Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
## (6) その他

特に記載すべき事項はない。

### 8 \. 引用文献

1) Kondo, Y., K. Ram, N. Takegawa, L. Sahu, Y. Morino, X. Liu, T. Ohara, Reduction of black carbon aerosols in Tokyo: Comparison of real-time observations with emission estimates Atmos. Environ., 54, 242–249 (2012)

2）神成陽容，大原利真，オゾン週末効果反転現象のメカニズム，大気環境学会誌，44,82-90(2009)

3) Guo, Y., X. Liu, C. Zhao, and M. Zhang, Emission controls versus meteorological conditions in determining aerosol concentrations in Beijing during the 2008 Olympic Games, Atmos. Chem. Phys., 11, 12437–12451 (2011)

4) Okuda, T., Matsuura S., Yamaguchi, D., Umemura, T., Hanada, E., Orihara, H., Tanaka, S., He, K., Ma, Y., Cheng, Y., Liang, L., Atmos. Environ. 45, 2789–2794 (2011)

5) Wang, S., Zhao, M., Xing, J., Wu, Y., Zhou, Y., Lei, Y., He, K., Fu, L., Hao, J., Environ. Sci. Technol., 44, 2490–2496 (2010)

6) SURYA Project, http://www.projectsurya.org/

7) Mijling, B., R. van der A, K. Boersma, M. Van Roozendael, I. De Smedt, and H. Kelder, Reductions of NO2 detected from space during the 2008 Beijing Olympic Games, Geophys. Res. Lett., 36, L13801 (2009)

8) Mijling, B. and R. van der A., Using daily satellite observations to estimate emissions of short-lived air pollutants on a mesoscopic scale. J. Geophys. Res., 117, D17, doi:10.1029/2012JD017817 (2012)

9) Heald, C. L., Jacob, D. J., Jones, D. B. A., Palmer, P. I., Logan, J. A., Streets, D. G., Sachse, G. W., Gille, J. C., Hoffman, R. N., Nehrkorn, T., Comparative inversion analysis of satellite (MOPITT) and aircraft (TRACE-P) observations to estimate Asian sources of carbon monoxide, J. Geophys. Res., 109, D15S04 (2004)

10) Yumimoto, K., Uno, I., Adjoint inverse modeling of CO emissions over Eastern Asia using four-dimensional variational data assimilation, Atmos. Environ., 40, 6836–6845 (2006)

11) Kopacz, M., et al., Global estimates of CO sources with high resolution by adjoint inversion of multiple satellite datasets (MOPITT, AIRS, SCIMACHY, TES), Atmos. Chem. Phys., 10, 855-876 (2010)

12) Fortems-Cheiney, A., Chevallier, F., Pison, I., Bouququet, P., Szopa, S., Deeter, N., Clerbaux, C., Ten years of CO emissions as seen from Measurements of Pollution in the Troposphere (MOPITT), J. Geophys. Res., 116, D05304 (2011)

13）弓本桂也，鵜野伊津志，グリーン関数法を用いた一酸化炭素排出量の長期間逆推定，大気環境学会誌，47，162-172（2012）
## （２）将来の発展と排出シナリオの定量化に関する研究

（独）国立環境研究所 社会環境システム研究センター 増井利彦

## <研究協力者>

（独）国立環境研究所 社会環境システム研究センター 統合評価モデルング研究室

芦名 秀一・花岡 達也・Dai Hancheng・Xing Rui・

京都大学大学院 工学研究科 倉田 学児

中国 国家発展和改革委員会能源研究所 Jiang Kejun

中国 環境科学研究院 Gao Qingxian

韓国 ソウル大学 Lee Dong-Kun

韓国 国立環境科学院 Song Chang-Keun

インド 経営大学院アーメダバード校 Priyadarsh Shukla

平成25年度予算額：1,899千円

予算額は、間接経費を含む。

## [要旨]

本サブテーマでは、長寿命温室効果ガス、短寿命気候汚染物質を対象に、将来の気候変化、環境変化を分析、予測するための基礎となる将来シナリオの開発について検討を行った。また、本サブテーマに関連する中国、韓国における研究動向を調査するとともに、各国の大気汚染対策に関する政策状況についてもヒアリング等を行った。その結果、大気汚染対策を検討するために必要な分析の枠組みとして、気候条件やエネルギー需要構造などの地域特性を反映できる詳細な領域を評価するための統合評価モデルの開発が必要となり、その基礎となる情報収集や予備的なモデル開発を行った。また、将来の大気汚染物質の排出量の変化について検討するために、過去の排出量の変化に影響を及ぼしたイベントについて調査し、将来シナリオ作成の基礎とした。

## [キーワード]

統合評価モデル、地域シナリオ、エネルギー、長寿命温室効果ガス、短寿命気候汚染物質

### 1. はじめに

IPCC第5次評価報告書が公表され、気候変動問題は重要な問題であることが示されるとともに、すでに様々な影響が見られる問題となっており、国際的に共有されている「産業革命前と比較して世界平均気温を2℃以下に抑える」という認識に向けて、対策が急務となっている。一方で、この問題における先進国と途上国における対立は解消しておらず、これまでの排出に対して責任を有する先進国と、今後排出量が大幅に増大することが予想される発展途上国では、互いの主張を繰り返している。このような中、国際的な枠組みにおいても、各国が取り組むことができる目標を独自に提示することが定められ、2015年末に開催される気候変動枠組み条約締約国会議（COP21）
での議論に向けて、2015年3月に各国が排出削減目標を提出するように定められた。一方で、途上国では温室効果ガス排出削減の動機は大きくなく、いまだに大気汚染対策に対する動機の方が大きい。このことから、単寿命の気候汚染物質でもあるSLCP（Short-Lived Climate-Forcing Pollutants）と長寿命の温室効果ガスであるLLGHG（Long-Lived Green House Gases）の排出削減を同時に取り組むことの共便益（Co-benefit）や、長期的な視点からのSLCPとLLGHGの対策の組み合わせが有効であることを定量的に示すことは、途上国における対策を促すとともに、地球規模の温暖化対策においても効果的と考えられる。

### 2. 研究開発目的

本サブテーマでは、今後も経済発展が見込まれるアジアにおいて、将来のLLGHGとSLCPの排出削減を同時に実現させるようなモデルの開発を進めるための情報収集を行うとともに、モデルを用いて定量化する将来シナリオの基礎情報として、これらのガスの排出量に影響を及ぼした様々な過去のイベントについて調査することを目的としている。

（独）国立環境研究所では、これまでにLLGHG排出削減を目的にAIM（Asia-Pacific Integrated Model）の開発を行い、様々な気候変動緩和策の評価を行ってきた。LLGHG対策は、全球レベルが対象であり、排出に関する詳細な地理情報は十分に検討されなかった。一方で、SLCPの排出においては、影響を検討する上で、どこで排出されるかといった情報も重要になる。また、SLCP対策を検討する上で必要となる技術情報についても既存のモデルでは十分ではなく、SLCPとLLGHGの同時削減に関する将来シナリオを定量化するためには、それぞれに関わる技術情報についても検討する必要がある。

### 3. 研究開発方法

LLGHGとSLCPの対策を検討するために必要となる将来シナリオの要件について、以下の各項目を調査し、本課題において適切なモデルの枠組みについて検討する。

1）将来の社会経済活動の状況を適切に描写できるとともに、発展パターンによる差異を検討できる。

2）SLCPの影響をより適切に表現するために、排出源を可能な限り詳細化する。

3）LLGHG及びSLCPの将来排出シナリオを気候モデルに提供できる。

4）将来の環境影響のフィードバックを検討することができるようなインターフェースをもつ。

また、これまでの環境研究総合推進費で行われてきた課題についてサーベイし、研究課題全体でどのような枠組みが適切かについて検討する。さらに、LLGHG及びSLCPの将来シナリオを評価する上で参考となるイベントについて調査を行う。

## 4 ．結果及び考察

モデルの枠組みの検討課題として取り上げた1)～4)については、以下のような結果となった。

（１）将来の社会経済活動の状況を適切に描写できるとともに、発展パターンによる差異を検討できる。

将来の社会経済活動を対象としたシナリオとしては、SSPs (Shared Socio-economic Pathways) の開発が進められており、そこで開発されている5つのシナリオ群を本研究課題でも用いるものと
する。なお、SSPsの定量化にあたっては、AIM/CGEも情報提供をしていることから、AIM/CGEを社会経済シナリオを推計するモデルと位置づける。あわせて、SSPsでは表現されていないような発展による様々な差異についても、可能な限り、AIM/CGEを用いて検討することとする。

## （２）SLCPの影響をより適切に表現するために、排出源を可能な限り詳細化する。

東アジアにおけるPM2.5問題に見られるように、SLCPの検討にあたっては、排出量そのものとともに、どこで排出されたかという排出源の特定が重要となる。このため、排出源の特定が容易となるように、LPS（Large Point Source：大規模発生源）の検討が可能なものについては、できる限り取り込めるようにし、さらに対策技術についても検討が可能となるような枠組みのモデル開発を行う。また、LPS以外についてもできるだけ排出源の解析が可能となるように、従来の国という単位でのモデルから、地域へとダウンスケールしたモデルへの更新が必要となる。なお、地域モデルであっても排出源である産業立地等については、地域内で意思決定されるものではなく、国全体の意思決定が必要となる場合がある。これらのことを踏まえ、（2）の課題に関しては、国及びそれらを細分化した地域を対象とした技術選択モデルを用いて、各国のLLGHG及びSLCP排出シナリオを検討するものとする。なお、従来の技術選択モデルは、LLGHGの排出シナリオの検討が中心であり、SLCP対策の検討においては不十分な点があることから、これらの対策技術も評価できるようなモデルの改善を行うことが必要である。

こうした詳細化したモデル化に向けて、地域を対象とした情報の整備を行った。図(2)-1は、中国エネルギー統計年鑑をもとに、省別の都市部の家庭部門における2005年のエネルギー源別の消費量を示したものである。また、図(2)-2は、韓国の地域別の家庭部門における2010年のエネルギー需給の用途別シェアを示したものである。こうした統計情報をもとに、地域モデルの開発を進める予定である。

## （３）LLGHG及びSLCPの将来排出シナリオを気候モデルに提供できる。

（２）の排出源の特定等については、国を対象としたモデルの活用を検討しているが、気候モデルとの連携に関しては、排出シナリオを世界に拡張する必要がある。このため、従来から開発を行ってきた世界規模の技術選択モデルをもとに、排出シナリオの検討を行うものとする。なお、技術選択モデルはこれまでLLGHGの排出シナリオの検討が中心であったことから、SLCP対策においても技術等の組み合わせを検討できるように改良を行う。また、気候モデルへの情報提供にあたっては、気候モデルとの情報のやりとりがスムーズにいくように、排出シナリオのダウンスケールについても検討を行う。ダウンスケールにあたっては、（２）の国モデルの情報も活用して、LPSの特定化なども検討する。このように、世界モデルで対象とする国と、（２）で分析される国の入力情報、結果は、整合させる必要がある。このため、これら２つの技術選択モデルの開発にあたっては、データベースやインベントリ情報の共有化などについても作業を行う。
注：チベットはデータがない。中国エネルギー統計年鑑をもとに作成

図(2)-1 中国・都市部の家庭部門におけるエネルギー需要（2005年）

図(2)-2 韓国の家庭部門におけるエネルギー需給の用途別シェア（2010年）

具体的な政策に展開するためには、生活への影響などさらに詳細な分析も求められる。特に、経済成長著しいアジアでは、都市化やモータリゼーションの進展など、解決すべき社会面の課題も多くある。こうした状況を踏まえ、グローバルな社会経済シナリオと整合した、家庭レベルもしくは地区レベルにおけるSLCPの排出シナリオとその影響を評価することも重要となる。本研究課題は、グローバルなスケールを対象とした分析ではあるが、詳細な視点での分析も可能となるように、家庭、地区レベルを対象としたモデルの開発、将来シナリオの分析もあわせて行う。
（４）将来の環境影響のフィードバックを検討することができるようなインターフェースをもつ。

他テーマにおいて、気候モデル、環境モデルによる影響が分析、評価されるが、こうした影響が社会経済活動にフィードバックする可能性は十分にあるが、これまでのシナリオでは、そうしたフィードバックはほとんど考慮されていない。そこで、本課題では、様々な環境影響のフィードバックを取り込んだモデルの開発と、そうしたフィードバックも踏まえた将来の排出シナリオについて検討を行う。

上記の結果、図(2)-3に示すような統合評価モデルの枠組みを提示することができた。他の課題との連携や将来の発展経路と排出シナリオの定量化、政策への展開から、モデル構造は、世界モデル、国・地域モデル、地区・家庭モデルという3つのレベルを設定した。これらの3つのレベルのモデルは、それぞれ、将来シナリオ、排出シナリオに関して、整合性をもつように、情報の共有化を行うものとする。気候モデルならびに排出インベントリとの連携については、世界モデルを介して情報提供を行う。

図(2)-3 LLGHG及びSLCPを対象とした将来排出シナリオを検討する統合評価モデルの枠組み

将来の社会経済シナリオの検討そのものは、SSPsを基礎にするが、SLCP対策、温暖化対策についても別途検討する必要がある。そこで、SLCP対策やLLGHG対策の検討を行うにあたっての予備的な調査を行った。図(2)-4は調査結果の一部である。これまでにSLCPの排出に影響を及ぼす様々な取り組みやイベントが行われてきており、本課題においてもこうしたイベントを参考に、将来の削減の可能性について検討を行う。
番号	1
対象国	日本
イベント	大気污染防止法の導入
期間	1968年
開始	継続中
終了	·環境基本法で定められた「環境基準」の達成を目標に実施されているもの。·固定养生源（工場や事業場）から排出又は飛散する大気污染物質について、物質の種類ごと、施設の種類・規模ごとに排出基準（*1）等を設定。·1968年導入、主な改正は、1970年改正（規制対象全国化など）、1974年改正（総量規制方式導入など）
対象地域	·指定地域（1968年）→全国（1970年）·都道府県が条例によってより厳しい基準を定めることが可能（上乗せ排出基準）。
対象物質	対象
SOx	対象
NOx	対象
粒子状物質	対象
その他	各種物質を含む（*2）
削減効果	1.環境省水・大気環境局大気環境課，平成24年4月，http://www.env.go.jp/air/osen/law/2.http://www.gepr.org/ja/contents/20130401-02/
備考	（*1）排出基準は以下の通り。1.一般排出基準：はい煙発生施設ごとに国が定める基準2.特別排出基準：大気污染の深刻な地域において、新設されるばい煙発生施設に適用されるよう厳しい基準（いおう酸化物、ばいじん）3.上乗せ排出基準：一般排出基準、特別排出基準では大気污染防止が不十分な地域において、都道府県が条例によって定めるよう厳しい基準（はいじん、有害物質）4.総量規制基準：上記に挙げる施設ごとの基準のみによっては環境基準の確保が困難な地域において、大規模工場に適用される工場ごとの基準（いおう酸化物及び窒素酸化物）（*2）各種物質は以下の通り。1.煤煙·物の燃焼等に伴い発生するSOx·燃焼·電気の使用に伴い発生する煤煙（いわゆるスス）·燃焼·合成·分解に伴い発生する有害物質（カドミウム及びその化合物、塩素及び塩化水素、フッ素、フッ化水素及びフッ化ケイ素、鉛及びその化合物、NOx）2.揮発性有機化合物·大気中に排出され、又は飛散した時に気体である有機化合物（政令で定める物質を除く）3.粉疊·物の破砕、選別その他の機械的処理又は堆積に伴い発生し、又は飛散する物質4.有害大気污染物質·継続的に摂取される場合には人々の健康を損なうおそれがある物質で大気の污染の原因となるもの。優先取組物質として22物質を選定5.自動車排出ガス·自動車及び原動機付自転車の運行に伴い発生するCO、炭化水素、鉛化合物、NOx、粒子状物質

図(2)-4 SLCP排出に影響を及ぼすイベントの調査結果の一例
## 5 ．本研究により得られた成果

## （1） 科学的意義

これまでに行ってきた国を対象とした統合評価モデルによる分析を、より詳細な地域を対象にモデル化を進めることは、SLCPの影響等を検討する上で極めて重要な情報を提供することが可能となり、科学的な貢献は大きい。

## （２）環境政策への貢献

## ＜行政が既に活用した成果＞

特に記載すべき事項はない。

## ＜行政が活用することが見込まれる成果＞

中国をはじめとしたアジア各国の排出シナリオと対策の効果、影響のフィードバックを定量的に示すことで、各国の大気汚染対策、温暖化対策を促進させる可能性があり、日本だけでなく、成長著しいアジア各国における環境政策、温暖化政策に大きく貢献できる。

### 6. 国際共同研究等の状況

中国国家発展和改革委員会能源研究所の Jiang Kejun 教授ならびに韓国ソウル大学の Lee Dong-Kun 教授、インド経営大学院アーメダバード校の P.R.Shukla 教授と共同で、中国ならびに韓国、インドにおける LLGHG 及び SLCP を対象とした統合評価モデル開発とそれを用いた将来排出シナリオ作成に関して共同研究を行っている。また、（独）国立環境研究所の日韓中3カ国環境研究機関長会合のもとで連携している中国環境科学研究院の Gao Qingxian 教授と韓国国立環境科学院 Song Chang-Keun 博士と、3カ国における LLGHGとSLCPの対策の重要性、政策的な意義について意見交換を行った。

### 7. 研究成果の発表状況

## （1） 誌上発表

## <論文（査読あり）>

1) P. Thepkhun, B. Limmeechokchai, S. Fujimori, T. Masui and R. M. Shrestha : Energy Policy, 62, 561-572 (2013)

“Thailand’s Low-Carbon Scenario 2050: The AIM/CGE analyses of $ CO_{2} $ mitigation measures”

2）藤森真一郎，増井利彦，松岡讓：土木学会論文集 G(環境)，69，5，I\_227\-I\_268（2013）

「エネルギー機器情報を用いた応用一般均衡モデルの開発と緩和策の分析」

## <査読付論文に準ずる成果発表>

特に記載すべき事項はない。

## （2） 口頭発表（学会等）

1）芦名秀一、藤野純一、増井利彦、日比野剛、松井重和：エネルギー・資源学会第32回研究発表会 (2013)

「2050年日本低炭素社会シナリオ及び実現ロードマップの再検討」
2) T. Masui: Low Carbon Asia Research Network (LoCARNet) Second Annual Meeting, Yokohama, 2013

“Asian activities toward two degree target”

3) T. Masui: The 5th International Forum for Sustainable Asia and the Pacific, Yokohama, 2013

“Emission Pathways toward the 2 Degree Target”

4) S. Fujimori, T. T. Tran, M. Namazu, T. Masui, Y. Matsuoka, K. Jiang, P. R. Shukla: IAMC 6th Annual Meeting, Tsukuba, Japan, (2013)

“Analyzing the energy demand of Low carbon development in China and India using AIM/CGE model”

5) T. Masui: Workshop on Comparative Study on Low Carbon Modeling for Indonesia, Jakarta, 2013

“AIM Model for developing low carbon strategy – Economic impacts based on CGE model–”

## （3） 出願特許

特に記載すべき事項はない。

（４）シンポジウム、セミナー等の開催（主催のもの）

特に記載すべき事項はない。

（５）マスコミ等への公表・報道等

特に記載すべき事項はない。

## (6) その他

特に記載すべき事項はない。

### 8 \. 引用文献

特に記載すべき事項はない。
## （３）全球影響評価に関する研究

東京大学 大気海洋研究所

中島映至

<研究協力者>

東京大学 大気海洋研究所

鶴田治雄、井上豊志郎、山田裕子

平成25年度予算額：5,220千円

予算額は、間接経費を含む。

## [要旨]

最適な気候モデル・大気質モデルを選定し、シミュレーションの仕様を検討した。選定したモデルを用いてShort-Lived Climate Pollutants /Long-Lived Green House Gases（LLGHG）の多様な緩和策経路を想定して、気候変動・環境影響シミュレーションをテストした。その結果と、先行研究による影響評価を考慮すると、SLCPとLLGHGが引き起こす放射強制力の地域分布は削減シナリオによって異なり、複雑な領域気候変化を引き起こす可能性があることが示された。また、水循環・健康・農業などの影響評価のために役立つメトリックを検討した。

[キーワード] 短寿命気候因子（SLCP）、気候変動、黒色炭素、放射強制力

### 1. はじめに

短寿命気候因子（Short Lived Climate Pollutants；SLCP、エアロブル、オブン、メタンなど）は、長寿命温室効果ガス（Long Lived Green House Gas：LLGHG、CO₂など）に比べて削減することは容易であると考えられている。また、大気汚染の改善の観点からもエアロブル、オブンおよびその前駆物質の削減は必須である。一方で、SLCPの削減過程で起こる気候影響は領域規模の気候変化を伴うために複雑であり、CMIP5などの最新の気候予測研究においても十分に検討されていないのが現状である。さらに、SLCPの削減方法には様々な技術的・政策的方法が想定され、LLGHGの削減との組み合わせも多数考えられる。そのため、排出インベントリ・統合モデル・気候モデルを最大限に活かして多様な緩和策の中から最適な経路を選ぶ必要がある（科学的・技術的意義）。先行の戦略推進費研究（S6,7,8,10）において、インベントリ、モデル群は完成しており、これらを組み合わせる時機は熟している。このような経路決定は、大気汚染削減と温暖化抑制の両面から社会にとって大きな利益をもたらす（社会的・経済的意義）。SLCPについてはIPCC評価報告書のみならず、半球規模の大気汚染物質の輸送に関するタスクフォース（TFHTAP）においてもエアロブル、オブンの輸送とその顕著な影響が報告されている。また、大気褐色雲（ABC）プロジェクトにおいても、アジア域の黒色炭素削減とその影響評価が重要課題となっている（図(3)-1）。さらにClimate and Clean Air Coalition（CCAC）においてもSLCPの積極的な削減策が検討されている。従って、国際的にも詳細で正確な科学的知見を早急に準備する必要がある（国際的取り組み）。
図(3)-1 異なる削減経路による温度上昇の違い（UNEP, 2010 $ ^{1} $ ）；2011 $ ^{2)} $

## 2 ．研究開発目的

本課題の目的は、排出インベントリ・統合モデル・気候モデルを組み合わせた能動的な評価手法を開発し、それを用いた最適経路の提示と、温暖化抑制策策定のための科学的知見を提供する課題について、その実現可能性を検証する。適切なメトリックによる定量的なコスト評価も図り、施策選択のトレードオフの分析を行う。

## 3 ．研究開発方法

サブテーマ（1）および（2）により作成される短寿命気候因子（SLCP）および長寿命温室効果気体（LLGHG）の排出量データを用いて、気候モデルおよび大気質モデルによるシミュレーションを行い、気候・水循環・健康・農業に対するSLCP/LLGHGの影響を評価する。以下のようなフィージビリティ研究を行う。

1）本研究課題で活用できる最適な気候モデル・大気質モデルを選定し、有益な環境影響評価を行うことができ、かつ計算機資源を考慮したシミュレーションの仕様を検討する。

2）サブテーマ（1）および（2）により策定されるSLCP/LLGHGの多様な緩和策経路を想定した、気候変動・環境影響シミュレーションをテストする。

3）SLCP/LLGHGを統合的に考慮したシミュレーション結果をベースとした、健康・農業などの影響評価をするための適切なメトリックを検討する。
## 4 ．結果及び考察

## （1） 最適な気候モデル・大気質モデルの選定と、有益な環境影響評価およびシミュレーション仕様の検討

図(3)-2に示すように、人為起源温室効果ガスによる温室効果の増加はアジア域でほぼ均質な昇温をもたらすが、人為起源エアロゾルによる地表面での放射強制力は非常に不均質な冷却を生み出す。図にはそれによって引き起こされる夏季（JJAS）の降水量変化をMIROC大気・海洋混合層結合モデルによってシミュレーションした結果も示すが、エアロゾルの増加は非常に不均質な降水量変化をもたらすことがわかる。このようなエアロゾルの領域気候への影響は、放射収支の直接的な影響と雲場を変化させる間接効果、さらに広域のエネルギー収支の不均衡で起こる大気大循環の変化を通して起こっており、その結果生じる雲量変化や降水量変化は複雑である $ ^{3),4),5)} $ 。

図(3)-2でのもうひとつの重要な点はこのような変化は、SST（海面温度）固定実験では得られず、海洋の応答を考慮して計算しなければならないことである。そのために、エアロゾルなどのSLCPの気候影響評価には最低限、大気・海洋混合層モデル、できれば大気・海洋結合系モデルを利用する必要がある。本研究では、調査の結果、MIROC大気・海洋結合系モデルの利用が最も適切であると結論する。このモデルは長寿命ガス過程のみならず、SPRINTARSエアロゾルモデルとCHASER大気化学モデルを含みSLCPの計算能力を持っている。その地球システムモデル（EMS）版では植生応答、炭素循環過程も組み込まれており、領域気候の変化が及ぼす植生変化などの計算が可能である。さらにこのモデルはCMIP気候モデル比較実験やIPCC評価報告書でも引用されており、モデル性能などが詳細に評価されている。ただし、MIROCシステムは膨大であり、それを運用できる専門の研究者が次期戦略課題に含まれることを推奨する。

検討すべきもう一点は、使用するモデルのスケールの相違である。領域研究で明らかになった大気質変化をAIM社会モデルによってアップスケールして、仮にそのような変化が全球的に起こったとしたシナリオを立て、SLCPの気候影響を評価しようとすると、領域研究で使用される領域型大気化学モデルと気候影響評価で使用される気候モデルに組み込まれた大気化学モデルの整合性が問題になる。そのために、次期戦略課題では、このスケールの違いを把握するために、次世代型大気モデルNICAMを用いたシステムを並行して稼働することを推奨する。非静力学正20面体大気モデルNICAM $ ^{(6), 7), (8)} $ はフラックス保存型差分スキームを利用しており、スペクトル型のMIROCモデルに比べて物質量保存性が良い。かつ、準一様全球格子系の他に特定の領域に計算格子点をより多く配置するストレッチ格子系や特定の領域のみに計算資源を割り当てた領域計算が可能なダイアモンド格子系という特殊空間格子を装備しているので、全球から日本付近までをシームレスに計算できる利点を有している。このシステムにSPRINTARSとCHASERを組み込んだ

NICAM+SPRINTARS+CHASERモデルが文部科学省RECCA/SALSA $ ^{9)} $ プロジェクトで開発されているので、図(3)-3に示すような様々なスケールの現象を同一のモデルによって計算ができる。SPRINTARSとCHASERはMIROCにも組み込まれており、モデル間で整合性を調査する場合にも利点が大きい。従って、次期戦略課題では、NICAM+SPRINTARS+CHASERの高度化と、領域計算モデルとの比較を行うことが重要である。
## （２）SLCP/LLGHGの多様な緩和策経路を想定した気候変動・環境影響シミュレーションテスト

前節で見たようにエアロゾルの放射強制力の領域気候への影響は大きく、その把握が重要である。放射強制力の評価法のひとつとして、NASAのCALIPSO/CALIOP衛星搭載ライダーとMODIS衛星イメジャーを利用した全エアロゾルの放射強制力の評価結果を図(3)-4に示す。図は、衛星観測ではNASA/CALIPSOプロジェクトから得たエアロゾル成果物のバージョンが異なることによって放射強制力の値が大きく変化することが示されている。NASAのversion 3成果物はversion 2と比べて、晴天の場合は、海洋性エアロゾルの光学的厚さ（AOT）の増加と、それに伴う海上の一次散乱アルベド（SSA）の上昇が起こっている。またエアロゾル層が雲層より上か下かに存在する場合は、煙エアロゾル（Smoke）と汚染された土壌粒子（Polluted Dust）のAOTの減少が見られ、その結果、SSAが上昇している。そのためにエアロゾルの全球平均放射強制力はそれぞれ-0.8 Wm⁻²と-2.0 Wm⁻²となり、version 3の方がより大きな負の強制になっている。一方、MIROC+SPRITNARSモデルによる全球平均エアロゾル放射強制力は-0.58 Wm⁻²であり、モデルとの整合性が新しいversionによる評価では取れなくなった。

しかし、ライダーによるエアロゾル検知の詳細を見てみると未だに不確実な点もあり、今後、さらに衛星評価が変化する可能性も大きい。従って、衛星とモデルの両方を利用した放射強制力の評価は次期戦略課題においても重要な課題であると結論できる。

図(3)-4に、S-7戦略課題の須藤健悟氏による、MIROC+CHASERモデルによって評価された人為起源黒色炭素の放射強制力を同時に示す $ ^{10} $ 。図には3つのSLCP削減シナリオに沿った数値実験の結果が示されているが、この図から、黒色炭素の放射強制力の地域分布は削減シナリオによって大きく異なることがわかる。一方で、須藤氏によると、SLCPの全球平均放射強制力は組成ごとの効果が正負相殺し合って削減シナリオに大きく依存しないと結論している。従って次期戦略課題では、全球平均の放射強制力の評価と同時に、図(3)-4に示すような放射強制力の地域分布の評価が重要な課題であると結論できる。なぜならば、図(3)-2に示すように、このような放射強制力の地域差こそが降水量に大きな地域変化を生み出すからである。この事を確認するために、図(3)-5にMIROC大気海洋結合モデルで計算した、黒色炭素の有無で起こる様々な大気パラメータの変化を示す。図によると、黒色炭素の有無で、土壌粒子などの他のエアロブル量の変化や雲凝結核数、上層雲の水量などが変化することがわかる。これは黒色炭素の変化による直接・間接の放射強制力の場所的变化が大気の安定度や循環を変化させるために、例えば風速が変化して土壌粒子の巻き上げが変化するなど、様々な変化が起こることを意味している。従って、次期戦略課題では、このような気候系の様々な部分の相互作用を把握することが重要であると結論できる。
図(3)-2 大気・海洋混合層結合モデルによってシミュレーションされた人為起源温室効果ガスによる地表面気温の増加（左上）と、人為起源エアロゾルによる地表面での放射強制力（左下）。それによって引き起こされる夏季（JJAS）の降水量変化（右上と右下）。Mukai and Nakajima（2009）の結果 $ ^{1} $ から作成。

図(3)-3 NICAM+SPRINTARS+CHASERモデルによる異なるスケールの様々なシミュレーション
## All aerosols RF

version 2 -0.8 Wm $ ^{-2} $

version 3 -2.0 Wm $ ^{-2} $

図(3)-4 CALIOP衛星搭載ライダーとMODIS衛星イメジャーを利用した人工衛星からの全エアロブルの放射強制力の評価（上図）と、MIROC+CHASERモデルによって評価された3つのSLCP削減シナリオ（CLE, 450ppm, MFR）における人為起源黒色炭素の放射強制力の変化（下図；S-7戦略課題須藤健悟氏報告，2013から $ ^{10} $ ）。人工衛星からの評価では、NASAのversion 2成果物（左上）とversion 3成果物（右上）を利用した結果を示す。また全球平均の放射強制力も示す。

(b) Column (OC)

(c) Column (Sulfate)

図(3)-5 MIROC-CGCMによる"BC×1"実験と"BC×0"実験で計算された環境場の差の水平分布：(a) BC、(b) 有機炭素エアロブル（OC）、(c) 硫酸塩、(d) 土壌粒子、(e) 海塩粒子、(f) 雲凝結核鉛直積算量、(g) 水晶核鉛直積算量、(i) 雲凝結核の雲頂付近数濃度、(j) 水晶核の雲頂付近数濃度の場合。
## （３）気候・健康・農業などの影響評価をするための適切なメトリックの検討

前２つの節で述べてきたように、MIROC+SPRINTARS+CHASER気候モデルおよび

NICAM+SPRINTARS+CHASER大気モデルによって大気中のSLCP計算とその影響評価が可能である。その例として、図(3)-6にNICAM+SPRINTARS+CHASERで計算された地表付近の気象場から算定された体感温度・PM2.5・オゾン量の分布と、対応して計算されたそれぞれの原因による超過死亡数を2000年代の典型的な8月について示す。図には示さないがストレッチ格子による計算なので、全球からアジア域における場がそれぞれの空間スケールで得られている。次期戦略課題では、このような計算を通して、影響評価に関わる有効なSLCPに関するメトリックを算定する必要がある。表(3)-1には、このようなメトリックの作成にとって重要な環境指標を示す。定量的な影響評価のためには、これらの指標が依拠する領域区分や特異領域の定義の調査が必要である。また、これらを出力して、データベースとして整備する必要がある。図(3)-7には構築すべきデータベースのイメージを示す。SLCPに関わる物質の排出インベントリの整備、それを利用した大気質のモデル結果、その影響に関するパラメータの表示等をユーザーとインタラクティブに行う必要がある。

サブテーマ（1）から（3）にわたる検討の結果、次期戦略課題は図(3)-8に掲げる構造で実施することが目的の達成にとって最適であると結論する。

表(3)-1 SLCP関連の気候・健康・農業影響評価に重要な環境指標

環境指標	評価・用途
領域ごとの気象場・大気安定度	温暖化緩和指標、健康被害、農業影響
特異領域における降水量（夏季）SLCP間接気候効果指標、農業影響
SLCP大気上端放射強制力の領域差SLCP間接気候効果指標
SLCP地表面放射強制力の領域差SLCP間接気候効果指標、領域気候変化指標
SLCP高濃度域面積（ホットスポット）SLCP緩和策指標、健康被害
PM2.5都市域平均・領域平均健康被害
黑色炭素量都市域平均・領域平均健康被害、雪水域影響
黑色炭素および土壌粒子の混合状態エアロゾルSSA、放射強制力
オゾン量都市域平均・領域平均健康被害、農業被害
直達日射・散乱日射農業被害
図(3)-6 熱関連健康被害と大気汚染関連健康被害のパラメータと、それが引き起こす超過死亡数。2000年代の典型的な8月の例。RECCA/SALSAモデルシステムによる評価。（SALSA平成25年度報告書）

図(3)-7 次期戦略課題におけるデータベースの構築のイメージ
S-12構造の決定：SLCPの環境影響評価と削減パスの探索による気候変動対策の推進

図(3)-8 次期戦略課題の構造のイメージ

## 5 ．本研究により得られた成果

## （1） 科学的意義

SLCPおよびLLGHGを削減する組み合わせは多数考えられる。そのため、排出インベントリ・統合モデル・気候モデルを最大限に活かして多様な緩和策の中から最適な経路を選ぶことが科学的・技術的にも重要である。これまでの戦略推進費研究（S6,7,8,10）で、排出インベントリ・統合モデル・気候モデルは完成しており、これらを組み合わせる時機は熟している。本研究ではこれらを組み合わせて、大気汚染物質削減と温暖化抑制の両者を総合的に取り扱うことを目指すことが大きな科学的意義である。

SLCPの気候影響・農業影響・健康被害に関する最新のモデリング手法の検討と、利用すべきモデルの概略を定めることができた。NICAM+SPRINTARS+CHASERは全球スケールから領域スケールをシームレスにつなぐためのブリッジとなるべき世界的にユニークなモデルであり、これを既存のWRF-CMAQモデルや気象庁のMASINGARモデルとともに運用するマルチモデル研究体制が確立できるメドが立ったのは、我が国のSLCP研究にとって重要な進歩である。本研究参加者が主となって提案した理研の京速計算機利用申請「全球規模大気環境汚染に関わる総合環境モデルング」が採択されたので、気候科学の最先端モデルング技術の確立の観点でも世界をリードできる。
## （２）環境政策への貢献

## ＜行政が既に活用した成果＞

## 【行政が既に活用した成果】

研究代表者は、WCRPの合同科学者会議（H25年5月）にオフィサーとして参加し、気候研究と環境問題に関する世界の研究をレビューし、その推進のための対策の決定に貢献した。IPCC第一作業部会の第5次報告書の作成に主執筆者として参加し、SLCPの放射強制力や気候影響に関する知見のとりまとめに貢献した。H25年9月にソウル大学で開催されたABC-SLCPワークショップに参加し、エアロゾルとSLCPの特性と影響評価に関する本研究の成果の発信を行った。また、CCAC事務局長のHelena Molin Vardes氏を含めて国際共同研究案件を検討した。UNEP/ABC-Asiaプロジェクトのサイエンスチーム主査として、アジア域の大気汚染物質の研究とアジアに分布するABC気候観測所の運用に貢献した。H25年2月にバンコックで開かれたCCACサイエンス会に参加し、プロジェクト推進の諸案件の立案に参加した。また、本FS研究計画について発信をした。

## 【行政の活用が期待できる成果】

多様な排出シナリオを用いて気候モデルおよび大気質モデルによるシミュレーションを行い、気候・水循環・健康・農業に対するSLCP/LLGHGの影響を具体的に評価し、低炭素社会・環境改善の実現に向けて、最適な緩和経路の選択のための科学的根拠資料の作成が可能となれば、IPCCへの貢献はもとより、UNFCC、CCACへの貢献や、国際議論において日本がリーダーシップを発揮できる。また、中国をはじめとしたアジア各国の排出シナリオと対策の効果、影響のフィードバックを定量的に示すことで、各国の大気汚染対策、温暖化対策を促進させる可能性があり、日本だけでなく、成長著しいアジア各国における環境政策、温暖化政策に大きく貢献できる。

### 6. 国際共同研究等の状況

• IPCC-AR5第8章Lead Authorとして、人為起源放射強制力に関する知見の評価を行った。国内幹事会のメンバーとして国内案件の対応に参加した。

・世界気候研究計画（WCRP）合同科学委員会（JSC）のオフィサーとして、JSC会合(2013.5，ブラジル)に参加し、世界の気候研究の振興に関する対応を行った。

・UNEP大気の褐色雲アジアプロジェクト（ABC-Asia）のサイエンスチーム主査として、サイエンスチーム会合とABC・CCACに関する国際シンポジウムを開催して知見の発信に務めた（2013.9、ソウル）。

## 7 ．研究成果の発表状況

## （1） 誌上発表

## <論文（査読あり）>

1) Fukuda, S., T. Nakajima, H. Takenaka, A. Higurashi, N. Kikuchi, T. Y. Nakajima, and H. Ishida, 2013: New approaches to removing cloud shadows and evaluating the 380-nm surface reflectance for improved aerosol optical thickness retrievals from the GOSAT/TANSO-Cloud and Aerosol Imager. J. Geophys. Res., accepted.

2) Nakajima, T., H. Takenaka, D. Goto, S. Misawa, J. Uchida, and T. Y. Nakajima, 2013:
Measurements and modeling of the solar radiation budget. Simulation, 32, 199–207.

3) Oikawa, E., T. Nakajima, T. Inoue, and D. Winker, 2013: A study of the shortwave direct aerosol forcing using ESSP/CALIPSO observation and GCM simulation. J. Geophys. Res., 118, 3687–3708, 2012, doi:10.1002/jgrd.50227.

4) Schutgens, N. A. J., M. Nakata, and T. Nakajima, 2013: Validation and empirical correction of MODIS AOT and AE over ocean. Atmos. Meas. Tech., 6, 2455–2475, doi:10.5194/amt-6-2455-2013, 2013. Dai, T., D. Goto, N. A. J. Schutgens, X. Dong, G. Shi, and T. Nakajima, 2014: Simulated aerosol key optical properties over global scale using an aerosol transport model coupled with a new type of dynamic core. Atmos. Environ., 82, 71–82.

5) Dai, T., D. Goto, N. A. J. Schutgens, X. Dong, G. Shi, and T. Nakajima, 2014: Simulated aerosol key optical properties over global scale using an aerosol transport model coupled with a new type of dynamic core. Goto, D., T. Dai, M. Satoh, H. Tomita, J. Uchida, S. Misawa, T. Inoue, H. Tsuruta, K. Ueda, C. F. S. Ng, A. Takami, N. Sugimoto, A. Shimizu, T. Ohara, and T. Nakajima, 2014: Application of a global onhydrostatic model with a stretched-grid system to regional aerosol simulations around Japan, Geoscientific Model Development Discussion, 7, 131-179, doi:10.5194/gmdd-7-131-2014.

6) Goto, D., T. Dai, M. Satoh, H. Tomita, J. Uchida, S. Misawa, T. Inoue, H. Tsuruta, K. Ueda, C. F. S. Ng, A. Takami, N. Sugimoto, A. Shimizu, T. Ohara, and T. Nakajima, 2014: Application of a global on hydrostatic model with a stretched-grid system to regional aerosol simulations around Japan, Geoscientific Model Development Discussion, 7, 131-179, doi:10.5194/gmdd-7-131-2014.

## くその他誌上発表（査読なし）>

1）中島映至、2013：広域大気汚染の問題と大気清浄化に向けた努力．岩波科学、83，433-438.

## （2） 口頭発表（学会等）

1) Nakajima, T., 2013: Major scientific developments related to ABC-Asia., IGES Workshop, Hayama, Japan, 19 Feb. 2013.

2) Nakajima, T., 2013: Satellite remote sensing of aerosols – Past, present and future-, International Workshop on “Inventory, Modeling and Climate Impacts of Greenhouse Gas emissions (GHG’s) and Aerosols in the Asian Region”, 26–28 June 2013, Tsukuba.

3) Tsuruta, H., Nakajima, T., 2013: Biomass burning in Southeast Asia from field studies to satellite data analysis, International Workshop on "Inventory, Modeling and Climate Impacts of Greenhouse Gas Emissions (GHG's) and Aerosols in the Asian Region", 26–28 June 2013, Tsukuba.

4) Tsuruta, H., B. Thana, T. Takamura, D. Goto, T. Takemura, M. Yabuki, E. Oikawa, T. Inoue, and T. Nakajima (2013): Optical and chemical properties of atmospheric aerosols in Phimai, Thailand by surface measurements, satellite data analysis, and the SPRINTARS model, ABC-SLCP Symposium, Seoul, 8–10 September, 2013.

5) Nakajima, T., 2013: Prospects of using the UNEP/ABC-Asia project heritage for SLCP impact studies. ABC-SLCP Symposium, 9-11 Sept. 2013, Seoul.

6) Nakajima, T., D. Goto, S. Misawa, E. Oikawa, M. Hashimoto, J. Uchida, T. Dai, and
N. Schutgens, M. Ohara, T. Masui, A. Takami, and T. Takemura: A strategy for studying the air pollution effects on climate and public health in Asia. AGU Fall Meeting, San Francisco, USA, 9–13 Dec. 2013.

7) Tsuruta, H., B. Thana, T. Takamura, M. Hashimoto, M. Yabuki, E. Oikawa, and T. Nakajima (2013): Chemical and optical properties of atmospheric aerosols in Phimai, Thailand by intensive surface measurements and satellite data analysis, American Geophysical Union Fall Meeting, San Francisco, 9–13 December 2013.

8) Nakajima, T., 2014: Climate impacts of atmospheric aerosols and clouds. Invited lecture, European Research Course on Atmospheres (ERCA2014), organized by Université Joseph Fourier of Grenoble and CNRS, Grenoble (France), Jan. 27, 2014.

9) Nakajima, T., 2014: What we learn from the Fukushima nuclear power plant accident? Invited lecture, European Research Course on Atmospheres (ERCA2014), organized by Université Joseph Fourier of Grenoble and CNRS, Grenoble (France), Jan. 28, 2014.

## （3） 出願特許

特に記載すべき事項はない。

## （４）シンポジウム、セミナー等の開催（主催のもの）

ABC-SLCP Symposium, Seoul National University, Korea, 8th-10th September 2013; 参加者50名

## （５）マスコミ等への公表・報道等

1) 中島映至、鶴田治雄（2014）：マイナビスチューデント記事「中国の大気汚染は深刻さを増しています！近い将来、早死にする人が倍に!?」

http://student.mynavi.jp/freshers/column/2014/01/post_550.html 2014年1月5日

2) 中島映至、鶴田治雄、上田佳代（2014）：花王マイカジスタイル（ウェブマガジン取材協力）「なぜこわい？PM2.5が私たちの身体に与える影響」http://mykaji.kao.com/8175/2014年2月10日

3）中島映至、鶴田治雄、上田佳代（2014）：花王マイカジスタイル「目に見えないから不安・・・PM2.5、どのように対策すべき？」http://mykaji.kao.com/8178/2014年2月19日、

4）中島映至、鶴田治雄、上田佳代（2014）：花王マイカジスタイル「現在の大気中のPM2.5濃度を知るなら「そらまめ君」」http://mykaji.kao.com/8183/2014年2月20日

5) 中島映至、鶴田治雄、上田佳代(2014): 花王マイカジスタイル 「洗濯物を干しても OK? PM2.5 の影響と家事対策」 http://mykaji.kao.com/8190/ 2014 年 2 月 21 日

## (6) その他

特に記載すべき事項はない。

### 8 \. 引用文献

1) UNEP, 2010: The Emission Gap Report, ISBN: 978-92-807-3134-7.

2) UNEP, 2011: Summary for decision makers on the integrated assessment of black carbon and