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第2部 各分野等における地球観測の推進

第1章 喫緊のニーズに対応した重点的な取組

 「推進戦略」では、我が国の地球観測において、1国民の安心・安全の確保、2経済社会の発展と国民生活の質の向上、3国際社会への貢献の観点から、国として喫緊に対応するべきニーズを明確にした上で、ニーズに的確にこたえ得る重点的な取組を戦略的に行うことが重要であるとしている。
 国による地球観測の推進において喫緊の対応が求められているニーズとして、1地球温暖化にかかわる現象解明・影響予測・抑制適応、2水循環の把握と水管理、3対流圏大気変化の把握、4風水害被害の軽減、5地震・津波被害の軽減を例示している。
 この章においては、これらのニーズについて、我が国における地球観測の現状と今後の課題を整理している。

第1節 地球温暖化にかかわる現象解明・影響予測・抑制適応

 地球温暖化にかかわる現象解明・影響予測・抑制適応については、地球温暖化観測推進事務局(環境省及び気象庁)が当該ニーズに関する地球観測の現状と今後の課題を整理している。

1  地球観測の現状
 地球温暖化にかかわる現象解明や影響予測等については、気象庁並びに総務省、文部科学省、農林水産省、林野庁、水産庁、経済産業省及び環境省が所管する独立行政法人並びに大学及び大学共同利用機関、その他関係機関が連携協力することによって、温室効果ガス、二酸化炭素の収支、大気、降雨、雲及びエアロゾルなどに関する様々な観測が行われている。

(1) 温室効果ガス
 大気中に含まれる二酸化炭素、メタン、一酸化二窒素などの温室効果ガスについては、世界気象機関(WMO)全球大気監視(GAW)計画に基づき、気象庁(岩手県綾里、南鳥島、与那国島)、国立環境研究所(沖縄県波照間島、北海道落石岬)及び国立極地研究所(南極)によって定点観測が実施されている。また、これらの定点観測によるデータは、気象庁によって収集・保存されている。
 また、温室効果ガスについては、民間航空機を活用した観測が実施されている。民間航空機による観測は、昭和54年に東北大学が日本上空を観測したことから始まり、以後、観測の範囲が日本とオーストラリアとの間を結ぶ定期航空路に拡大された。現在、気象研究所、国立環境研究所、東北大学及び民間企業等が連携して、日本と世界各地を結ぶ定期航空路で継続的に観測を実施している。
 こうした定点観測や民間航空機による観測に加えて、温室効果ガスを全球的に観測するため、環境省、宇宙航空研究機構及び国立環境研究所では、平成20年度の打上げに向けて、温室効果ガス観測技術衛星(GOSAT)を開発利用する共同計画を実施している(第1部第1章第2節参照)。なお、気象庁では、温室効果ガス世界資料センター(WDCGG)においてGOSATのデータを収集・保存する体制の整備を進めている。
 海上の大気中に含まれる温室効果ガスについて、気象庁では海洋気象観測船を活用して西部北太平洋海域の観測を実施している。また、国立環境研究所(東北大学)では、日本とアメリカ、日本とオーストラリアを運航する定期貨物船を活用した観測をそれぞれ実施している。なお、温室効果ガスの濃度だけでなく、二酸化炭素の同位体比についても継続的に観測している。

(2) 二酸化炭素の収支

 陸域
 陸域の生態系における二酸化炭素の収支や生態系純一次生産量などについては、森林総合研究所、農業環境技術研究所、産業技術総合研究所及び国立環境研究所が連携して継続的に観測を実施している。これらの観測の一環として、シベリアから東南アジアまでのアジア地域で代表的な植物−土壌生態系について、亜寒帯・温帯・熱帯別に選定した上で、微気象学的方法による森林−草地生態系の炭素移動量、チャンバー法による土壌呼吸量、植物呼吸量、光合成量といった主な炭素循環の過程を統一的な方法によって、原則として通年で観測を実施している。また、平成11年に関係機関、大学などによってアジアフラックスが設立されるなど、アジア地域において二酸化炭素の収支を観測するネットワークの構築が進展している(第1部第1章第2節参照)。なお、植生を全球で観測しているのは、全世界の森林資源評価(FRA)を実施している国際連合食糧農業機関(FAO)である。

 海洋
 海洋の生態系における二酸化炭素の収支については、海色海温走査放射計(OCTS)、グローバルイメージャー(GLI)、中分解能分光放射計(MODIS)、中分解能イメージングスペクトロメーター(MERIS)などの観測機器を搭載した衛星によって、海洋植物プランクトンの全球的な観測を実施している。なお、海洋植物プランクトンの鉛直分布については、主に観測船による観測と分析によってデータが収集されている。
 海水中の二酸化炭素の収支については、気象庁が東経137度と東経165度の二観測線及び赤道域における定期観測を実施している。また、海面の二酸化炭素の収支については、国立環境研究所が日本と北アメリカ及び日本とオーストラリア・ニュージーランドの間を運航する定期貨物船を活用した観測を実施している。
 このほか、海洋の二酸化炭素の収支について、海洋研究開発機構では、南太平洋の断面観測を実施している。また、水産総合研究センターでは、海洋の炭素循環のプロセスを解明し、海洋の生態系の機能を理解するため、釧路沖、御前崎沖、東シナ海に設定した観測線上で時系列観測を実施している。
 さらに、気象庁では、温室効果ガス世界資料センター(WDCGG)において海水中の二酸化炭素に関するデータを収集している。なお、これらのデータは、現在、アメリカ二酸化炭素情報分析センター(CDIAC)によって国際的な統合が進められている。

(3) 大気放射、降雨、雲及びエアロゾル
 大気放射に関する観測については、エアロネット(AERONET)、基準地上放射観測網(BSRN)、スカイネット(SKYNET)、全球大気監視(GAW)など各種の計画と連携しつつ全球的な観測網を構築している。
 また、降雨については、熱帯降雨観測衛星(TRMM)に搭載された降雨レーダー、可視赤外観測装置、マイクロ波観測装置によって、全球的な観測が実施されている。
 さらに、雲とエアロゾルについては、運輸多目的衛星「ひまわり」(MTSAT)、アメリカ海洋大気庁(NOAA)が運用する衛星、テラ衛星(TERRA)、アクア衛星(Aqua)などによる全球的な観測が実施されている。現在、雲とエアロゾルの鉛直構造は、雲レーダーを搭載したクラウドサット衛星(CloudSat)とライダーを搭載したカリプソ衛星(CARIPSO)によって計測されている。我が国では、雲とエアロゾルの鉛直構造を全球的に計測するため、情報通信研究機構及び宇宙航空研究開発機構が欧州宇宙機関(ESA(イサ))と協力して、全球雲エアロゾル放射収支観測衛星(EarthCARE)の開発を進めている。

(4) 影響予測等
 地球温暖化の影響予測に関連する観測については、気候変動に脆(ぜい)弱な地域における影響モニタリングとして、陸域における積雪面積、北極海における海氷面積の観測のほか、ヒマラヤ地域や北ユーラシアの氷河と凍土地帯における二酸化炭素、メタンの収支などの観測が実施されている。また、アイスサット(ICESat)による南極やグリーンランドの氷床表面高度と海氷厚の観測、グレース衛星(GRACE)による南極やグリーンランドの氷床質量の観測が実施されている。さらに、東南アジア地域やミクロネシアなどにおいて、沿岸のマングローブの生態系に関する観測が実施されている。
 なお、地球温暖化の影響評価に関する研究においては、気候変動に対する各国・地域の脆(ぜい)弱性に関する指標が国別に作成されており、この指標は影響評価に関する研究に利用することができる。

2  今後の課題
 平成19年2月に公表された「気候変動に関する政府間パネル(IPCC)第4次評価報告書第1作業部会報告書」では、気候システムの地球温暖化には疑う余地がないこと、また、このことは、大気や海洋の世界平均温度の上昇、雪氷の広範囲にわたる融解、世界平均の海面水位の上昇が観測されていることから今や明白であることを指摘している。これは、長期間にわたって続けられてきた衛星による観測と現地における地道な観測の成果である。このため、国は、今後の地球温暖化に関する様々な議論に科学的根拠を与えることができるよう地球観測を一層推進することが必要である。

(1) 温室効果ガス
 温室効果ガスについて広範囲でより多くの種類の化学成分を観測するため、温室効果ガスの濃度と同位体に関する効率的で高精度な計測技術を開発することが必要である。また、国際協力による地球観測体制を確立するため、開発途上国における観測の実施の可能性について調査した上で、適切な観測ネットワークの構築を検討することが必要である。さらに、温室効果ガス観測技術衛星(GOSAT)による温室効果ガス等に関する観測データと民間航空機等による観測データの校正と検証を実施することが必要である。

(2) 二酸化炭素の収支

 陸域
 陸域の二酸化炭素の収支については、地上観測による高精度の観測データを活用して、微気象学的手法と生態学的手法を相互に検証し合って、信頼性が高いデータを取得することが重要である。このため、アジア地域に設置されたフラックスタワーにおいて、生態系の炭素貯留量、二酸化炭素の収支の高精度観測、植生の光合成量、呼吸量の連続・多点観測を長期間にわたって実施することが必要である。
 また、陸域の生態系分野に関する地上観測によって取得されたデータは様々な分野において基礎的なデータとして不可欠である。このような地上観測には、大学によって比較的小規模の観測が実施されている場合が多いことに留意しつつ、大学による観測を有効に活用することも重要な課題である。

 海洋
 海洋の二酸化炭素の収支については、関係機関の協力の下で、北西太平洋海域において船舶による観測を継続するとともに、海洋の温度や塩分の分布の変化が大気との収支に与える影響を評価するため、海洋の温度と塩分の精密観測が必要である。また、国際協力の下で、太平洋を中心に大陸間横断・縦断観測線上の断面観測を実施することや、協力貨物船による海洋表層の分圧観測を太平洋全域に拡大することが必要である。
 なお、観測の空白地域を解消する観点から、船舶による観測が困難な海域で二酸化炭素その他の化学成分を自動的に計測するブイを開発することも必要である。

(3) 大気放射、降雨、雲及びエアロゾル
 アジア・オセアニア地域における包括的な大気放射の観測について、効率的かつ効果的な観測の実施と観測データの利用を促進するため、国内の関係機関による連携を促進する体制の整備について検討することが必要である。また、中国、ロシア、東南アジア諸国は、大気化学に関する観測の空白地域であり、近い将来、温室効果ガスの循環に大きな影響を与える地域である。このため、これらの地域において観測を実施するための調査を開始することが必要である。
 地球温暖化の予測や検出にとって重要な雲、エアロゾル、降水の観測は極めて重要である。このため、地球環境変動観測計画(GCOM)、全球雲エアロゾル放射収支観測衛星(EarthCARE)、全球降水観測計画(GPM)などの衛星計画を着実に進めるとともに、雲とエアロゾルに関するプロセスの理解を進めることが必要である。また、人為起原のエアロゾルによる直接的・間接的な放射強制力は、地球温暖化の影響を変調させ、雲量や降雨量を大きく変化させることから、GCOM、EarthCARE、GPMなどの次世代の衛星観測計画を着実に進めるとともに、効率的な地上観測網を確立することが必要である。

(4) 影響予測等
 気候変動に脆(ぜい)弱な地域における地球温暖化の影響モニタリングを実施するため、エコトーン(移行帯)、乾燥地域、高緯度地域、高山といった生態系に対する気候変動の影響が大きい地域を中心に観測を強化する地点を選定するとともに、これらの地域において早急に観測網を整備するなど、生態系に対する地球温暖化の影響を早期に把握する体制を整備することが必要である。特に、分野間の連携を図るため、統合観測地点について、概念の設計、観測地点の選定、観測の内容などについて早急に検討するとともに、それぞれの観測地点のネットワークを構築することが重要である。また、雪氷については、氷床コアを掘削した後の解析ポートのシステム化を推進することが必要である。
 分野間・機関間連携によって形成された統合的な観測網のデータは、統一的なデータセンターで保存・提供されることが効率的である。これらのデータをモデルによって同化することによって、全球の分布図や過去の再解析の結果を作成することが必要である。さらに、地球観測に関する政府間会合(GEO)、気候変動に関する国際連合枠組条約(UNFCCC)などの国際的枠組みを通じて、これらの結果を地球環境の監視や科学アセスメントなどに寄与することが重要である。
 「気候変動に関する政府間パネル(IPCC)第4次評価報告書第2作業部会報告書」では、地球温暖化によって、水質の悪化、熱波による健康影響、感染症等リスクの増加などが懸念されている。このように、自然環境だけでなく、人間の健康や感染症リスクに関する影響評価を実施することが必要である。また、地球温暖化に対応した森林資源の管理が必要となることから、今後、違法な伐採に対する対策、森林を保全するための森林監視が一層必要となる。このため、森林資源評価(FRA)について、一層効果的な観測方法を開発することによって高頻度の処理を実現することが必要である。
 さらに、地球温暖化の影響評価の研究には、人ロ、河川流量、水質、土地利用といった多様な社会経済的データが必要である。しかし、これらの社会経済的データは、様々な機関が保有しており、分散型データシステムとなっていることから、これらの情報源に関する情報を収集することが課題となっている。

(5) 連携を促進する体制
 炭素循環、水循環、生態系のそれぞれの分野に関する観測は相互に関連し合っている。このため、これらの観測施設等を相互に利用し合ったり、分野横断的な観測やデータの流通に関する取組を強化したりすることが極めて重要である。一部の観測システムで観測施設等を共同運用する試みが始まっており、今後、このような取組を一層推進することが必要である。
 また、海洋の炭素循環のプロセスを解明し、海洋生態系の機能を理解する上で有効な時系列観測点を維持するため、関係機関が連携協力する体制について検討することが必要である。なお、海洋の二酸化炭素に関連するデータについて、観測データの流通や利用の促進を図る観点から体制を整備することが必要である。

第2節 水循環の把握と水管理

1  地球観測の現状
 水循環の把握と水管理に対応するため、気象庁並びに総務省、文部科学省、農林水産省及び環境省が所管する独立行政法人によって、気象・気候などの観測や観測データの解析などについて、次のとおり行われている。

(1) 気象庁
 気象庁では、財団法人電力中央研究所と協力して、これまで世界中から収集した様々な気象観測データに基づいて、スーパーコンピューターを用いて、空間的に均一な間隔で、かつ、高い精度で昭和54年から平成16年までの26年間の気象状態を再現した。この再解析の結果は、気候の監視などの基礎データや季節予報モデルの検証データとして利用されている。
 また、世界の気象学・気候学の研究者にも水循環の把握と水管理などの研究に包括的な基礎データとして提供されている。

(2) 情報通信研究機構
 情報通信研究機構では、亜熱帯環境計測ネットワークデータシステムを開発し、沖縄亜熱帯計測技術センターの観測データの収集・配信を実施している。

(3) 海洋研究開発機構
 海洋研究開発機構では、ユーラシア寒冷圏、インドネシア多島海、パラオ周辺、インド洋、インドシナ半島において海洋、陸面及び大気の観測を実施している。

(4) 宇宙航空研究開発機構
 宇宙航空研究開発機構では、熱帯降雨観測衛星(TRMM)搭載降雨レーダー(PR)とマイクロ波放射計を用いた降雨の三次元分布、土壌水分等の観測を実施している。

(5) 農業・食品産業技術総合研究機構
 農業・食品産業技術総合研究機構農村工学研究所では、カンボジア・トレンサップ湖と水田域において水利用状況に関する観測を実施している。

(6) 国立環境研究所
 国立環境研究所では、地球規模水循環の統合観測システムの構築に寄与するため、地球環境モニタリングシステム/陸水環境監視(GEMS/Water)に参加し、我が国の陸水観測や摩周湖、霞ヶ浦の観測データを集約・管理している。

2  今後の課題
 水循環の把握については、アジア・モンスーン地域における海洋、陸面及び大気の観測を強化することが重要である。
 また、亜熱帯環境計測技術について、ネットワークデータシステムの高度化と各センサーのデータ収集・処理技術の高度化を行うことが必要である。
 スーパーコンピューターを用いた気象観測データについて、更に長期間(50年間)の再解析に向けて、関係機関、研究者等と連携してデータの整備や技術開発を引き続き実施することも重要である。

第3節 対流圏大気変化の把握

 対流圏大気変化の把握については、化石燃料の燃焼に伴う大気汚染物質の放出量の増大に対する懸念や酸性降下物の越境輸送等に関する問題に対処するため、国立環境研究所、その他関係機関において、大気中のエアロゾルなどに関する観測等を実施している(第1部第1章第2節参照)。

第4節 風水害被害の軽減

1  地球観測の現状
 風水害被害の軽減に対応するための観測については、気象庁並びに文部科学省及び国土交通省が所管する独立行政法人によって、次のとおり行われている。

(1) 気象庁
 気象庁では、運輸多目的衛星「ひまわり」(MTSAT)によって東アジア・オセアニア地域の可視画像、赤外画像、水蒸気画像の取得や輝度・温度などの観測によって、台風や集中豪雨をもたらす前線や発達した積乱雲などを観測している。
 また、全国の気象台等において気圧、気温、湿度、風向・風速、降水量、日照時間、日射量、雲、視程、大気現象などの観測を、地域気象観測システム(アメダス)によって降水量、風向・風速、気温、日照時間などの自動観測を、一般気象レーダー及び気象ドップラーレーダーによって降水の強さや降水域の動きの観測を実施するとともに、ゾンデやウィンドプロファイラーによって上空の気温、湿度、風向・風速を測定している。これらの観測等の実施によって風水害をもたらす気象を三次元的に解析するとともに、数値予報モデルの高解像度化等によって台風や局地的な集中豪雨等の予測精度の向上を図っている。

(2) 防災科学技術研究所
 防災科学技術研究所では、次世代気象レーダーであるマルチパラメーターレーダーを首都圏に複数台配置して、高空間分解能の雨と風の分布をリアルタイムで観測している。

(3) 土木研究所
 土木研究所水災害・リスクマネジメント国際センターでは、水害の軽減に資する観点から、洪水流出の特性を調査するため、筑波山麓(ろく)北側斜面に設定された河川流域に雨量及び流量観測所を設置して、長期間にわたって流出試験地調査を実施している。また、国際協力の一環として、同様の流出試験地調査(カンボジア・プルサット川流域など)を実施したり、現地のデータを収集したりすることによって、洪水流出の特性だけでなく、衛星観測雨量データの精度や当該データを洪水予測に利用・活用する可能性について検討している。

2  今後の課題
 風水害被害の軽減に資するとともに、社会の各方面における利用に供するため、各種の観測等の成果を気象警報等に生かすことが重要である。良質の観測データを安定的に提供することができるよう、引き続き、気象観測体制を維持することが必要である。また、局所的な豪雨や強風を監視するとともに、これらを高精度に予測することが重要である。
 風水害は、地球規模水循環や森林資源などの分野と密接に関連する分野である。このため、関係機関は、観測データの流通や社会の各方面における観測データの利用などについて連携を図ることによって効果的・効率的な観測体制を整備するとともに、空間情報基盤並びに土地利用及び人間活動に関する地理情報などの共通基盤情報の研究開発を進めている機関と協力することも望まれる。

第5節 地震・津波被害の軽減

1  地球観測の現状
 地震・津波被害の軽減に対応するための観測については、政府の地震調査研究推進本部が定める総合的かつ基本的な施策や観測計画等に基づき、府省、独立行政法人及び大学によって実施されている(第1部第1章第1節参照)。
 なお、国土地理院、気象庁、海上保安庁並びに文部科学省及び経済産業省が所管する独立行政法人並びに大学による観測は、次のとおりである。

(1) 国土地理院
 国土地理院では、東海地域、東南海・南海地域の観測体制を強化するため、電子基準点をはじめとするGPS連続観測局を整備してリアルタイムでデータを収集している。また、国内の全陸域において、GPS連続観測、干渉合成開口レーダー(干渉SAR)、重力、潮位観測(験潮)などの繰り返し測量を実施することによって地殻変動情報を把握・提供している。
 こうした国内における取組のほか、東アジア太平洋地域にGPS連続観測拠点を設置して広域地殻変動の観測を実施するとともに、超長基線電波干渉法(VLBI)、GPS、干渉SARなどの宇宙測地技術を活用してアジア太平洋地域の地殻変動を監視している。また、国内外のVLBIによってプレート運動の検出等を実施している。

(2) 気象庁
 気象庁では、緊急地震速報を発表するため、防災科学技術研究所と連携して、多機能型地震計と高感度地震観測網による地震の観測を実施している。また、震度情報を発表するため、震度計による震度観測を実施するとともに、地方公共団体と防災科学技術研究所の観測データを収集している。さらに、東海地震を予知するため、東海地域において地殻変動等の観測を実施するとともに、その他の機関の観測データを収集している。
 また、津波については、津波予報(注意報・警報)や津波情報を発表するため、津波の観測を実施するとともに、その他の機関の潮位データを収集している。
 これらの国内における取組のほか、北西太平洋津波情報、インド洋津波監視情報を発表するため、包括的核実験禁止条約(CTBT)広帯域地震計の利活用に向けた実証実験を継続するとともに、アメリカ大学間地震学研究連合(IRIS)、アメリカ地質調査所(USGS)の地震データサーバー(LISS)の観測点として、気象庁精密地震観測室、上川朝日(北海道)、八丈島、父島、大分中津江、沖縄国頭、宮古島、与那国島を登録している。

(3) 海上保安庁
 海上保安庁では、日本海溝、南海トラフ等のプレート境界において、巨大地震発生のシグナルである地殻歪(ひずみ)を観測するため、海底基準局を整備し、現在16点で観測を実施している。下里水路観測所において、衛星レーザー測距(SLR)観測を実施しており、離島を含めて日本列島の位置を世界測地系に結合して求める海洋測地を推進している。

(4) 防災科学技術研究所
 防災科学技術研究所では、基盤的地震観測網(高感度地震観測網、広帯域地震観測網、強震観測網)によって地震活動や地殻変動などの地殻活動の観測を実施しているとともに、気象庁、大学、その他関係機関との間で高感度地震観測データ流通を実施し、全機関のデータの収集・公開を実施している。

(5) 海洋研究開発機構
 海洋研究開発機構では、室戸岬沖、釧路・十勝沖に海底地震計総合観測システムを設置して地震・津波等の常時観測を実施している。

(6) 産業技術総合研究所
 産業技術総合研究所では、海溝型地震について東南海・南海地震を予測するため、地下水の観測や地殻変動・津波堆(たい)積物の調査研究を実施するとともに、津波シミュレーションに基づく断層モデルを検討している。また、内陸地震について活断層に関する地形・地質学的な調査研究を実施し、活断層データベース等で公表している。

(7) 大学
 地震調査研究推進本部の方針に基づき、各大学では、首都直下型地震、東南海・南海地震、日本海溝・千島海溝周辺の海溝型地震や、糸魚川−静岡構造線断層帯をはじめとする活断層地震などに関する調査研究等を実施している。
 このほか、北海道大学、弘前大学、秋田大学、東北大学、東京大学、東京工業大学、名古屋大学、京都大学、鳥取大学、高知大学、九州大学、鹿児島大学では、大学間で緊密に連携しつつ、地震予知のための観測研究を実施している。

2  今後の課題
 地震による被害を軽減し、首都機能を維持するため、首都直下型地震について、震源域、揺れの大きさ、将来の発生の可能性などの詳細を明らかにすることが課題となっている。
 また、東海・東南海・南海地震を監視し、短期的・中期的に予測するため、ケーブル式海底地震計や地下水観測施設等を整備することによって、プレート境界域における地殻の変動や深海底環境の変動に関する広域観測を実施することが必要である。
 これらのほか、地震・津波について、観測の空白地域がない定常的・長期的観測網を構築する観点から、先端的技術を活用した高度な観測システムを開発するとともに、長期間の安定した地震観測を実現するため、観測施設等を計画的に更新し、効率的に維持・運用することが重要である。さらに、陸域観測技術衛星「だいち」(ALOS)などの衛星データによって、高精度に地表面の変化情報を取得するための研究開発を進めることが必要である。

第2章 基盤的研究開発の推進

 最先端の科学技術は、観測能力や観測データの利便性を向上させることから、利用ニーズ主導の統合された地球観測の構築に資するものである。また、関係行政機関が観測データを活用して施策を実施するため、例えば、空間情報基盤、土地被覆に関する地理情報、土地利用及び人間活動に関する地理情報などの共通基盤情報の整備は不可欠である。
 この章においては、このような観点から、観測技術及び情報技術の開発や共通基盤情報の整備について、我が国における基盤的研究開発の現状と課題を整理している。

第1節 観測技術及び情報技術の開発

1  技術開発の現状
 観測技術及び情報技術の開発については、文部科学省、経済産業省並びに総務省、文部科学省及び経済産業省が所管する独立行政法人によって、次のとおり研究開発が行われている。

(1) 文部科学省
 東京大学、海洋研究開発機構及び宇宙航空研究開発機構では、多種多様な観測データを収集して、これを様々な分野の解析モデルに応用することができるデータセットを作成するため、観測データの統合、品質管理・蓄積、可視化等の情報処理を図ることによって、観測データを科学的・社会的に有用な情報に変換するシステムを開発している(第1部第1章第2節参照)。

(2) 経済産業省
 経済産業省では、資源探査、環境監視、農業利用などを主な目的として、衛星搭載用ハイパースペクトルセンサーの開発とその利用技術を開発している。

(3) 情報通信研究機構
 情報通信研究機構では、茨城県鹿嶋市と東京都小金井市に設置した超長基線電波干渉法(VLBI)観測局によって、国際超長基線電波干渉法事業(IVS)の観測を実施している。高速ネットワークを用いて観測データを即時に伝送・処理、観測データの高精度化、観測システムの高度化を目指した研究開発を行っている。また、偏波降雨レーダー(COBRA)などの地上レーダーの研究開発を行うとともに、宇宙航空研究開発機構と協力して、日本と欧州連合(EU)が共同開発している全球雲エアロゾル放射収支観測衛星(EarthCARE)に搭載する雲レーダーや、温室効果ガスを高精度に観測する能動型光センサー、全球降水観測計画(GPM)の主衛星に搭載する二周波降水レーダーなど、人工衛星に搭載する様々な観測機器の研究開発を行っている。

(4) 海洋研究開発機構
 海洋研究開発機構では、海洋表面の二酸化炭素の分圧を現場で継続的に測定する自立型計測装置を開発している。

(5) 宇宙航空研究開発機構
 宇宙航空研究開発機構では、温室効果ガス観測技術衛星(GOSAT)や水循環変動観測衛星(GCOM-W)などの衛星と衛星に搭載される多波長放射系や広域大気汚染観測センサーなどを開発している。

(6) 産業技術総合研究所
 産業技術総合研究所では、主に資源エネルギー探査・管理と防災・環境管理に資することを目的として、国土交通省、宇宙航空研究開発機構、森林総合研究所、国立環境研究所などと連携して、地質情報と多様な観測データを統合するための技術開発を進めている(第1部第1章第2節参照)。

2  今後の課題
 観測能力や観測データの利便性の向上を図る観点から、高波長分解能(ハイパースペクトル)データ利用開発や標準化された迅速な画像処理等の技術開発を進めるとともに、センサーを搭載するプラットフォームについて検討することが必要である。
 また、超長基線電波干渉法(VLBI)観測については、高速ネットワークによる観測データの即時伝送・処理が実用化されつつある。このため、一基線実験における定常観測処理を導入するとともに、地球姿勢パラメーター推定の迅速化を図り、複数基線における処理技術を開発することが必要である。
 これらのほか、グリッド技術を用いた広域分散ファイルシステムに収納された観測データについて、幾何、放射量、大気などを補正する高精度システムを開発し、地上観測データと融合することができるシステムに拡張することが重要である。

第2節 共通基盤情報の整備

1  整備の現状
 空間情報基盤並びに土地利用及び人間活動に関する地理情報などの共通基盤情報については、国土地理院並びに文部科学省及び経済産業省が所管する独立行政法人によって、次のとおり研究開発が行われている。

(1) 国土地理院
 国土地理院では、地球観測に関する共通基盤情報を整備する観点から、土地条件調査、土地利用調査などの地理調査を実施している。また、地理情報システム(GIS)基盤情報、基盤となる地図情報、各種の観測データを統合する基礎となる地球地図を整備し、電子国土を推進している。
 このほか、国土の環境を継続的に把握・監視することによって国土の環境と開発に有用な情報を提供するため、国土環境モニタリング事業を実施し、旬別・月別の植生指標データを作成・公開している。
 さらに、航空レーザー測量による5メートルメッシュ標高等の整備を進めている。

(2) 宇宙航空研究開発機構
 宇宙航空研究開発機構では、陸域観測技術衛星「だいち」(ALOS)による地表面の状態などに関する観測を実施している。なお、観測データは、様々な分野において利用されている。

(3) 産業技術総合研究所
 産業技術総合研究所では、地質の調査によって地層の岩質、年代、断層などの地質学的情報、地温、重力、磁気などの地球物理学的情報、元素分布などの地球化学的情報を体系的に整理している。また、これらの地球科学的情報を図面やデータベースとして整理し、高度化・標準化・統合化を図ることによって社会に利用しやすい地質情報として提供している。

2  今後の課題
 地球観測に関する共通基盤情報を整備する観点から、国土環境モニタリング事業を通じて旬別・月別の植生指標データを提供し、国土の環境を継続的に把握・監視する基本的な地理情報である全国土地被覆データの作成を推進することが必要である。
 また、国土の地質の実態を体系的に解明して社会に提供するために必要な技術に関する研究開発を進めることが必要である。

第3章 個別の分野における地球観測の推進

 総合科学技術会議では、平成15年9月26日に我が国における今後の地球観測に関する取組の基本的な考え方を明確にするため、重点分野推進戦略専門調査会環境研究開発推進プロジェクトチームに地球観測調査検討ワーキンググループを設置した。同ワーキンググループは、社会的な要請にこたえる包括的な地球観測の全体像を明らかにするため、地球観測の各分野の学識経験者から構成される部会を設置し、各分野の現状、観測ニーズ、今後の取組方針などを整理した。「推進戦略」で掲げる15分野は、こうした学識経験者による検討に基づいて分類されたものである。
 この章においては、「推進戦略」における各分野の現状、観測ニーズ、今後の取組方針などに留意しつつ、平成19年度の実施方針を踏まえて、我が国における地球観測の現状と課題を整理している。

第1節 地球温暖化

 地球温暖化の分野については、地球温暖化にかかわる現象解明・影響予測・抑制適応が国による地球観測の推進において喫緊の対応が求められているニーズの一つとされていることから、この分野における地球観測の現状と今後の課題については、第2部第1章第1節において整理している。

第2節 地球規模水循環

 地球規模水循環の分野については、水循環の把握と水管理が国による地球観測の推進において喫緊の対応が求められているニーズの一つとされていることから、この分野における地球観測の現状と課題については、第2部第1章第2節において整理している。

第3節 地球環境

1  大気環境

(1) 地球観測の現状
 大気環境に関する観測については、気象庁並びに文部科学省、経済産業省及び環境省が所管する独立行政法人によって、次のとおり行われている。

 気象庁
 気象庁では、ガスクロマトグラフ、非分散型赤外線分析計等によって日本の二酸化炭素、メタン、オゾン、一酸化二窒素、フロンガスなどの観測や、直達日射計、サンフォトメーターとライダーによってエアロゾル全量とその垂直分布の観測を実施している。また、降水降下塵を採取するとともに、水素イオン濃度や化学成分の観測を実施している。

 海洋研究開発機構
 海洋研究開発機構では、アジア地域において、オゾン、一酸化炭素、黒色炭素、エアロゾルなどの観測を実施している。

 産業技術総合研究所
 産業技術総合研究所では、八丈島、父島において、エアロゾル粒径分布、炭素粒子、硫酸塩などの連続観測を実施している。

 国立環境研究所
 国立環境研究所では、成層圏オゾン層の回復を確認するとともに、オゾン層変動に係る気候変動要素、紫外線等の長期継続的観測態勢を整備するため、北海道陸別町と茨城県つくば市において、ミリ波によるモニタリングや帯域型紫外線型による観測網のネットワーク化などを実施している。

(2) 今後の課題
 大気環境については、オゾン、エアロゾルなどのほか、様々な大気汚染物質などを観測することが必要である。
 オゾンについては、鉛直分布の観測の高度化を図ることが必要である。また、オゾン濃度の回復を検知するとともに、短期的変動に着目して濃度が最も低い時期に観測することが重要である。
 エアロゾルについては、粒子の個数粒径分布、黒色炭素・硫酸塩の重量濃度、散乱係数、光学的厚さなどに関する連続観測が必要である。
 また、大気汚染物質については、アジア地域における観測データを取り込み、排出目録に基づいた大気汚染物質の季節変化、輸送・化学的変質、領域規模収支などの評価が重要である。

2  海洋環境

(1) 地球観測の現状
 海洋環境に関する観測については、水産庁、気象庁、海上保安庁並びに水産庁、経済産業省及び環境省が所管する独立行政法人によって、次のとおり行われている。

 水産庁
 水産庁では、魚介類等におけるダイオキシン類の蓄積や内分泌かく乱作用がある物質等の影響などについて、実態の把握に取り組んでいる。

 気象庁
 気象庁では、海洋バックグランド汚染観測として、海洋汚染の防止と海洋環境の保全に資するため、海水中の有害金属(カドミウム、水銀)、浮遊汚染物質、油汚染に関連する物質の観測を実施している。

 海上保安庁
 海上保安庁では、海洋汚染を防止し、海洋環境を保全する観点から、外洋に面した内湾域から外洋域までの汚染物質の広がりの状態を把握するため、海水や海底堆(たい)積物中の油分、ポリ塩化ビフェニル(PCB)、重金属、有機スズ化合物、化学的酸素要求量(COD)に関する調査を実施している。

 水産総合研究センター
 水産総合研究センターでは、有害物質の海洋生態系における動態と水生生物に与える影響の解明、沿岸域における環境影響物質の動態の解明に取り組んでいる。

 産業技術総合研究所
 産業技術総合研究所では、地球規模の化学物質汚染に関する環境計測システムを開発するとともに、日本海におけるポリ塩化ビフェニル(PCB)などの鉛直分布や、国内外の研究機関と連携して沿岸域から外洋域までの地球規模で海水中の化学物質の動態を解明している。

 国立環境研究所
 国立環境研究所では、東シナ海などのアジア縁辺海において、船舶を使用した表層水の水質、生態系などの観測を実施している。また、各国の研究機関と協力して波照間島(沖縄県)などにおいて、残留性有機汚染物質に関するストックホルム条約(POPs条約)によって廃絶等の対象とされている化学物質12種類のうち9種類の観測を継続的に実施している。

(2) 今後の課題
 海洋環境については、我が国の周辺水域と内水面において、化学物質などの有害物質による海洋汚染が水域の生態系や生物多様性に与える影響や水産生物に蓄積される機構を解明することなどが必要である。
 また、残留性人工フッ素化合物の全地球的動態を解明し、海洋大循環におけるインベントリー推定によって地球規模の化学物質収支を理解することが必要である。
 さらに、海洋汚染の発生源に関する情報を取得するため、国際的枠組みの強化によって共同観測の実施や観測データの共有などを図ることが必要である。

第4節 生態系

1  陸域の生態系

(1) 地球観測の現状
 陸域の生態系に関する観測については、農林水産省、経済産業省及び環境省が所管する独立行政法人によって、次のとおり行われている。なお、地球温暖化分野に係るものについては、第2部第1章第1節において整理している。

 森林総合研究所
 森林総合研究所では、1980年代から日本各地の天然林に設けた長期生態観測試験地において樹木の生存と成長、種子の生産や落葉の落枝量などを観測し、これらのデータを公開している。また、国内やアジアのタワーフラックス観測サイトにおいて、森林の動態や植生・土壌の整理生態的機能に関する継続的な調査を実施している。
 さらに、国際森林研究センターと共同して、衛星観測と地上観測によって東カリマンタンの試験林と周辺の森林情報や人文社会学的情報を収集している。

 産業技術総合研究所
 産業技術総合研究所では、アジアフラックス活動の一環として、岐阜県、中国東北部、タイにおいて、陸域の炭素収支に関する地上観測と衛星リモートセンシングの地上検証を共通のプラットフォームで実施する観測サイト網の構築を進めている。

 国立環境研究所
 国立環境研究所では、タワーフラックス観測を実施している森林炭素収支観測拠点において、森林生態系の構造や植生・土壌の生理生態的機能に関する継続的な調査観測を実施している。
 また、陸域生態系の炭素収支をはじめとする各種の調査観測データを統一プロトコールによって収集・整備するとともに、これらのデータベースを整備・運用している。
 さらに、民間航空機に搭載されたレーザー計測等による森林樹冠部を計測するとともに、森林生態系の観察手法の開発やデータセットの作成などを実施している。

(2) 今後の課題
 陸域の生態系の分野については、アジアフラックスに関連して、各サイトにおいて熱、水蒸気、二酸化炭素のフラックスと一般気象観測を長期連続的に実施するとともに、自動撮影型デジタルカメラ等を利用して、植物季節観測による生態系モニタリングの実施やモニタリングデータのネットワークの構築が必要である。
 また、竹資源や熱帯林の枯死木、開発途上国における人間活動による森林生態系からの炭素収支など、これまで観測されていなかった陸域生態系の炭素収支の解明なども課題となっている。

2  海洋の生態系

(1) 地球観測の現状
 海洋の生態系に関する観測については、水産庁並びに文部科学省、水産庁及び経済産業省が所管する独立行政法人によって、次のとおり行われている。

 水産庁
 水産庁では、海面(沿岸浅海域)と内水面において、水質や底生動物などに関する漁場モニタリング調査を実施している。

 海洋研究開発機構
 海洋研究開発機構では、海洋中・深層、海底の熱水域・冷湧水帯、深海底、海底地殻内などにおける生物の探索、特徴的な生態系の調査を実施している。

 水産総合研究センター
 水産総合研究センターでは、日本周辺海域の海洋環境及び低次生態系モニタリングを実施するとともに、プランクトン、藻場、魚類生産に与える影響を評価する技術を開発している。

 産業技術総合研究所
 産業技術総合研究所では、瀬戸内海において、生物・生態環境調査や環境変動・生態系の解明、モニタリング・評価手法の開発に取り組んでいる。

(2) 今後の課題
 海洋の生態系の分野においては、地球温暖化が日本周辺海域の生態系に与える影響を把握することを目的として、沖合海域における海洋環境及び低次生産生態系モニタリングを継続することが必要である。また、新奇有毒プランクトン、大型クラゲなどの有毒有害生物の監視と発生予測技術の開発が求められる。
 なお、沿岸生物の長期変動の環境要因や生態系構造との関連を解析して、沿岸環境変動の実態を解明するとともに、モニタリング・評価手法の開発を進めることも必要である。

3  生物多様性

(1) 地球観測の現状
 生物多様性に関する観測については、森林総合研究所において、国内の森林生態系を対象とした長期定常的な観測や生物多様性の評価手法を開発している。また、島嶼(しょ)や熱帯地域など生物多様性にとって問題がある地域を対象として、多様性を保全する観点から植生、昆虫、鳥獣類の観測を実施している。

(2) 今後の課題
 生物多様性の分野については、観測地域における多様な生物について長期的・継続的な観測を確保するとともに、生物多様性の確証となる動植物標本の管理体制を確立することが課題となっている。

第5節 風水害

 風水害の分野は、風水害被害の軽減が国による地球観測の推進において喫緊の対応が求められているニーズの一つとされていることから、この分野における地球観測の現状と今後の課題については、第2部第1章第4節において整理している。

第6節 大規模火災

1  地球観測の現状
 大規模火災に関する観測については、農林水産省及び森林総合研究所によって、アメリカ海洋大気庁(NOAA)が運用する衛星や中分解能分光放射計(MODIS)などを複合的に利用した森林火災早期発見・通報システムの構築が行われている。

2  今後の課題
 大規模火災の分野については、衛星観測による森林火災注意報の精度の向上を図ることや、日本の近隣諸国を含めた森林火災観測・通報体制を構築するための国際共同活動を推進することが課題となっている。

第7節 地震・津波・火山

 地震・津波・火山の分野については、地震・津波被害の軽減が国による地球観測の推進において喫緊の対応が求められているニーズの一つとされている。したがって、地震及び津波の分野における地球観測の現状と今後の課題については、第2部第1章第5節において、また、火山の分野に関する地球観測の現状と今後の課題については、地震及び火山の分野に関する連携拠点(文部科学省)が設置されていることから、第1部第1章第1節において整理している。

第8節 エネルギー・鉱物資源

1  地球観測の現状
 エネルギー・鉱物資源に関する観測については、産業技術総合研究所において、アメリカ航空宇宙局(NASA(ナサ))が保有するテラ衛星(TERRA)の高性能光学センサー(ASTER)と陸域観測技術衛星「だいち」(ALOS)に搭載されたフェーズドアレイ方式Lバンド合成開口レーダー(PALSAR)を利用して、全球的なエネルギー・鉱物資源の観測を実施している。
 また、ASTERの高度利用について、NASA(ナサ)、アメリカ地質調査所(USGS)、産業技術総合研究所及び財団法人資源・環境観測解析センターが協力して検討を進めている。
 さらに、平成19年度から資源探査に有効な世界最先端のハイパースペクトルセンサーの開発を開始している。

2  今後の課題
 エネルギー・鉱物資源の分野については、テラ衛星(TERRA)の高性能光学センサー(ASTER)を利用して、全球のエネルギー・鉱物資源の観測を継続することが課題となっている。

第9節 森林資源

1  地球観測の現状
 森林資源に関する観測については、林野庁において、全国の4キロメートルメッシュ交点の森林状況を統一的に把握する森林資源モニタリング調査や樹木や下層植生などの地上計測を実施している。

2  今後の課題
 森林資源の分野については、観測精度の維持・向上、データ公開のルール作りや森林資源モニタリングの仕組みを利用した補完的観測の推進などが課題となっている。

第10節 農業資源

1  地球観測の現状
 農業資源に関する観測については、農林水産省が所管する独立行政法人によって、次のとおり行われている。

(1) 農業・食品産業技術総合研究機構
 中央農業総合研究センターでは、センサーネットワーク(フィールドサーバー)を開発し、国内外において、生態系植物個体群等の画像、フェロモントラップによる害虫個体数の自動カウント、顕微画像による病斑や胞子数のカウント、気温、湿度、日射量、土壌水分、葉面の濡れ、二酸化炭素濃度、紫外線などの観測を実施している。
 東北農業研究センターでは、ロスビー波伝播(ぱ)による熱帯海洋域と北日本における気象変動の同期性に着目し、インドネシアにおいて圃(ほ)場レベルの気象観測データや農作物収量データを取得して、近年の気候変動と農作物収量変動との関係を解析している。
 農村工学研究所では、全地球測位システム(GPS)、地上、地中観測によって地すべりによる農地の変状をモニタリング、解析するシステムを構築し、国内4地区で観測を実施している。

(2) 農業環境技術研究所
 農業環境技術研究所では、国内の農耕地における炭素収支と温室効果ガスフラックスの観測のほか、これらの広域評価を実施するとともに、東アジアにおいて、中分解能分光放射計(MODIS)データを活用して植生指数の分布と栽培期間、改良型高性能マイクロ波放射計(AMSR-E)データを活用して、冠水地域の分布情報を収集している。また、森林総合研究所、京都大学と共同して、ラオス焼畑の生態系を対象として、衛星データと現地の観測データを収集するとともに、土地利用・土地被覆・生態系炭素ストックの評価を実施している。

(3) 国際農林水産業研究センター
 国際農林水産業研究センターでは、広域観測衛星の複合的利用によってインドシナ半島の農業的土地利用図の高度化に取り組んでいる。半乾燥アジア大陸部、東南アジア半島部、熱帯モンスーン島嶼(しょ)部を対象として現地の情報を収集するとともに、各地域に適当な農業的土地利用分類項目を特定し、光学、マイクロ波センサーデータを組み合わせた分類及び生産変動評価を行う技術を開発している。また、メコン河流域の諸国を対象として、衛星データから農業生産力を推定するための手法の開発に取り組むとともに、中国黒竜江省を対象として中分解能分光放射計(MODIS)データを利用した水稲作付け状況を把握している。さらに、中国内蒙古自治区、モンゴルにおいて、現地の植生情報と関連する社会科学系データを収集するとともに、これらと密接に関係する指標を光学センサーによって算出・解析することによって、砂漠化などの農牧地劣化の評価を実施している。

2  今後の課題
 農業資源の分野については、二酸化炭素や温室効果ガスの収支に関するモニタリングデータの長期変動解析や農業的土地利用図の高度化と検証などが課題として挙げられる。
 このほか、センサーネットワークを高度に利用するため、センサーノード数の増強、複数のセンサーネットワーク間の連携、画像ビューワー等の画像内イベントの発見支援ツールの強化などが課題となっている。
 さらに、降雨特性の変化、地震との複合作用等の誘因、素因となる要素などに関する科学的知見を深めて農地に対する被害の軽減に資するため、現地観測・解析システムの高度化・高精度化を図るとともに、陸域観測技術衛星「だいち」(ALOS)の観測データとの複合的解析を検討することが必要である。

第11節 海洋生物資源

 海洋生物資源の分野については、府省又は独立行政法人による地球観測の現状にかんがみて、第2部第3章第4節において整理している。

第12節 空間情報基盤

 空間情報基盤については、地球観測に関する共通基盤情報の一つであることから、第2部第2章第2節において整理している。

第13節 土地利用及び人間活動に関する地理情報

 土地利用及び人間活動に関する地理情報の分野については、地球観測に関する共通基盤情報の一つであることから、第2部第2章第2節において整理している。

第14節 気象・海象

1  地球観測の現状
 気象及び海象に関する観測については、気象庁による観測(第2部第1章第4節参照)のほか、海上保安庁並びに総務省及び文部科学省が所管する独立行政法人によって、次のとおり行われている。

(1) 気象庁
 気象庁では、自動昇降型漂流ブイ(アルゴフロート)によって主に北西太平洋の海面下2,000メートル以浅の水温、塩分、海流の観測を実施するとともに、海洋気象観測船によって北西太平洋を中心に海中の水温、塩分、海流、溶存酸素、栄養塩、二酸化炭素分圧、全炭酸、アルカリ度、植物色素、重金属、油汚染、海上気温、風向・風速、メタン、一酸化二窒素、ハロカーボンなどの観測を実施している。
 また、運輸多目的衛星「ひまわり」(MTSAT)などの気象衛星、地球観測衛星、海洋気象ブイロボットによって、海面水温、海氷分布、海流、波高などの観測を実施するとともに、民間商船、漁船などの協力を得て、海上気象、水温、海流などの観測データを収集している。
 さらに、全国の沿岸に設置した検潮所において、潮位、津波、地球温暖化による海面水位の上昇を監視している。

(2) 海上保安庁
 海上保安庁では、測量船、巡視船、房総半島野島埼、八丈島に海洋短波レーダーを設置して日本管轄海域や西太平洋海域の海洋観測を実施するとともに、八丈島などに設置した験潮所において潮位観測を実施している。

(3) 情報通信研究機構
 情報通信研究機構では、気象観測について、400メガヘルツ帯ウィンドプロファイラーの研究開発を進めるとともに、沖縄本島の風速鉛直プロファイルの実証観測を実施している。
 海象観測については、遠距離海洋レーダーの研究開発や石垣島及び与那国島北部海域の黒潮の流速場・波高などの実証観測を実施している。

(4) 海洋研究開発機構
 海洋研究開発機構では、係留ブイ(トライトンブイ)によって海洋観測を実施し、太平洋、インド洋の熱帯海域を覆う国際的ブイ網の一翼を担っている。また、アルゴフロートによって、太平洋、インド洋の水深2,000メートルまでの水温、塩分、海流の観測を実施するとともに、太平洋アルゴリージョナルセンターとして、太平洋に投入されたアルゴフロートの高品質データ管理を実施している。さらに、太平洋を中心に海面から海底までの水温、塩分、化学物質の濃度を高精度に測定するため、海洋研究船によって大陸間縦断・横断観測線上の断面観測を実施している。

(5) 宇宙航空研究開発機構
 宇宙航空研究開発機構では、熱帯降雨観測衛星(TRMM)に搭載した降雨レーダーによって中緯度域の降雨の三次元分布の観測を実施している。

2  今後の課題
 地球温暖化をはじめとする気候変動を把握するため、アルゴフロート、観測船、衛星、ブイ、検潮所などによる観測を継続して実施するとともに、400メガヘルツ帯ウィンドプロファイラーの研究開発や実証観測、海洋レーダーの解析アルゴリズムの高度化や海洋の観測網の拡充に向けて、関係機関との連携について検討することが必要である。
 観測データの解析によって、熱、水、物質の循環過程とこれらの変動に関する科学的知見を得るとともに、海水温の変動や海洋が吸収する二酸化炭素量などの地球温暖化の影響を検出し、地球環境の変動について数年から数万年までの時間スケールで科学的知見を蓄積することも不可欠である。

第15節 地球科学

1  地球圏宇宙空間(ジオスペース)環境の観測の高度化・広域化

(1) 地球観測の現状
 地球圏宇宙空間(ジオスペース)環境の観測の高度化・広域化については、電磁波の高度利用と衛星測位精度の向上を図るため、情報通信研究機構において、タイ、インドネシア、ベトナム、中国を対象とする電離圏の観測を実施している(第1部第1章第2節参照)。

(2) 今後の課題
 電離圏の二次元観測を実施し、擾(じょう)乱の発生メカニズムを推定するため、各連携機関で開発している大気モデルの結合を進めることが課題となっている。

2  極域における大気に関する観測

(1) 地球観測の現状
 極域における大気に関する観測については、総務省が所管する独立行政法人及び大学共同利用機関によって、次のとおり行われている。

 情報通信研究機構
 情報通信研究機構では、アラスカ(アメリカ)に設置されている電波と光学観測装置による共同観測によって、オーロラが大気に与える影響を計測している。

 国立極地研究所
 国立極地研究所では、南極(昭和基地)において電離層とオーロラの観測を実施している。また、北極域については、アイスランド、スヴァールバル諸島(ノルウェー)において欧州非干渉散乱レーダー(EISCAT)によって南極域との共役観測を実施している。

(2) 今後の課題
 極域については、アラスカ(アメリカ)における高層・超高層大気の観測を実施することが重要である。

3  極域及び海底・湖沼における堆(たい)積物に関する観測

(1) 地球観測の現状
 極域及び海底・湖沼における堆(たい)積物に関する観測については、文部科学省及び経済産業省が所管する独立行政法人並びに大学共同利用機関によって、次のとおり行われている。

 海洋研究開発機構
 海洋研究開発機構では、代替指標から過去の水温や塩分などを復元して環境の変遷を解析するため、北太平洋を中心に海底堆(たい)積物を採取している。

 産業技術総合研究所
 産業技術総合研究所では、大陸棚と国土の周辺海域の海底地質に関する調査を実施している。

 国立極地研究所
 国立極地研究所では、南極の過去72万年にわたる古環境を復元するため、南極ドームふじ基地において氷床下3,029メートルの氷床コアの掘削を実施している。
 また、北極域については、グリーンランド、カナダ、アラスカ(アメリカ)において氷河の掘削を実施している。
 さらに、カナダ、アラスカ、ノルウェー、ロシアにおいて、陸域湖沼底の堆(たい)積物コアを採取し、コケの柱状群落の調査を実施している。

(2) 今後の課題
 国際連合に提出する大陸棚延伸の申請に関連して、海域地質情報の解析による大陸棚限界情報案を作成するとともに、国土の基本情報である海底地質情報整備の一環として、沖縄本島西部海域において海域地質調査を高精度スケールで実施することなどが課題となっている。
 また、北太平洋を中心に自然の気候変動に対する海洋の役割・応答に関する知見を過去にさかのぼって蓄積するため、海底堆(たい)積物から海洋古環境の表層水温、生産量、中・深層循環などの変動を解析することによって、南半球の古環境変動との比較を実施することが重要である。

4  超深度環境における地球内部に関する観測

(1) 地球観測の現状
 超深度環境における地球内部に関する観測ついては、海洋研究開発機構において、海底地形、重力、地磁気などの地球物理学的な観測、長期間にわたる深海底の現場観測や、掘削孔内の観測、微生物を含めた試料の採取などを実施している。

(2) 今後の課題
 超深度環境については、深海底の熱水域、プレート沈み込み帯などの活動的地殻内環境における微生物の探索調査によって、地殻内の微生物の生息環境、種類、生物量などを把握することも重要である。

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