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第2部 第2章 第2節 3 環境分野

 環境分野は、多彩な生物種を有する生態系を含む自然環境を保全し、人の健康の維持や生活環境の保全を図るとともに、人類の将来的な生存基盤を維持していくために不可欠な分野であり、第3期科学技術基本計画において環境分野は重点推進分野となっている。2007年(平成19年)のG8ハイリゲンダム・サミットにおいて、2050年までに世界全体の温室効果ガスの排出量を少なくとも50パーセント削減することなどを真剣に検討することが合意されるとともに、平成20年(2008年)7月に北海道洞爺湖で開催されるG8サミットにおいて主要議題の一つとなるなど全人類的な問題となっている現在、我が国は、環境分野を6研究領域に分け、以下の施策に取り組んでいる。

(1)気候変動研究領域

(微量温室効果ガス等による対流圏大気変化の観測)

 文部科学省では、環境保全対策や将来の気候予測の不確定要素となっている、大気中に含まれる微量成分(二酸化窒素、オゾン等)やエアロゾルの対流圏中の大気成分の変化を観測するシステムを構築するための観測研究及び技術開発を行っている。

(気候変動にかかわる陸域、海洋の応答プロセス解明)

 文部科学省では、海洋等の二酸化炭素等温室効果物質の循環メカニズムの解明及び将来予測のため、海洋表層、海洋中、大気中の二酸化炭素の先端的観測装置(小型で耐久性のある安価な無人の現場観測装置や、多数の船舶等に普及可能な簡便かつ高精度の自動測定装置)を開発し、観測装置の精度検証や、観測網の強化を行っている。
 我が国の南極地域観測事業は、「南極地域観測統合推進本部」(本部長:文部科学大臣)の下に、関係府省の協力を得て、国立極地研究所が中心となって実施している。平成19年度は、第48次観測隊(越冬隊)及び第49次観測隊が、昭和基地を中心に、気象、オゾン等の定常的な観測や、地球規模での環境変動の解明を目的とするモニタリング研究観測等を実施した。特に、極域における宙空−大気−海洋の相互作用からとらえる地球環境システムの研究を実施している。
 農林水産省では、農林水産業における地球温暖化対策の推進に資する、森林、農地等の炭素循環モデルの開発に取り組んでいる。

(気候モデルを用いた21世紀の気候変動の予測)

 文部科学省では、戦略重点科学技術として、「人・自然・地球共生プロジェクト」において、日本が世界に誇るスーパーコンピュータ「地球シミュレータ」を活用し、地球温暖化・気候変動予測実験及び気候モデル開発を推進した。これにより、これまでにない高解像度モデルの開発、気候の再現実験によるモデル検証等や、気候変動に関する政府間パネル(IPCC)による温室効果ガス増加シナリオ等に基づく様々な予測実験が実施され、海洋循環、降水現象(梅雨前線や台風を含む)等の温暖化による変化予測など、2007年(平成19年)発行のIPCC第4次評価報告書作成に貢献した。平成19年度からはIPCC第5次評価報告書への貢献に向けて「21世紀気候変動予測革新プログラム」において気候変動予測の研究開発をより一層推進している。さらに、気候変動、洪水被害、食糧問題などの人類社会が直面している様々な社会的課題に的確に対応するため、衛星による観測データや陸域・海洋における観測によって得られる各種データを統合・解析して国民の生活に役立つ情報として提供するための「データ統合・解析システム」の構築を推進している。
 また、海洋研究開発機構において気候変動予測等の地球環境予測研究を推進している。戦略重点科学技術としては、地球環境変動のメカニズム解明と将来予測の実現を目指し基礎的研究を実施している。さらに、「地球シミュレータ」の安定的かつ効率的な運用とともに、戦略重点科学技術として「地球シミュレータ」を活用したシミュレーションを高精度化・高速化するための技術とそれを用いた地球環境変動の予測技術のための研究開発を実施している。


2100年の全球の温暖化予測
写真提供:東京大学気候システム研究センター/国立環境研究所/海洋研究開発機構地球フロンティア研究センター

(衛星による温室効果ガスと地球表層環境のモニタリング)

 戦略重点科学技術として、衛星による温室効果ガスと地球表層環境の観測に関する取組を進めている。人工衛星による地球観測は、広範囲にわたる様々な情報を繰り返し連続的に収集することができる極めて有効な観測手段であり、地球環境問題の解決に向けて、国内外の関係機関と協力しつつ総合的な推進を行っている。
 環境省では、平成20年度の打上げが予定されている温室効果ガス観測技術衛星(GOSAT)に搭載する温室効果ガス観測センサの開発を宇宙航空研究開発機構、国立環境研究所と共同で進めている。また、国立環境研究所ではGOSATの定常処理システムの開発(データの処理・提供とデータ質検証の準備)を進めた。
 宇宙航空研究開発機構では、平成18年1月に打ち上げた陸域観測技術衛星「だいち」(ALOS)の運用を継続し、関係機関と連携して植生把握や森林監視に関する利用実証実験を行っている。また、米国熱帯降雨観測衛星(TRMM)に搭載の降雨レーダ(PR)や米国地球観測衛星(Aqua)搭載の改良型高性能マイクロ波放射計(AMSR-E)などから取得したデータを処理し、研究者等へのデータ提供を行っている。そのほか、気候変動、水循環、植生等の地球環境を観測する地球環境変動観測ミッション(GCOM)等の研究開発を行っている。

(地球規模の諸現象の解明に係る研究開発等)

 総務省では、情報通信研究機構において、二酸化炭素のリモートセンシングのための差分吸収ライダー(注1)(注2)の開発を行っている。また、アジア域及び地球規模環境変動においても重要な、都市域大気の立体構造解明のためのセンシング・ネットワーク技術の研究開発を平成18年度から行っている。
 環境省では、オゾン層の破壊、地球の温暖化等の地球環境保全に資する調査研究や、地球温暖化対策に必要な観測を中長期的な視点に立って推進している。

  • (注1)ライダー:LIDAR(Light Detection and Ranging)、大気中にレーザー光線を送信し、大気中の物質からの散乱光を観測することで、大気の状態を測定する装置
  • (注2)差分吸収ライダー:特定の大気成分によって吸収される波長と吸収されない波長の光を同時に送信し、双方の散乱光の強度を比較する(差分をとる)ことで、その濃度を高精度で計測するライダー

(人工衛星による観測に関する技術)

 総務省では、情報通信研究機構において、国際宇宙ステーションの我が国の実験棟(JEM(注3)愛称「きぼう」)のばく露部に搭載される超伝導サブミリ波リム放射サウンダ(注4)を開発したほか、宇宙からの地球環境変動計測技術に関する研究を行っている。
 農林水産省では、NASA(ナサ)の地球観測衛星(Terra、Aqua)に搭載している中分解能分光放射計(MODIS)等から受信した画像データをデータベース化し、インターネット上に提供している。

  • (注3)JEM:Japanese Experiment Module
  • (注4)超伝導サブミリ波リム放射サウンダ:大気の縁(リム)の方向にアンテナを向け、超伝導センサを使った高感度低雑音受信機を用いて大気中の微量分子が自ら放射しているサブミリ波を受信し、オゾンなどの量を測定する。

(2)水・物質循環と流域圏研究領域

 総務省では、情報通信研究機構において、沿岸から黒潮等の流速場を長期連続観測可能な遠距離海洋レーダを開発し、石垣島、与那国島に設置して東シナ海南部の黒潮流動場の観測を実施している。
 文部科学省では、「地球観測システム構築推進プラン」において、アジア・モンスーン地域における水循環・気候変動メカニズムの解明のため、国際協力による海洋研究観測ネットワーク(海洋観測係留ブイネットワーク等)の構築や、ドップラーレーダー等による研究観測ネットワークの構築等を行い、地球規模の大気・海洋変動現象(インド洋ダイポールモード現象等)を対象とする観測データの収集及び観測研究を行っている。また、海洋研究開発機構において、戦略重点科学技術として、水・熱・物質循環にかかわるデータや情報等を、地域規模から地球規模のスケールで観測・収集する地球観測システムを構築するとともに、大気・海洋・陸面の現場観測や衛星観測により、地球規模水循環の変動を把握するための研究開発を実施している。
 文部科学省と国土交通省は、全世界の海洋の状況をリアルタイムで監視・把握するため、海面から水深約2,000メートルまでの水温・塩分データを観測・通報する中層フロートを国際協力の下、全世界で約3,000個を展開する高度海洋監視システムの構築(ARGO計画)に取り組んでいる。平成19年11月に運用中のフロートが目標の3,000台に到達した。
 国土交通省では、流域圏全体を視野に入れた総合的な水循環管理のための流域圏の再生・修復技術の開発を行う自然共生型国土基盤整備技術の開発等が推進されている。内湾堆積物における化学物質の移動機構の解明や内湾の総合環境モニタリングに関する研究、住宅・社会資本の戦略的ストックマネジメント手法の開発、建設廃棄物の発生抑制・リサイクル技術の開発、資源の循環的な利用を促進する静脈物流システム形成、下水汚泥、家畜ふん尿等からのバイオマスエネルギー回収に関する研究等が進められている。

(3)生態系管理研究領域

 環境省では、生物多様性の減少に関する影響の予測、対策に関する研究等を推進している。また、健全な生態系保全及び自然とのふれあいに関する分野、健全な生態系の維持・再生分野等の研究を推進している。

(4)化学物質リスク・安全管理研究領域

 化学物質は、様々な製品などで用いられ、生活に不可欠なものとなっているが、その効用(ベネフィット)を十分に活用するには、リスクを科学的に把握し、適切に対処すると同時に、リスクと効用のバランス感覚を持った社会を醸成する必要がある。そのため、化学物質のリスク評価・管理手法の開発、安全性情報の収集・提供等、さらにそれらの実施に必要な試験法・測定法の開発について、現在関係府省を中心に調査・研究開発及び知的基盤整備を行っている。
 農林水産省では、有害化学物質を対象に農林水産生態系における動態の解明や、生物・生態系への影響評価手法の開発、分解・無毒化の技術開発を行った。
 経済産業省では、化学物質総合評価管理プログラムにおいて、化学物質のライフサイクルにわたるリスクの総合的な評価管理を行うための手法の構築、有害化学物質リスク削減に資するプロセス・手法の開発及び知的基盤整備を推進している。また、産業活動を維持しつつ産業公害を防止するため、産業活動に伴い発生する環境負荷物質の排出削減・抑制に係る技術開発を進めている。
 環境省では、化学物質の環境リスク対策に資するため、化学物質のリスク評価手法、試験法、測定法等の調査・研究開発及び知的基盤整備を進めている。また、国際的観点からの有害金属対策策定のための調査等を進めている。

(5)3R(注5)技術研究領域

 経済産業省では、廃棄物のリサイクルといった下流分野における技術開発のみならず、製品の長寿命化や省資源化等製品の設計・製造段階といった上流分野から3Rに配慮し、我が国の高度なものづくりに不可欠なレアメタルの3R技術や建築部材の軽量化に資する高強度鋼を用いた革新的構造材料の開発等を実施した。
 環境省では、3R推進のための研究や、廃棄物系バイオマス利活用推進のための研究、循環型社会構築を目指した社会科学的複合研究、アスベスト問題解決をはじめとした安全、安心のための廃棄物管理技術に関する研究、漂着ごみ問題解決に関する研究等、廃棄物を取りまく諸問題の解決とともに循環型社会の構築に資する研究を推進した。

  • (注5)3R:発生抑制(リデュース)、再利用(リユース)、再生利用(リサイクル)

(6)バイオマス利活用研究領域

 文部科学省では、戦略重点科学技術として、廃棄物・バイオマスの無害化処理と再資源化に関するプロセス技術開発を行うとともに、影響・安全評価及び社会システム設計に関する研究開発を産学官の連携により実施した。
 農林水産省では、国産バイオ燃料への利用に向けた資源作物の育成とその低コスト栽培法等の開発、高効率なバイオ燃料生産技術の開発、バイオマスの燃料利用とマテリアル利用を総合的に行うバイオマス利用モデルの構築等を重点的に実施している。
 環境省では、バイオマスの総合的な利活用技術の開発や、バイオエタノール10パーセント混合ガソリン導入に必要な走行実証事業、また、木質バイオマスから効率よく水素等を製造する技術の開発等、基盤的な温暖化対策技術の実用化に向けた開発や、短期間で製品化につながる温暖化対策技術の開発を、平成16年度から推進している。
 また、内閣府、総務省消防庁、農林水産省、経済産業省、国土交通省、環境省では各府省連携により、沖縄県宮古島において、島内のサトウキビからバイオエタノールを製造し、島民が実際にエタノール3パーセント混合ガソリンを利用する実証事業を実施している。

(7)その他

 環境省では、地球規模の海洋環境保全に資するため、物質循環機構や有害化学物質による海洋汚染に関する研究等を行っている。
 日本学術会議では、人類存立の基盤であり、地球環境にとっても多大な影響を及ぼす水と食料にかかわる諸問題について、今後長期にわたって持続可能な社会を構築するという観点から、「水・食料と持続可能な社会に関する委員会」を設置し、検討を行っている。また、「気候変動に関する科学的知見」、「生態系や社会経済システムへの影響」、「気候変化の緩和策」といったことについて、「地球温暖化等、人間活動に起因する地球環境問題に関する検討委員会」を設置し、分野横断的な検討を行っている。

 なお、平成19年度における環境分野の主な研究課題は第2−2−3表のとおりである。

第2−2−3表 環境分野の主な研究課題(平成19年度)

府省名 研究機関等 研究課題
総務省 情報通信研究機構
  • 地球環境変動計測技術の研究
  • 亜熱帯地球環境計測技術の研究開発
  • 高分解能3次元マイクロ波映像レーダによる地球環境計測・予測技術の研究
  • センシング・ネットワーク技術の研究
  • 地球環境保全国際情報ネットワークの推進
消防庁
  • 新技術・新素材の活用等に対応した安全対策の確保
文部科学省 海洋研究開発機構、宇宙航空研究開発機構、国立環境研究所、大学等
  • 海洋地球観測探査システム
  • 地球環境観測研究
  • 地球環境変動予測研究
  • 21世紀気候変動予測革新プログラム
  • 地球観測システム構築推進プラン
  • 一般・産業廃棄物・バイオマス複合処理・再資源化プロジェクト
農林水産省 農業・食品産業技術総合研究機構、農業環境技術研究所、国際農林水産業研究センター、森林総合研究所、水産総合研究センター等
  • 地域活性化のためのバイオマス利用技術の開発
  • 地球温暖化が農林水産業に及ぼす影響の評価と高度対策技術の開発
  • 農林水産生態系における有害化学物質の総合管理技術の開発
  • 地球規模水循環変動が食料生産に及ぼす影響の評価と対策シナリオの策定
  • 環境変動に伴う海洋生物大発生の予測・制御技術の開発
経済産業省  
  • 革新的構造材料を用いた新構造システム建築物研究開発
  • 希少金属代替材料開発プロジェクト
  • 希少金属等高効率回収システム開発
産業技術総合研究所
  • 太平洋の海洋中深層データ解析による長期的二酸化炭素吸収量の解明
  • バイオマスを原料とする化学製品・製造技術の開発
  • 代表的な化学物質の詳細リスク評価書の作成
新エネルギー・産業技術総合開発機構
  • 地域バイオマス熱利用フィールドテスト事業
  • 石油精製物質等簡易有害性評価手法開発
  • ナノ粒子の特性評価手法開発
  • 化学物質の最適管理をめざすリスクトレードオフ解析手法の開発
  • 構造活性相関手法による有害性評価手法開発
  • 電気電子機器再資源化促進高度鉛はんだ代替技術開発
国土交通省 大臣官房技術調査課
  • 社会資本ストックの管理運営技術の開発
国土技術政策総合研究所
  • 既存住宅の省エネルギー性能向上支援技術に関する研究
  • 都市臨海部に干潟を取り戻すプロジェクト
  • 海辺の自然再生のための計画立案と管理技術に関する研究
  • 地域活動と協働する水循環健全化に関する研究
土木研究所
  • 循環型社会形成のためのリサイクル建設技術の開発
  • 共同型バイオガスプラントを核とした地域バイオマスの循環利用システムの開発
  • 自然環境を保全するダム技術の開発
  • 生活における環境リスクを軽減するための技術の開発
  • 水生生態系の保全・再生技術の開発
  • 寒冷地臨海部の高度利用に関する研究
  • 寒地河川をフィールドとする環境と共存する流域、河道設計技術の開発
海上技術安全研究所
  • 船舶からの油及び有害液体物質の排出・流出による海洋汚染の防止に資する研究
  • 船舶からの排出ガスの放出などによる大気汚染の防止に資する研究
海上保安庁海洋情報部
  • 海洋情報業務の一環として、火山噴火予知のための海底地形地質構造の調査、西太平洋海域における海流、水温、塩分の調査
気象庁気象研究所
  • 温暖化による日本付近の詳細な気候変化予測に関する研究
  • 物質循環モデルの開発改良と地球環境への影響評価に関する研究
  • 放射過程の高度化のための観測的研究
国土地理院
  • 精密地球計測による地球ダイナミクス
  • GPS時系列データに含まれる季節的変動誤差の補正モデル構築に関する研究
港湾空港技術研究所
  • 潮位観測による海面上昇モニタリング
  • 地球温暖化による高潮の出現特性の変化に関する研究
  • 干潟再生のための地盤環境設計技術に関する研究
  • 沿岸域における有害化学物質の移動機構の解明や影響の評価と対策に関する研究
  • 沿岸域の流出油対策技術に関する研究
  • 内湾の総合環境モニタリングと環境予測モデルに関する研究
環境省 地球環境研究総合推進費
  • 成層圏プロセスの長期変化の検出とオゾン層変動予測の不確実性評価に関する研究
  • 脱温暖化社会に向けた中長期的政策オプションの多面的かつ総合的な評価・予測
  • 立案手法の確立に関する総合研究プロジェクト
  • 地球温暖化に係る政策支援と普及啓発のための気候変動シナリオに関する総合的研究
  • 環礁州島からなる島嶼国の持続可能な国土の維持に関する研究
  • 森林減少の回避による排出削減量推定の実行可能性に関する研究
  • アジア大陸からのエアロゾルとその前駆物質の輸送・変質プロセスの解明に関する研究
  • 東アジアの植生に対するオゾン濃度上昇のリスク評価と農作物への影響予測に関する研究
  • 流下栄養塩組成の人為的変化による東アジア縁辺海域の生態系変質の評価研究
  • 大型船舶のバラスト水・船体付着で越境移動する海洋生物の動態把握と定着の早期検出
  • 森林―土壌相互作用系の回復と熱帯林生態系の再生に関する研究
  • 脆弱な海洋島をモデルとした外来種の生物多様性への影響とその緩和に関する研究
  • トキの野生復帰のための持続可能な自然再生計画の立案とその社会的手続き
  • 北東アジアの草原地域における砂漠化防止と生態系サービスの回復に関する研究
  • 環境負荷低減に向けた公共交通を主体としたパッケージ型交通施策に関する提言
  • 気候変動に対処するための国際合意構築に関する研究
  • 陸域生態系CO2(二酸化炭素)フラックスの分離評価を目的とした同位体・微量ガス観測手法の開発
  • 地球温暖化に影響を及ぼす人為物質による大気ヨウ素循環の変動に関する研究
地球環境保全試験研究費
  • CDM植林が生物多様性に与える影響評価と予測技術の開発
  • 二酸化炭素海洋隔離による海洋物質循環過程への影響評価に関する研究
  • エアロゾルによる放射強制力の変動及びメカニズムの実態解明に関する研究
  • 高山植生による温暖化影響検出のモニタリングに関する研究
  • チベット高原を利用した温暖化の早期検出と早期予測に関する研究
  • 民間航空機を活用したアジア太平洋域上空における温室効果気体の観測
  • アジア・オセアニア域における微量温室効果ガスの多成分長期観測
環境技術開発等推進費
  • 森林・草地・湖沼生態系に共通した環境監視システムと高度データベースの構築
  • 気中アスベストの位相差顕微鏡自動係数システムの開発
  • 鉱物油等に起因する複合的な土壌汚染の環境リスク評価手法に関する研究
  • ゲノミクスに基づく化学物質の生態影響評価法の開発に関する研究
廃棄物処理等科学研究費補助金
  • 近未来の循環型社会における技術システムビジョンと転換戦略に関する研究
  • 物質ストック勘定体系の構築とその適用による廃棄物・資源管理戦略研究
  • コンクリート産業における環境負荷評価マテリアルフローシミュレーターの開発および最適化支援システムの構築に関する研究
  • プラスチック含有廃棄物の処理およびリサイクル過程における有害物質の生成特性解析と効率的対策手法の開発
  • 塩素系プラスチック製品の置換型脱塩素によるアップグレードリサイクルと有価金属回収
  • 家庭系廃製品の残留性化学物質と3Rシナリオ解析
  • 国外リサイクルを含むシナリオ間のライフサイクル比較手法と廃プラスチックへの適用
  • アジア地域における廃電気電子機器と廃プラスチックの資源循環システムの解析
  • 廃棄物処理・リサイクル施設における安全・安心対応策に関する研究
  • 不適正な最終処分システムの環境再生のための社会・技術システムの開発
  • 低濃度PCB汚染物の焼却処理に関する研究
  • アスベスト含有廃棄物の分解処理による無害化の確認試験方法の確立とその応用
  • 廃棄物系バイオマスからの粉炭燃料の製造可能性と有害物質除去方法の研究
  • 海岸流木のリサイクルに向けたシステム提案
地球温暖化対策技術開発事業
  • 酵素法によるバイオマスエタノール製造プロセス実用化のための技術開発
  • 沖縄産糖蜜からの燃料用エタノール生産プロセス開発及びE3等実証試験
  • 本庄・早稲田地域でのG水素モデル社会の構築
  • 都市型バイオマスエネルギー導入技術に係る学園都市東広島モデルの技術開発・実証事業
  • 超臨界水による都市系有機性廃棄物オンサイトエネルギー変換システムの実用化
  • ゼロCO2(二酸化炭素)社会に向けた木質バイオマス活用技術開発と再生可能エネルギー融合システムの屋久島モデル構築
  • パイロコーキング技術による木質系バイオコークの製造技術とSOFC発電適用システムの開発
  • バイオマス粉炭ネットワークのための家庭用・業務用粉炭燃焼機器の開発
  • 草木質系セルロースからのバイオエタノール高収率化と低コスト製造システムの開発
  • 兵庫県南部における統合型・省エネ型酵素法によるバイオ燃料製造に関する技術開発
  • カーボンフリーBDFのためのグリーンメタノール製造及び副産物の高度利用に関する技術開発
  • 輸送用バイオマス由来燃料導入技術開発及び実証事業
  • バイオエタノール製造におけるエネルギーコスト削減のための超音波濃縮に関する技術開発
  • 寒冷地におけるバイオエタノール混合自動車燃料需要拡大のための自動車対応と流通に関する技術開発
  • 食品廃棄物のバイオ水素化・ガス化に関する技術開発
  • 資源用トウモロコシを利用した大規模バイオエタノール製造拠点形成推進事業
  • 高効率熱分解バイオオイル化技術による臨海部都市再生産業地域での脱温暖化イニシアティブ実証事業
公害防止等調査研究費
  • 衛星搭載用観測研究機器製作費
公害防止等試験研究費
  • 海域と陸域の一体的な保全に資する統合的管理手法に関する研究
水・大気環境局
  • 環境ナノ粒子の生体影響に関する調査研究
環境保健部
  • POPs汚染実態解析調査
  • 国際的観点からの有害金属対策戦略策定基礎調査
  • 化学物質の有害性分類・ラベル調査及びラベル情報の提供

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