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二酸化炭素濃度の地域格差に関する検討
早 福 正 孝＊古明地哲人（＊現環境評価部

要＊＊

岩崎好陽

小峯美奈子＊＊

非常勤研究員）旨

東京とバックグラウンド地点における1994年から2001年までの二酸化炭素濃度の地域格差について検討した。
1994年から2001年までの都内とバックグラウンドの二酸化炭素濃度の平均増加率は約0.5％／年であるが、近年の増加率は鈍化傾向にある。各観測地点間の年平均濃度は非常に高い相関を示した。
月別濃度変化を見ると、都内は初冬に高濃度を示し、バックグラウンド地点は春季に高濃度を示した。１日の最高･最低濃度の差は、都内はバックグラウンド地点の12.6〜4.7倍であった。日中の濃度の減少・増加速度から、都内の二酸化炭素濃度はその地域の植物の多少に影響を受け、バックグラウンド地点は海洋の影響を受けている可能性が示された。

キーワード：二酸化炭素、地域格差、濃度変動、バックグラウンド１

はじめに調査は、図１に示す４地点で行った。各地点の概要

地球温暖化に寄与する温室効果ガスは、地球温暖化は次の通りである。

京都会議（ＣＯＰ３）で削減割合等を定めた議定書は

Ａ：江東（環研）；準工業地域ではあるが、近隣に採択されたが、その発効については未だに国際合意に永代通りと明治通りの幹線道路がある。採取は東京都至っていない。温室効果ガスの中でも、発生量の最も環境科学研究所屋上（採取高さ約33ｍ）。

多い二酸化炭素については、各国ともその削減対策には苦慮している。

Ｂ：新宿（都庁）；商業地域である副都心の都庁屋上で観測を行った（採取高さ約230ｍ）。観測は平成10削減対策が効果を上げたかどうかは、最終的には大年度をもって終了した。

気中の二酸化炭素濃度の低下という形で現れる。二酸

Ｃ：町田（能ヶ谷）；郊外の住宅地域であり田園地

化炭素は、物質としては化学的に安定した物質であり、域でもある（採取高さ約18ｍ）。観測は平成10年度を地球レベルではかなり均一化した濃度を示すが、観測もって終了した。

地域の特性により濃度に差が生じる。都内３ヵ所で観Ｄ：檜原；東京都西方の山岳部に位置する。周囲は1,2）測してきた観測結果については既に報告してきたが約1,000ｍの山並みに囲まれており、スギ、ヒノキ等

本稿では、世界的に見ても大都市といえる東京の二酸の樹林帯の中にあり、観測地点周囲には少数の民家が化炭素濃度の地域格差を検討するために、気象庁が綾点在化している（標高約450ｍ）。観測は檜原大気汚染

里、南鳥島、及び与那国島で観測しているバックグラ

常時測定室で行った。観測は平成12年10月から平成13ウンドレベルの結果と併せて比較考察した。

年７月までの、森林の影響をみるために臨時特別観測として行った。

２

調査方法



観測地点、観測高さ及び観測期間

平成14年度現在観測を継続しているのは、江東のみである。
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表１

図１

観測地点図

測定方法



各地点の年平均値の比較増加（約0.8％）は1997年から1998年への大規模なエ測定は、非分散赤外線吸収法（島津製）で行った。

ルニーニョによるものとされている。7）一方都内３地

測定範囲は、320〜1020ppm

点の1998年も、前年に比べ江東1.4％、町田2.5％、新データ処理



宿1.4％の観測開始以来の最大の増加となった。この3）

江東、町田、新宿のデータは既にデータブック に都内の増加率からバックグラウンドの増加率を差し年度単位で処理された形で毎年刊行されている。本稿

引いて都内の増加率を補正しても、江東と新宿は約

では、気象庁のバックグラウンド地点である綾里、南0.6％、町田は約1.7％の大きな増加となった。1999年

鳥島、与那国島との比較を行うため、年度を年単位の江東は、前年に比べ−0.8％の大幅な減少となった。の値に変換処理した。綾里の年平均の公表値は暫定値

この年度の各地の一般大気汚染測定室の浮遊粒子状物として扱われていた時期があり、値が年によってわず質濃度は急激な減少を示した。この原因は、夏季の気かに異なっていたため、気象庁に問い合わせ確定値と象（風速）が大きな影響を与えたものとされており8）なったものを扱った。綾里、南鳥島、与那国島の各種

CO2もその影響を受けたものと推測される。この９年4〜7）間の濃度の平均増加率（表２）は、江東、綾里、南鳥のデータ処理は、公表されているＣＤーＲＯＭ等のデータを用いて行った。

島、与那国島のいずれも約0.5％／年である。しかしながら、ここ数年の増加は、表２に示すように、それ３

結果と考察



経年変化

表２

年増加率の経年変化

表１に、東京都が観測を開始してからの年平均値を載せてある。併せて気象庁が観測している綾里、南鳥島、与那国島の３地点をバックグラウンド地点として、同時期の観測結果を載せた。
綾里は1987年、南鳥島は1993年、与那国島は1997
年から観測されているが、本稿では東京都が観測を始めた1994年以降のデータについてのみ扱った。檜原のデータは年平均値を求めるだけの観測期間がないため省略した。表中の都内の３カ所の濃度は、観測期間中以前に比べやや鈍化傾向を示すようになってきている

ほぼ江東＞町田＞新宿の濃度順であった。のがわかる。大気中のCO2の観測で最も注目されるの近年における江東とバックグラウンド地点との濃は、濃度の経年変化であるため、この結果が削減対策

度比較では、江東はバックグラウンドの約1.06倍（'99の効果によるものか、気象的な影響なのかは、今後の〜'01年）である。1993年から2001年までの９年間で、観測結果を見極める必要がある。

江東は14.4ppm、綾里が14.2ppm、南鳥島が13.9ppm増各観測地点における年平均値間の関連を示したの加した。バックグラウンド地点の1998年の大幅な濃度が、表３である。表中、町田ー与那国島及び新宿ー与

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那国島は、合致した観測期間が短いため割愛した。江クグラウンドの大きな違いは江東・町田が冬季に最東ー与那国島は相関が非常に低いが、これは両地点の高濃度を示すのに対して、バックグラウンドは春季に同時観測期間が少なく、かつ江東の近年の濃度変動の高濃度を示すパターンを示している。江東と町田のパ大きさが原因となっている。その他の組み合わせでは

ターンは二酸化窒素や浮遊粒子状物質等の大気汚染物かなりの相関が高い。特にバックグラウンドの３地点質と同様に、初冬の大気安定度の高い時期に発生するの相関は非常に高い。これは、これらの観測地点は概高濃度現象と同類の現象といえる。バックグラウンドして近傍の大きな発生源の影響を直接受けることが少地点は直接的な人為的な影響を受けることが少ないたないため、濃度変動幅が小さく、かつ年々増加していることによる当然の結果と思われる。２地点間の関連を、例えば綾里（Ｘ）と南鳥島（Ｙ）を相関式で表すと、
表３

観測地点間の相関

図３
Ｙ＝0.964Ｘ＋11.367

2（R ＝0.997）

江東と町田の月別濃度の割合（'94〜'98）となり、一地点から他地点の濃度が推測可能なほど相関が高い。同様に都内の江東（Ｘ）と現在観測されていない町田や新宿（Ｙ）の年平均値の関連を見てみたのが、図２である。図中の式から、江東の年平均値に比べ町田は約0.5％、新宿は約２％濃度が低いことが推測される。

図４

図２

新宿の月別濃度の割合（'94〜'98）

CO2年平均値の観測地点間の関連月変化

図３、４に都内、図５にバックグラウンドの月別濃度の平均割合を示す。縦軸は、12 ヵ月における各月の濃度割合の通年平均値を示している。いずれも９月

図５に年間の最低濃度比を示している。江東・町田とバッ
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バックグラウンドの月別濃度の割合（'97〜'00）

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め、陸域におけるCO2の吸収と放出のサイクルは、植がいくつかあるが、樹木によるCO2の吸収・放出パター物の成長活動によって、春から夏にかけてCO2の吸ンは見られない。地上には自動車を始めとした数多く収力が活発となることにより大気中のCO2濃度が低下の排出源があるが、その直接的な影響よりも遠方からし、夏から冬にかけて植物からのCO2の放出が大となの移流1）による影響が大きいものと思われる。江東もり大気中のCO2濃度が増加する季節変化を繰り返す。9）８〜９時には近隣の交通の影響を受けていることが示

一方、海域におけるCO2の吸収と放出は、海域の温度されている。バックグラウンド地点は檜原や町田と類及び植物プランクトン等が海水中のCO2分圧（PCO2）似の増減パターンを示している。にかなり影響を与えている。概して、冬季から春季にかけてPCO2の減少、春季から夏季にかけてPCO2の増加するが、海域により不確定さが多いとされている。
10）

都内の月別濃度変化は、基本的には陸域におけるバックグラウンド濃度変動に冬季の高濃度が上乗せになったものと考えられる。しかし、新宿は江東・町田のパターンよりもむしろバックグラウンドのパターンに近い結果を示している。これは高所の観測地点のため、自動車排ガス等の直接的な影響を受けにくい反面、
杉山ら1）が指摘しているように都庁の南方向の発生源

図６ 地点別濃度の経時変化（都内）（'94〜'98、檜原は'00〜'01）の影響を受けている可能性がある。あるいは、近隣の高層ビル群からの排ガスによる可能性もあるが、バックグラウンドのパターンになる原因については、現時点では不明である。
経時変化



陸域の植物は、CO2の吸収と放出を繰り返している。
その影響を受けて大気中のCO2濃度は１日の中で増減を繰り返している。従って、CO2は観測地点の周囲の環境によってその影響の度合いは異なるものと推測される。その影響の度合いを経時変化から見てみる。
各観測地点の平均濃度の経時変化を図６、７に示す。
CO2濃度の１日の中の経時変化変化は、植物の炭酸同

図７

化作用と密接な関係があることは周知のことである。

地点別濃度の経時変化（バックグラウンド）（'97〜'01）

太陽が昇るに従って植物は炭酸同化作用を始め、大気中のCO2を吸収することによって、CO2の炭素（Ｃ）

１日の中における最高値と最低値の差は、都内でを体内に取り込み、一方酸素を大気へ放出する。夜間は 江 東14.6ppm、 町 田25.1ppm、 新 宿9.4ppm 、 檜 原

は葉の呼吸によりCO2を放出する。これらの一連のサ

23.0ppmで、バックグラウンドでは綾里3.8ppm、南鳥イクルにより大気中のCO2濃度は、通常日中の低濃度、島0.4ppm、与那国島1.9ppmである。町田と檜原は格夜間の高濃度というパターンを示す。山岳部の檜原や差の大きいことがわかる。都内の格差はバックグラウ

緑の多い郊外の住宅地域である町田はこのパターンをンド3地点の平均2.0ppmに対して12.6（町田）〜4.7（新示している。都内各地点の濃度変化は図６に示すよう宿）倍にもなる。に14時から16時頃に最低濃度を示す場合が多い。特異

この午前中の減少速度と午後の増加速度を図６、７的なパターンを示しているのが新宿である。都庁屋上から求めたのが表４である。これは森林地域であれば約230ｍの高所の観測地点新宿は、近隣に大きな公園樹木や土壌のCO2の吸収・放出に相当すると見なせる。

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表４

CO2の減少速度（午前）と増加速度（午後）に対して、バックグラウンド地点は春季に高濃度を示した。
４）１日の経時変化における最高・最低濃度の差は、都内はバックグラウンド地点の12.6〜4.7倍の格差があった。
５）午前と午後の濃度の減少・増加速度から、都内ではその地域の植物の多少に大きな影響を受け、バックグラウンド地点は海洋の影響を受けている可能性が示された。

これは図中濃度変化の最大傾斜から求めたものである。午前の負号は大気濃度の減少を意味する各地点間

５

おわりにの減少速度の大小は、前述の最高・最低値の格差に相現在東京都は強力に地球温暖化対策を進めている当する大きさになっている。午前の減少（吸収）速度

が、最終的にはこれが大気環境濃度に反映されなけれは、太陽高度が高くなるにつれ光合成活動により大きばならない。現在CO2の観測を継続している江東は、

くなるが、太陽高度が低くなる午後は樹木からの呼吸他の地点に比べ濃度レベルは高いが、江東の年増加率によるCO2の放出により大気中のCO2濃度の増加速度の変動がバックグラウンド地点と類似した動きを示しは高くなっていく。都内の減少・増加速度はその地域ている。これらのことは、フロンガス削減対策効果がの植物の多少による大きさを示しているものと考えら観測結果で裏付けられたように11）、同一地点の観測をれる。午前と午後の速度は同一ではなく、いずれの地継続すれば大都会であっても、CO2の削減対策効果の点も午前の方が大きい。午前と午後の差をとると表４判定が可能であることを示しているといえる。の右欄の値になる。これは植物であれば吸収・放出の差だけ植物に蓄積される結果となる。排ガスの影響が少なく、森林や土壌の影響が大きい山岳部の檜原の蓄本調査は、環境局総務部計画課より執行委任を受けて行ったものである。

積量が大きい。江東の値は午前中の排ガスの影響が現参考文献れているため大きめに出たものと思われる。バックグ
ラウンド地点は観測地点の周囲の状況から見ると陸上植物よりも海洋の影響が大きいものと思われる。

１）杉山孝一ら：地球環境物資に関する調査研究（第二報）東京都環境科学研究所年報、ｐ.267-274（1995）
２）古明地

４

まとめ

哲人ら：都市における二酸化炭素の濃度特性、東京都環境科学研究所年報、ｐ.235-241（1993）

都内４地点と気象庁が観測しているバックグラウン
ドの３地点９年間の観測結果からCO2の観測地点の格差について検討を加えた。その結果以下のことが明らかとなった。

３）東京都環境科学研究所：地球環境関連データ集（平成7年度版〜平成12年度版）
４）気象庁：気象・海洋環境観測報告（第２号；ＣＤ−ＲＯＭ）、2002年3月

１）1994年からの各年のCO2増加濃度の平均増加率は５）気象庁：地球温暖化監視レポート（1994）

江東、綾里、南鳥島、与那国島（'97〜）のいずれ

６）気象庁：同上（1995）

も約0.5％ /年であり、これらの観測地点のここ数年

７）気象庁：気候変動監視レポート、（1996）〜（2001）の増加率は鈍化傾向にある。

８）東京都環境局：大気汚染常時測定結果解説（平成２）各観測地点間の年平均濃度の相関は、１例を除いて極めて高い結果が得られた。

11年度）
９）国立環境研究所等：森林の二酸化炭素吸収の評価

３）都内とバックグラウンドの月別濃度の割合を見る

手法確立のための大気・森林相互作用に関する研究と、都内は大気安定度の高い初冬に高濃度になるの（環境省地球環境研究総合推進費終了研究報告書）

東京都環境科学研究所年報

2002

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平成11年度〜平成12年度

年度〜平成12年度

10）国立環境研究所等：北太平洋の海洋表層過程にお11）小峯美奈子ら：生産中止後の都内のフロンの大気る二酸化炭素の吸収と生物生産に関する研究（環境濃度について、東京都環境科学研究所年報、ｐ.129

省地球環境研究総合推進費終了研究報告書）平成8〜134（1999）

Study on the Area Differences of Carbon Dioxide
Masataka Soufuku＊ , Tetsuhito Komeiji
Yoshiharu Iwasaki , Minako Komine＊＊＊

Environmental assessment division＊＊

Associate researcher

Summary
The area differences of carbon dioxide concentration in Tokyo and background points in Japan from 1994
to 2001 were analyzed. The average rate of carbon dioxide concentration in Tokyo and background points
were about 0.5％ / year from 1994 to 2001, and the rates of increase in the recent years are becoming
the slowdown trends.The average annual concentrations among each observation points showed very highcorrelation.
The monthly concentration trends indicated that high concentrations were winter season as for Tokyoand spring season as for backgrounds points .The differences of maximum and minimum concentration in a
day showed that Tokyo was from 12.5 to 4.5 times as against the background points. From the decreasing
and increasing velocity of the carbon dioxide concentration in the daytime and nighttime , the concentrations ofcarbon dioxide in Tokyo are considered to be receiving the inﬂuence to the quantity of the plants, and at thebackground points receiving the inﬂuence of the ocean.

Key Words :Carbon Dioxide , Area Difference, Concentration Flactuation, Background東京都環境科学研究所年報

2002