第章

1

大気環境問題の変遷と当研究所の取り組み

第１章

大気環境問題の変遷と当研究所の取り組み ● 目狛江研究所大気科学部

上席研究員

市川

次
陽一

１−１

地球環境問題の解決は個人と地域から ……………………………………………………………………………………9

１−２

大気環境問題の歴史 …………………………………………………………………………………………………………9１−３

大気拡散と気象の研究……………………………………………………………………………………………………14

市川 陽一（1977年入所）
大気拡散に関する研究に従事している。これまで、火力発電所の環境影響評価のために、石炭粉じんの飛散量予測手法や排ガス拡散予
測数値モデルの開発を行った。また、大気汚
染物質の長距離輸送を解析した。

8

１−１

地球環境問題の解決は個人と地域から次世代を危惧し、新しく迎える千年紀の最初に取り0.24g/kWh、0.31g/kWh と欧米の先進諸国と比べて一桁組むべき問題として、地球環境に対する関心が高い。

低い値になっている１）。また、発電所の立地にあたって、本書では発生源周辺での大気拡散や気象に関する地域

1977 年からは通商産業省省議決定、1999 年６月からは環境問題について述べる。地域環境問題は、地球環境

環境影響評価法および電気事業法に従い環境影響評価が問題の影に隠れてしまった感じがする。事実、日本の実施され、適切な環境保全のための措置がとられている。

二酸化硫黄の環境濃度は、1967 年以降激減し、環境基

電力中央研究所は、1964 年に火力発電所排ガス等の準の達成率が 100 ％近い状態が長年続いている。このよ対策に関する研究の強化推進をはかるため、大気拡散

うに身近な大気環境が改善されたのは、固定煙源と言と気象に関する研究、調査を開始した。それ以降、大われる発電所、工場等の環境対策が推進された結果で

気拡散と気象に関する研究を継続している。当初の研ある。しかし、都市部の窒素酸化物や熱のように解決究目的は、火力発電所排煙の監視、管理手法を確立すされていない問題、廃棄物焼却施設周辺の大気汚染のることであった２）。その後、環境影響評価手法の高度化

ように新たな問題がないわけではない。これらは自動に重点を移し、大気拡散予測手法や気象観測手法の開車、ごみといった私達の生活が密接に関わる問題であ発を進め、火力発電所の環境影響評価、原子力発電所

る。また、開発途上国には、工場排煙による環境問題の安全解析等に貢献してきた。環境対策が進み、環境が深刻な都市が幾つもある。私達の生活様式を見直し、影響評価法が施行された現在、新たに以下のことを目

地域環境問題に対策を講ずること、そして、その技術

的に大気拡散に関する研究を展開している。

を国際的な環境問題の解決に役立てることが、地球環⑴

環境影響評価の効率化

境問題解決につながる。

⑵

電源立地、核燃料サイクルに対する社会の理解と電気事業は 1970 年代に燃料対策、環境設備の導入を信頼の確保はかり、今では、火力発電所からの硫黄酸化物や窒素酸⑶

分散化、多様化する電源立地への対応

化物の発電電力量あたりの排出量は、それぞれ、⑷

国際的な環境問題の解決

１−２

大気環境問題の歴史たりが大気汚染問題の濫觴と推測される。紀元前４世

1-2-1

紀元前からあった大気汚染

紀には、戦争に大気汚染を利用した記録が残されている。ペロポネソス戦争で、スパルタ軍は硫黄を燃やし

人類が火を使い始めたのが 50 万年前と言われている。

てアテネ人の城を攻めた４）。また、ネロ皇帝の師セネカ

この頃から、Public Nuisance（公害）という言葉を用いが、医師から健康にくらすため煙や悪臭の漂うローマ

ると大げさだが、近隣の煙で迷惑をしたということがを離れるように忠告を受けたのは、紀元１世紀なかばあったかも知れない。紀元前 5000 〜 4000 年になると、のことである５）。

メソポタミアで銅鉱石の製錬が始まり、紀元前 3000 年

発生源近くの大気環境問題が、今話題の地球環境や頃には青銅器時代を迎える。世界最初の都市国家シュ

環境ホルモンの問題とは比べものにならないくらい歴

メールやエジプトでは、銅精錬によって二酸化硫黄を史が古いことがわかる。宮沢賢治（1896 〜 1933 年）の時

３）含む煙が大量に排出されたと考えられている 。このあ

代には、寒冷による凶作を防ぐため、今とは逆に二酸

電中研レビュー No.38 ● 9

化炭素による気温上昇を期待していた。日本の越冬隊

集者は汚染源の移転より現実的で有効な方法として、がオゾンホールの発見に先鞭をつけたのが 1982 年のこ

煙突を高くして煙が建物に巻き込まれないようにするとである。レイチェル・カーソンが化学物質に対することを提案している。高煙突による拡散希釈は 1823 年

警告の書を著したのは 1962 年である。越境大気汚染のにイギリス・リバプールのソーダ工場で試みられた。

記録は少し古いが、それでも 16 世紀頃に過ぎない。

リバプールの工場は高さ約 90 ｍの煙突を建てたが、塩

大気汚染の歴史の始まりとして、よく紹介されるのが 13 世紀のイギリスである。イギリス最初の大気汚染

化水素排ガスがうまく拡散せず、あまり効果がなかった３）。

エピソードは、中部の都市ノッティンガムで起こった。

ロンドンでは、19 世紀の後半から度々スモッグによ1257 年、ヘンリーⅢ世の王妃は石炭燃焼の悪臭のためって通常以上に死者が増える過剰死亡が確認されている。

城を逃げだした ５）。ばい煙問題が深刻なロンドンでは、

中でも 1952 年 12 月４日から始まったロンドンスモッグ

エドワード I 世が 1273 年に石炭を燃やすことを禁止した。

では、過剰死亡者数が１ヶ月で約 4000 人、全期間を通

また、1306 年には、職人が石炭を使用することを禁止

じると 8000 人に達した７）。高濃度出現には石炭燃焼にする王室布告が出された。ロンドンの大気汚染のひどよる大量のばい煙排出に加え、地形と気象条件が深く係さは、イベリン ６）が 1661 年に著した書「Fumifugium

わっている。ロンドンはテムズ川沿いの盆地にあり、こ（防煙）」に克明に記録されている。彼は英国清空協会かこに冷気団が移流して停滞したため逆転層が生じた。逆ら、大気汚染について初めて本を著し、19 世紀の後半

転層は地表に近づくにつれて気温が低くなっている層で、まで煙害のことを真剣に考えた唯一の人と賞賛されて汚染物質の拡散希釈が起こりにくい。谷間の底に汚染物いる。図 1-1 をよく見ると、Fumifugium は J.E.（John

質がたまって高濃度汚染が生じた。その後、イギリスでEvelyn）から陛下（国王チャールズ II 世）への煙害対策のは 1956 年に大気清浄法が制定され、有名なロンドンス

提案書であることがわかる。大場

３）はこの本の内容をモッグのエピソードは 1962 年が最後となった。

「環境問題と世界史」において２章を割いて紹介してい20 世紀なかばにはロサンゼルスの光化学スモッグなる。イベリンはまず、石炭の無秩序な使用で大量の硫ど幾つかの大気汚染エピソードが発生しているが、ロ

黄とすすが発生した結果、「セントポール辺りは異常にンドンと同様、盆地あるいは谷間と逆転層が共通した悪臭を放つ暗くて厚い霧によって通過できない。」、「長要因としてあげられる。

年健康に暮らしていた老人がロンドンに着いたとたん、汚染された空気のせいで病気になった。」と大気汚染の1-2-2 鉱山の煙害防止にみる環境対策の原点

現状を訴え、次いで汚染源の移転と植林による煙害対策を建言した。1772 年に再版された同著の序文で、編

図1-1

10

日本の公害の原点として足尾銅山が名指しを受ける。

大気汚染に関する初めての本、
イブリンの防煙（Fumifugium）

わが国の銅鉱山は、明治から大正にかけて国を支える

全くのハゲ山がかなりの箇所で緑に覆われるようにな

基幹産業として、生産量を飛躍的に伸ばした。それにったのは最近のことである。

ともない煙害による被害地も拡大した。足尾銅山、別このように煙害が深刻な時代であったが、その中に子銅山、小坂鉱山、日立鉱山の煙害は四大鉱害事件と今日の環境対策の原点を見つけることができる。日立

して知られている。図 1-2 は足尾の煙害地域

８）

を示し

鉱山は実によく煙害問題に取り組んだ。気象観測所やている。東西 17.5km、南北 14km の足尾地区境界が太農事試験場の設置、除じん、硫酸回収設備の導入など

い線で描かれており、そのほぼ中心の丸印が製錬所の多くをあげることができるが、特記すべきは高煙突の位置と思われる。足尾の荒廃地は自然の風化侵食に亜建設である。イギリスでうまくいかなかった高煙突を、硫酸ガスを主体とする煙害、乱伐、山火事が加わった

大気拡散と気象の知識を駆使して成功させた。高煙突ことが原因で 3000ha にもおよんだ。治山事業により、建設に関する話題を「大煙突の記録−日立鉱山煙害対策史」 ９）から拾い出す。世界一の高さ 156 ｍの大煙突（煙突頂上は海抜 481m）は 1914 年（大正３年）に完成した。

中禅

図 1-3 は煙突の使用が始まった 1915 年の精錬所の写真寺湖である。前年の写真では、左側の谷間が煙でぼやけて皇海山

見えなかった。

松木沢

図 1-3 は煙突の歴史を見る上でもおもしろい。図の左
N

手の峰を高さ２ m、長さ 1630 ｍの煙道（白く見える縦の線、1911 年竣工）が走っている。この煙道には 10 数個の排気口が横腹にあいている。大煙突の下のずんぐりし

川

瀬

良

渡

図1-2

凡
例
足尾地区境界
煙害激害地
煙害中害地
煙害微害地

足尾の煙害地域（足尾郷土誌1993年版より）た煙突（1913 年竣工）は高さが 36m であるが、実は胴体の内部に高さ 11m の煙突が６基収まっている。当時は、低い位置から煙を薄めて出すことによって、煙害を狭い範囲に限定する方法が常識であった。しかし、これらの煙道、煙突の効果は少しもなかった。
低煙突は失敗したが、だからといって高煙突にすれ▲大煙突完成後の製錬所。谷間から煙は消えている（大正４年10月頃）

図1-3 日立鉱山の煙突（大煙突の記録−日立鉱山煙害対策史より）

電中研レビュー No.38 ● 11

ば被害拡大の心配がある。そこで日立では、既設煙突に関する国レベルの初めての規制法は、1962 年に制定

（図 1-3 で大煙突の左下）を使った煙の拡散幅の観測、繋されたばい煙の排出の規制等に関する法律である。こ留気球による高層気象観測、風洞実験、川の中での気の法律は降下ばいじん量の減少には効果があったが、流模擬実験やトレーサ実験を行い、事前の拡散評価を

排ガス中の濃度規制を行ったこと、高度成長期のまっ実施した。繋留気球観測をとりあげても、陸軍気球隊

ただ中であったことから、硫黄酸化物の総排出量削減

で気球の製作、揚げ方から学んだ時代である。拡散予や環境濃度低減には至らなかった。大気拡散の話をは測に相当の力を注ぎ、高煙突を成功させたことがわか

さめば、この頃が風洞実験による事前予測・評価の始る。

まりである。

日立鉱山の成功には小坂鉱山での経験が生かされて1967 年に公害対策基本法が制定され、国民の健康のいると言えるだろう。小坂では 1902 年（明治 35 年）に東保護、生活環境の保全を維持するための環境基準が定洋一の高さ 60 ｍの大煙突が建設されていたし、煙を観められた。また、翌年の 1968 年には大気汚染防止法が測する煙見山をもうけていたようだ。

制定され、硫黄酸化物のＫ値規制が行われるようにな

別子銅山でも精錬所移転、煙突の改良などさまざまな方策がとられた 10）。新居浜地区の煙害を解消するた

った。Ｋ値規制では次式により排出基準（許容量）が定められている。

めに、沖合約 20km の四阪島に精錬所が建設され、1905
年（明治 38 年）に操業が開始された。しかし、結果は逆

排出許容量＝Ｋ× 1/1000 ×有効煙突高の２乗に煙害を拡大させてしまった。この対策として、1914
年に 64m の煙突をやめ 30m の煙突を６本作った。低煙

なお、Ｋは地域ごとに定める値（Ｋ値規制の名前の由来）、

突からの薄煙放出は、すでに述べたように日立やまた

有効煙突高は煙突実高に煙の上昇高さを加えた高さで足尾でも行われたが、いずれも失敗している。別子である。この式は、有名な大気拡散式の一つ、サットン

は結局、1939 年に亜硫酸ガスをアンモニア水によっての式に風速６ m/s などの条件を代入し、地表最大濃度

中和する排煙処理により、煙害を解決した。

を誘導することにより求めることができる。
Ｋ値規制では高煙突による拡散希釈の効果が期待で

1-2-3

近年の環境対策と環境濃度推移の二つの型きる。ところが、高煙突化に見合う分だけ排出量を増加すると大気汚染が広域化し、さらに施設が増加した
場合には大気汚染が進む。そこで、Ｋ値を見直すこと

日本の産業公害の発生と克服は、開発途上国への教で規制強化して、硫黄酸化物の排出量を削減した。

訓として活用が望まれている。産業公害の発生につい1974 年になると、硫黄酸化物に対して総量規制が導入

11）

を要約引用する。「第二された。総量規制は、工場等の集合地域で環境基準の次世界大戦後における石炭を主要エネルギーとした日

確保が困難であると認められる地域が対象になる。こ本の工業復興は早く、各地で降下ばいじんや硫黄酸化れまで 24 地域が指定された。総量規制では、大気拡散物を主とする大気汚染問題を引き起こした。1955 〜の予測シミュレーションを実施して、環境基準を確保

1964 年の日本経済の飛躍的な成長により、エネルギーできる排出条件かどうか評価、検討することになって消費量は 10 年間で約３倍に、エネルギー源の主役も、いる。

て、「日本の大気汚染経験」

石炭から石油に入れ替わった。このため、大気汚染も

上記の法規制に対応するため、燃料の低硫黄化と排硫黄酸化物を中心とした汚染に形態を変化させつつ広煙脱硫設備の導入が進められた。低硫黄化について見

域化、深刻化していった。」

ると、日本の重油中の硫黄含有量は 1965 年から 1973 年

産業公害克服の過程を示すよい例として、二酸化硫の間に 2.6 ％から 1.4 ％に急速に低下した。排煙脱硫装置

黄濃度をとりあげる。図 1-4 ⒜は二酸化硫黄の環境濃度

設置数の合計は、1970 年に 102 基だったのが、1976 年

12）に、関連する法規、電気事業における環には 1134 基まで急増した。日本産業機械工業会の資料

境対策をあわせて記載したものである。ばい煙の排出をもとにまとめた大気汚染防止装置生産額の推移 11）を

の経年変化

12

（ppm）
0.08
公害対策基本法
一般環境大気測定局
自動車排出ガス測定局（平成10年版環境白書のデータを改編）

大気汚染防止法0.06

年
平 0.04
均
値

総量規制
LNG導入
湿式排煙
脱硫装置

0.02

環境基本法
重・原油の
低S分化進む0

昭和 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63平成元2 3 4 5 6 7 8
年

⒜

度

二酸化硫黄

（ppm）
0.05
自動車NOx法

自動車排出ガス規制
0.04
NOx排出基準の設定
年 0.03平均
値 0.02

総量規制

環境基本法
一般環境大気測定局
自動車排出ガス測定局（平成10年版環境白書のデータを改編）

0.01

0昭和45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 平成元 2
年

⒝

図1-4

3

4

5

6

7

8

度

二酸化窒素

二酸化硫黄と二酸化窒素の環境濃度の経年変化見ると、1972 年に生産額で排煙脱硫装置が高層煙突を1973 年に大気汚染防止法にもとづく排出基準の設定、抜いた。電気事業では、硫黄分を含まない燃料 LNG（液1981 年に東京特別区等地域、横浜市・川崎市等地域、

化天然ガス）を、1970 年に東京電力南横浜火力発電所が大阪市・堺市等地域の３地域に総量規制の導入がなさ

世界で初めて導入した。排煙脱硫装置は 1972 年に導入、れた。これに応えるため、燃料対策、燃焼対策、排煙発電用重原油の硫黄分削減は 1975 年頃までに実施され脱硝が行われた。全産業における排煙脱硝装置の設置た１）。K 値規制、総量規制の導入と、それに応える環境

数合計は 1972 年にわずか５基だったが、1996 年には対策の実施により、二酸化硫黄の環境基準（１時間の１1165 基まで年々着実に増加した。電気事業では、1972

日平均値が 0.04ppm 以下であり、かつ１時間値が年に低 NOx 燃焼技術（二段燃焼法、排ガス再循環法）、

0.1ppm 以下であること）の達成率はほぼ 100 ％を保って

1973 年に低 NOx バーナー、1977 年に排煙脱硝装置の導いる。

入を行っている１）。

図 1-4 ⒝は二酸化窒素の環境濃度の経年変化 12）であ

一方、自動車の保有台数は 1965 年の 800 万台からる 。 窒 素 酸 化 物（ N O x ）の 固 定 煙 源 対 策 に つ い て は 、

1997 年には 7300 万台まで増加した。自動車から排出さ電中研レビュー No.38 ● 13

れる窒素酸化物に対しては、1973 年以降の度重なる排排出ガス測定局で 34.3 ％に過ぎない 13）。自動車排ガスガス規制、1992 年の自動車 NOx 法（首都圏および大の寄与が高い浮遊粒子状物質も、二酸化窒素と同じ環

阪・兵庫圏特定地域における総量規制）の制定により削境濃度の経年変化を示す。固定煙源や自動車排ガスに減がはかられた。しかし、図 1-4 ⒝に見るように、環境

対する様々な対策の効果が、自動車台数の伸びにうち中の二酸化窒素の濃度は改善されない状態が長く続い消されている。1993 年に制定された環境基本法では、ている。二酸化窒素の環境基準（１時間値の１日平均値「国、地方公共団体、事業者及び国民の責務」をうたっが 0.04ppm から 0.06ppm までのゾーン内またはそれ以ている。自動車に代表されるように、規制や事業者の下であること）の達成率（1997 年調査）は、自動車 NOx

対策だけでなく、私たち一人一人の環境問題に対する法の特定地域の一般環境大気測定局で 78.9 ％、自動車

取り組み、心構えや誇りが必要な時代にきている。

１−３

大気拡散と気象の研究
代の後半にイギリスやアメリカで開始された 23）。日本

1-3-1 内外の取り組み

では 1960 年代から風洞実験が行われている。現在は、
電力中央研究所、三菱重工業、石川島播磨重工業、資大気拡散が科学として研究され始めたのは第一次世

源環境技術総合研究所、国立環境研究所、気象研究所、界大戦中（1914 〜 1918 年）と考えられている 14）。1918 年

清水建設他の風洞で大気拡散の実験ができる。調査研

15）には、対流が発達するときや逆転層が崩壊す

究対象は、排ガス拡散、排煙上昇過程、気流におよぼるときの煙の挙動が報告されている。煙の拡がり方にす地形、建物、構造物、温度成層、地表面加熱・冷却ついて、初めて理論的な答えを与えたのはテイラー 16）

等の影響評価である。また、空気の代わりに水を使う（1921 年）である。大気拡散と地表近くの気象に関する

水槽実験は、1970 年代に電力中央研究所や京都大学他

の論文

17）

研究の体系化は、サットンの「微気象学」 （1953 年）、
18）

パスキルの「大気拡散」 （1962 年）に見られる。原子で行われた。三菱重工業は排煙上昇過程を調べる実験を水槽で実施している。

力の分野ではアメリカの原子力委員会の「気象と原子計算機を用いた本格的な数値モデルは、日野幹雄 24）

力」19）（1955 年）があげられる。また、日本では伊東彊が 1968 年に発表したのが世界初である。アメリカでは、

20）

自、森口実の「大気汚染と制御」 （1961 年）や本間端雄の煙の拡散についての総説（1972 年）

21）

がある。

1970 年代末から 1980 年代中頃にかけて、環境保護庁、
電力研究所、エネルギー省で別々に、複雑地形を対象

日本の大気拡散と気象研究の草創期については、大とした拡散モデルの開発プロジェクトが進められた。

田正次 22） が「原子力と気象−原子力気象調査ととも

これらのプロジェクトは、開発事業に対する環境影響に−」で詳しく振り返っている。1957 年の日本原子力評価手法の開発が目的である。一方、原子力施設の緊研究所、1958 〜 59 年の日本原子力発電東海発電所の立急時対策用のモデル開発は、1979 年に起こったアメリ地調査で、現地トレーサ実験や気象観測を行ったこと、カのスリーマイルアイランド原子力発電所の事故を契イギリス気象局の技術資料の段階からパスキルの方法機に高まった。1980 年代までの数値モデルは、ポテンの導入がはかられた経緯などを知ることができる。日

シャル流理論を用いた正規分布型プルームモデル、客本原子力発電の調査では、「１年間の毎時刻の気象観測

観解析法とセル内粒子モデルあるいはパフモデルの組

値から、正規分布型の拡散式を用いて、任意地点の毎

み合わせ、１次のクロージャーモデルが主である。高

時刻のガス濃度を計算する」方法を模索し、今日の環次の乱流モデルは、ロスアラモス国立研究所の山田哲境影響評価の原型を造りあげることに成功した。

二 25）が 1985 年に２次のクロージャーモデル＋マルコフ

煙突排ガスの拡散予測を風洞で行うことは、1930 年

14

連鎖モデルを報告したが、一般的になってきたのは1980 年代末からである。現在は、風や濃度の平均値だ

施設の安全解析の風洞実験手法に関する研究成果 36）が、

けでなく、瞬間的な変動まで予測する数値モデルが開風洞実験についての内規に反映されている。また、1992

発されつつある。

年のドップラーソーダによる高所あるいは上層風観測の1991 年にヨーロッパの国々が中心となって、環境影

成果 37、38）は、「発電用原子炉施設の安全解析に関する響評価のための大気拡散モデルについて、標準化をは気象指針」 39）や資源エネルギー庁の「手引」に採用さかる動きがおこり、国際会議を重ねている 26）。この会れた。

合では、モデル開発者に加えて、使用者、環境行政担

環境影響評価に直接結びつく風洞実験の実施は、風洞当者が強く意識されている。最近、大気拡散モデルのが設置された 1965 年以降、火力が約 50 地点、原子力が商品化が進んでいるし、インターネットを通じてモデ

約 20 地点におよぶ。石炭粉じんの飛散予測は 16 地点にルの実行を許す例も見られる。これらは、パソコン、対して行われた。増設、計画変更の実験、予測を加えれワークステーションの発達の結果でもあるが、開発す

ば、件数は倍増する。また、ドップラーソーダは 10 箇る時代から使う時代に変わりつつある証でもある。こ所の原子力発電所に導入されたし、排ガス拡散数値モデ

れまで蓄積された大気拡散の成果を整理、選択し、総ルによる地形影響評価も実施されるようになってきた。

合化をはかり、必要な人にツールとして提供する時代

表 1-1 は当研究所の排ガス拡散研究への取り組み計画
である。環境影響評価の効率化では、風洞実験を数値計にきている。

算に置き換えることにより、予測に係る費用削減に貢献

1-3-2

電力中央研究所の取り組みする。また、数値モデル自身の簡略化をはかり、比較的身近な計算機環境で実行できるツールとして提供する。

電力中央研究所は 1964 年に排ガス対策研究委員会を

電源立地、核燃料サイクルに対する社会の理解と信頼の発足させて、大気拡散と気象に関する研究を本格的に開確保のために、防災時を想定した排ガス拡散予測手法を始した。本委員会は 1972 年に所期の目的を達して幕を開発する。これにより、環境社会学の分野を科学的、工閉じたが、その間、排煙上昇高さの計算式や接地層の大学的に支援する役割を担う。分散、多様化する電源立地

気安定度推定方法の提案など数多くの成果をあげた２）。

への対応として、これまで海岸域に重点が置かれていた1972 年に開催された国連人間環境会議の日本政府代

気象、拡散現象の解明を、都市域、内陸域へ広げる。こ

表演説の中で、 わが国において環境影響評価制度を環の中で、都市環境あるいは広域環境問題として重要な反境行政の根幹とする旨の決意が表明された 27）。この頃

応性物質、粒子状物質を扱う。地球環境問題の解決に、から当研究所は、環境影響評価手法の開発、高度化に経済発展とともにエネルギー利用が増大せざるを得ない関する研究に力を入れてきた。当研究所が 1982 年に開開発途上国、特にアジアの国々の参加は不可欠である。

28、29）は、資そして、途上国の地域環境問題の解消を地球環境問題に源エネルギー庁の大気環境影響調査暫定指針（案）30）に連動させることの必要性がよく説かれる。当研究所の採用された。石炭火力発電所の環境影響評価のために30 数年におよぶ実績が国際的な環境問題の解決に活か発した火力発電所排煙の大気拡散予測手法

は、粉じんの飛散量予測手法を 1982 年に開発し1990 年に改良した

31）、

32、33）。この改良された手法は、資源せると思う。図 1-5 は排ガス拡散におよぼす様々な要因を示している。これら気象や地形、建物の影響を受けて、エネルギー庁の「発電所に係る環境影響評価の手引」34）

大気中の物質は非常に複雑な挙動をする。当研究所は大（以下、「手引」とよぶ）に採用された。また、1999 年に

気拡散研究の最終的な目標として、計算科学を駆使して、は排ガス拡散数値モデルによる地形影響評価手法35）を開発した。この手法は資源エネルギー庁の「手引」で、
地形影響評価に風洞だけでなく数値モデルを用いてもよいことの根拠になっている。

複雑な大気中の物質移動現象を予測することを掲げている。
なお、本書 2-1-4 節の一部は、通商産業省資源エネル
ギー庁からの受託研究として実施した内容である。

原子力の分野では、1985 年にまとめた発電用原子炉

電中研レビュー No.38 ● 15

表1-1
目

電力中央研究所の排ガス拡散研究への取り組み

的

内

項

目

環境影響評価の効率化

大気拡散予測の費用削減に貢献する。

・排ガス拡散数値モデルの開発（地形影響、建物影響）

電源立地、
核燃料サイ
クルに対する社会の理解と信頼の確保

発電施設、核燃料サイクルの安全対策に反映できる環境影響評
価手法を開発する。

・濃度変動予測手法の開発（構造物影響）・防災時の排ガス挙動の解明

分散、多様化する電源
立地への対応都市型立地の火力やコジェネレーション、廃棄物発電など内陸立地電源を対象に環境影響評価
手法を開発する。

・都市域、内陸域の大気拡散と熱移動予測手法の開発
・反応混合、粒子化機構の解明
・気象、大気質の立体分布観測手法の実用化

国際的な環境問題の解決

地球規模と地域規模の環境問題の解決に向けて、国際的に対応できる気象観測手法、大気拡散予測手法を開発する。

・排ガス拡散の風洞実験
・排ガス拡散の数値計算
・リモートセンシングによる気象、
大気質観測
・粉じん拡散予測

大気拡散予測手法の総合化

複雑な現象が絡み合う大気中の物質移動現象を解明する。

・計算科学による大気拡散解析シス
テムの開発

降雨

日射
フュミゲー
ション

風

混合が
盛んな領域

ダウン
ドラフト

ダウン
ウォシュ

建物

煙突などの
構造物

図1-5

16

容

逆転層

沈
着

逆
転
層

地形
ダウン
ドラフト

リッド

放射冷却

フュミゲー
ション
気温の逆転

排ガス拡散におよぼす様々な要因

逆転層崩壊