グローバルな地球環境データ
全般については、増田(1990, 1995, 2001)参照。
ただしその一部の情報は現状に対応しなくなっている。
気象・地球物理分野の経験
わたしが気象学を勉強してきたことによる偏りもあるかもしれないが、
全地球規模の定量的地理情報のうちで、早くから整備が進んできたのは、
気候関係だと思う。その理由はいくつかある。
- 近代的博物学・地理学の初期段階
(たとえばAlexander von Humboldt--西川, 1996 参照)
から、気候が重要な位置をしめていた(塚原東吾氏の指摘による)。
気候関係の情報は、気温、気圧、風速のような物理変数(気象変数)の測定で
代表されていた(坂元・増田, 1999)。
- 実用上、特に急性の災害(嵐)への対応のため、
各国で気象事業が行なわれ、
しかも、国際的に統一した規格での観測、
観測結果の電報による国際的交換がとりきめられた。
WMO (世界気象機関)の前身のIMOができたのは1873年である。
気象データがそろうことにより、嵐をもたらす温帯低気圧の構造の認識が
進んだ(斎藤, 1982)。
- 天気予報に物理法則にもとづく数値シミュレーションを使うこと
(数値天気予報)が、1922年にRichardsonによって提案され、
第2次大戦後すぐにUSAで、追って各国で実用化に向けての開発研究が進み、
1980年代には天気予報の主役となった(Nebekker, 1995)。
その中には、時間発展計算の初期値として使うため、
観測値をもとに気象変数の格子点データを
作ることが含まれている。
- 毎日の天気予報にとって重要な物理プロセスは、
運よく、平均的な気候の構造のうえでも重要なものであった (増田, 1991)。
国際地球観測年 (International Geophysical Year)と
World Data Center
1957--58年に、
ICSU (国際学術会議連合)の旗のもとに
多くの国の科学者が協力して、
地球の観測の強化が行なわれた。
太陽活動の強い(黒点が多い)年をねらったもので、
地磁気などが重点である。
学者だけでなく、政府の事業としても取り組んだ国が多く、
ソ連は最初の人工衛星スプートニクをあげた。
日本は戦後最初の南極観測隊を出した。
観測結果を国際的に交換するため、World Data Center (WDC)というしくみが
作られた。
実態は、各国(WDC-AはUSA、WDC-Bはソ連...現在はロシア)
のいくつかの機関の部門がWDCの機能を
分担するだけであるが、WDCに提供されたデータは世界のだれにも自由に
公開されるという原則になっている。
WDCは、IGYだけで終わらず、
ICSU公認の常設機能となり、
WDC-C1 (ヨーロッパ)、WDC-C2 (日本、ただし一部の部門のみ)、
WDC-D (中国)も作られている。
USAの政府関係データセンター
アメリカ合衆国では、IGY以前から、
政府の機関、あるいは政府の支出を受けて大学や財団が運営する機関で、
研究者向けにデータを提供する機能をもつ「データセンター」がある。
WDC-Aも、これらの機関のいくつかが受け持っている
(NOAAのNational Geophysical Data Center (NGDC) (http://www.ngdc.noaa.gov/),
National Climatic Data Center (NCDC) (http://www.ncdc.noaa.gov/),
National Oceanographic Data Center (NODC) (http://www.nodc.noaa.gov/),
コロラド大学のNational Snow and Ice Data Center (NSIDC)
(http://www.nsidc.org/) など)。
また、気象関係では、National Center for Atmospheric Research (NCAR)
のData Support Section (http://dss.ucar.edu/)
の功績も大きい。
USAでは、連邦政府の調査結果は、軍事やプライバシーなどの理由で秘密になる
ものを除いて、国民に公開する原則があり、データセンターはそのためのサービス
機関として位置づけられているようだ。
データ提供は有料のこともあるが、それは手数料であって、
データの再配布には制限がつかないのがふつうである。
日本で同様なものがあまり発達していないのは、
ひとつは政府が得た情報は国民に公開する義務があるという考えが薄いこと、
もうひとつは、政府機関が手数料を受け取ることができないか、
できても国庫にはいるだけで現場の経費に直接使えない制度になっていることだろう。
日本の政府機関のデータも1990年代ごろから公開が進んできたが、
外郭団体(多くは財団法人)を通じて有料配布されているものが多い。
しかし最近、インターネットを通じての転送だけですむ(手間がかからない)ものについては、
政府機関から直接提供のものもふえてきた。
たとえば気象庁「電子閲覧室」
http://www.data.kishou.go.jp/ の内容は2002--2004年の間に充実した。
全球大気研究計画 (Global Atmospheric Research Programme)
と 世界気候研究計画 (World Climate Research Programme)
1970年代、世界の気象学と人工衛星平和(非軍事)利用に関係する
学者と機関(官庁)が協力し、ICSUとWMOの旗のもとで、
気象観測とデータの利用を強化する事業が行なわれた。
1978年12月--1979年の1年間は、
第1回GARP全球実験(First GARP Global Experiment)
または全球大気実験(Global Weather Experiment)と呼ばれ、
全球規模で観測が強化され、リアルタイムでない気象観測データの収集と
それにもとづいた格子点データの作成も行なわれた。
(これによって、地球の気候の認識は大きく進んだ --増田、1989参照)。
このほか、地域的な強化観測も行なわれた。
GARPの観測データや格子点データは、WDCのしくみで広く公開された。
1980年代からは、大気だけでなく、海洋と、陸の水文過程もいっしょに
扱うことの必要性が認識されたため、
GARPに代わるものとしてWCRP
(世界気候研究計画, http://www.wmo.ch/web/wcrp/wcrp-home.html)
が発足し、今も続けられている。
地球環境変化 ("global change")に関するデータ整備
地球環境問題の認識は1970年代からあったが、
特に1985年ごろから、
オゾン層破壊(「オゾンホール」)や砂漠化、
温室効果気体による温暖化などが、
国際的な対策が必要な課題と考えられるようになってきた。
最近は生物多様性の問題が加わっている。
USAではこういった問題を総称して「global change」ということが多いが、
「global environmental change」のほうが正確な表現だろう。
地球環境に関して合理的な政策をたてるためには、
まず、現状に関する正確な知識が必要である。
特に、変化を検出できるようなデータを整備することが必要である。
どんなデータの整備が必要かについて、
特に1980年代後半に、熱心な議論が行なわれた。
Unninayar & Ruttenberg 編 (1990) は、USAでの専門家の議論の記録である。
USAの長所であるデータセンターのしくみを充実させ、
さらに専門をこえたデータセンター間の協力を進めていくこと、
USAの短所であった長期的持続性の乏しさを克服することなどが論じられている。
その後の、NGDCなどによるドキュメントが充実したデータCD-ROMの発行や、
NASAなどによるDistributed Active Archive Centers
(データセンター間をネットワークでつないで相互協力していくしくみ、
http://nasadaacs.eos.nasa.gov/ 参照)、
Global Change Master Directory (目録システム、下を参照)などは、
このころの議論をふまえて発足したようである。
日本での取り組みにも参考になると思ったので、日本語訳した。
特に、これまでのWMOやWDCのしくみで扱われていた地球物理関係以外に、
生態系(植生)や社会(土地利用、人口など)の情報が重要になってきた。
- 学術的とりくみとしては、ICSUその他のよびかけによる
International Geosphere-Biosphere Programme
(IGBP, 地球圏・生物圏国際協同研究計画,
http://www.igbp.kva.se/)と
International Human Dimension
on Global Environmental Change Programme
(IHDP, http://www.uni-bonn.de/IHDP/ ) がある。
- 国際機関の事業としては、UNEP (国連環境計画)のGRIDという
データベース整備がある。
日本の環境庁国立環境研究所(つくば)もUNEP-GRIDの拠点のひとつに
なっている (武内・恒川 1994の恒川氏による部分や、
国立環境研究所ホームページ http://www.nies.go.jp/ 参照)
- USAにはいくつものデータセンターがあるが、次のものをあげておく。
- Global Change Master Directory (GCMD) (http://gcmd.gsfc.nasa.gov/):
- NASAが中心となり、他の国の機関にも呼びかけて作った、
どんなデータがどこにあるかという目録。
- NOAA National Geophysical Data Center (NGDC)
(http://www.ngdc.noaa.gov/):
- 主な業務は固体地球物理、海底地質、超高層大気・惑星間空間などの
データであるが、
植生を中心とした地球(主に陸上)環境に関するデータのCD-ROM
"Global Ecosystems Database"
(http://www.ngdc.noaa.gov/seg/ecosys/ 参照)
も発行している。
- USGS EROS Data Center (EDC)
(http://edcdaac.usgs.gov/):
- Landsatデータの提供で知られているが、
NOAA衛星にもとづく植生・土地被覆のデータセットも作っている。
- Carbon Dioxide Information Analysis Center (CDIAC)
(http://cdiac.esd.ornl.gov/)
- 温室効果気体と温暖化に関係するデータを集め、公開している。
(オークリッジ国立研究所内にある。)
- Center for International Earth Science Information Network (CIESIN)
(http://www.ciesin.org/):
- おもに、人口など、人間社会に関するデータを集め、公開している。
(現在はコロンビア大学内にある。)
地球地図
現在進行中の事業のひとつとして、
日本の国土地理院が各国によびかけて作成している
「地球地図」というデータセットがある
(国土地理院ホームページ http://www.gsi.go.jp/
からリンクされた地球地図国際事務局ページ参照)。
これは、標高、植生、土地利用などのラスターデータと、
海岸線、行政界、道路・鉄道などのベクターデータを
一定の規格でそろえることをめざしている。
地球環境データの具体例
わたしは、世界地図で表現できるようなスケールの地理データを集めている。
NGDCのGlobal Ecosystems Database CD-ROM (disc A, B)に含まれていたものや、
インターネット経由で入手したものなどである。
そのうち、有用と思われるものについて、説明をそれぞれ別のページに書いた。
ただし情報の大部分は2000-2001年現在のものであり、
それ以後の進展を反映していない。
説明文には図は含めなかった。
データのほとんどは再配布自由のものであり(一部制限つきのものもある)、
しかも、多くはわたしがGrADSまたはGMTで図化した経験があるので、
興味がある人は実際に操作してみてほしい
(慶応SFCでは、授業の受講者から希望があれば、
ディスク容量あるいは再配布制限で制約されない限りCNSのディスク上に置く)。
ただし、データについて述べたり、データを使った結果を発表する際には、
作成者の功績を尊重することを忘れないでほしい。
参考文献
- 武内 和彦, 恒川 篤史 編, 1994:
環境資源と地理情報システム。古今書院, 219 pp.
- 増田 耕一, 2001:
気候学とGIS。
高阪 宏行, 村山 祐司 編「GIS--地理学への貢献」, 古今書院, 39 -- 57.
[本文へ]
- 増田 耕一, 1995:
地球環境データと地理情報科学。
「GIS--理論と応用」(地理情報システム学会誌) Vol. 3, No.2, 11 -- 18.
[本文へ]
- 増田 耕一, 1990:
地球環境研究(気候研究)のためのデータ整備に向けて。
1990年情報学シンポジウム講演論文集、221 - 230.
[本文へ]
- 増田 耕一, 1989:
大気データの4次元同化による気候系の解明。
「日本の科学と技術」、Vol. 30, No. 255, 54 - 59.
[本文へ]
- Unninayar, S. and Ruttenberg, S. eds., 1990;
増田 耕一 訳, 1993:
地球変化研究のためのデータマネジメントに関する学際
討論会の報告(訳)。
重点領域研究「近代化による環境変化の地理情報システム」
GIS技術資料 No. 4, 83 pp.
[本文へ]
HTML版は付録の一部分を省略している。)
気象・気候に関する学問や技術の歴史に関する文献
- Fleming, J.R., 1998:
Historical Perspectives on Climate Change.
New York: Oxford Univ. Press, 194 pp.
- 増田耕一、1991:
気象学(特に大気大循環モデル)は地球科学現代化の手本になりうるか。
月刊 地球、13, 594 -- 601.
[本文へ]
- Nebekker, F., 1995:
Calculating the Weather -- Meteorology in the 20th Century.
Academic Press, 251 pp.
- 西川 治 編, 1996:
地理学概論。朝倉書店 (総観地理学講座 1), 268 pp.
- 斎藤 直輔, 1982:
天気図の歴史 --ストームモデルの発展史。
東京堂出版, 222 pp.
- 坂元 尚美, 増田 耕一, 1999:
気候化石: 古気候における理論値と観測値の同一基準化。
科学, 69, 790 -- 793.
2000-07-11, 2001-04-20, 2002-04-04, 2004-12-16, 2005-07-07, 2006-10-06
増田 耕一
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