAXA）の三者共同プロジェクトである「温室効果ガス観測技術衛星（GOSAT）プロジェクト」における科学的・研究的側面を担っている。衛星で太陽光の地表面反射光を分光測定して、二酸化炭素とメタンのカラム濃度を雲・エアロゾルのない条件下で二酸化炭素については相対誤差1%、メタンについては相対誤差2%の精度で観測し、これら全球の観測結果と地上での直接観測データを用いることにより、インバースモデル解析に基づく全球の炭素収支分布の算出誤差を低減することを目標としていた。

衛星打ち上げ前には、データ処理アルゴリズムの開発、原理検証のための野外実験を行い、衛星打ち上げ後はプロダクトの検証やアルゴリズムの改訂研究を実施した。現状では、二酸化炭素、メタンともにカラム濃度に若干の負のバイアスが認められるものの、相対精度としてはほぼ初期の目標を達成している。また、世界の地域別の収支分布の推定について、予備的な解析を行った。

(3) 気候・影響・土地利用モデルの統合による地球温暖化リスクの評価

本プロジェクトでは、IPCC第5次評価報告書に向けた気候モデルの改良ならびに次世代モデル実験を行うとともに、短中期の自然変動の不確実性と長期のモデルの不確実性にそれぞれ注目して、不確実性評価研究を行った。また、極端現象等の気候変化メカニズムの解明を進めるとともに、気候シナリオと社会経済シナリオを結び付ける方法論の検討を行った。影響・適応モデル研究では、水資源、農業、および健康の分野について、極端現象や不確実性を考慮した影響評価を行った。陸域生態系モデルを改良し、不確実性を考慮した生態系影響評価を行うとともに、過去の炭素循環の推定と観測データによる検証を行った。さらに、主に気候モデル研究で開発した手法を用いて水循環影響評価に適用し、気候予測と影響評価にまたがる不確実性を評価した。

また、土地利用変化モデルを開発するとともに、IPCC新シナリオの一つであるRCP 6W（代表的濃度経路［RCP］における土地利用変化排出の整合性評価のなかで、2100年に放射強制力を6W/m²で安定化するシナリオ）に対応した詳細な空間分布をもつ土地利用変化シナリオを開発した。さらに、東京大学等と協力してメディア関係者との意見交換会を実施し、影響知見の社会への適切なコミュニケーションについて検討した。

(4) 脱温暖化社会の実現に向けたビジョンの構築と対策の統合評価

ビジョン・シナリオ作成、国際政策分析、対策の定量的評価を相互に連携して行うことにより、中長期の対策目標の設定、交渉枠組みの提案と対策の定量的評価を行った。2050年のわが国のビジョン・シナリオを作成し、2050年までに温室効果ガスを大幅に削減するための方策について検討し、ロードマップを作成した。アジア主要国の研究機関と共同して本プロジェクトで構築した手法の適用に着手し、アジア主要国および主要都市を対象とした低炭素社会シナリオを作成した。

国際枠組みを評価するための評価軸について整理を行い、この結果を踏まえて国際制度の諸提案を分析した。また、アジア太平洋地域の国際枠組みに関するダイアログを行い、次期枠組みについて議論し、各国が望ましいと考える国際制度の概要について、共通点や異なる点などを抽出した。交渉のフォーラムとしては、多様なフォーラムがあり得ても、最終的には気候変動枠組条約で統括されるべきだという意見にまとめられた。次期枠組みにおいては、途上国も応分の行動が求められることから、途上国にとって受け入れられる国際制度の検討が今後の課題として提示された。

温暖化対策の定量的な評価のための種々のモデル（AIMモデル）を改良した。これらは各種の分析に適用され、2009年6月の麻生首相（当時）による中期目標決定に際しての科学的根拠を提供した。2009年10月からは政府のタスクフォース、2009年12月からは環境省の地球温暖化対策に係る中長期ロードマップ検討会、2010年4月からは中央環境審議会地球環境部会中長期ロードマップ小委員会において、AIMモデルを用いて2050年大幅削減を見据えた2020年中期目標の対策分析を進め、2010年12月に成果を発表した。

5. おわりに

第2期中期計画の策定の時点から、地球温暖化研究は10年スケールのスパンで研究目標を設定し、研究計画を進めていくことの必要性が認識されていた。本年度より開始された第3期中期計画においても、「地球温暖化研究プログラム」は重点プログラムのひとつとして設定されており、これまでの研究成果の蓄積をさらに発展させたいと考えている。また、前期に引き続き、国内外の気候変動政策・温暖化対策の立案に資する知見を積極的に提供していきたい。なお、今期の計画の概要については、本誌2011年5月号で紹介したのでご参照頂きたい。