2023年度 修士論文
新興科学技術の実証実験ガバナンスのあり方
−米国のハリケーン制御研究（Stormfury計画）を素材として−
横浜国立大学大学院 先進実践学環
リスク共生 阿部未来
指導教員：筆保弘徳 教授, 笹岡愛美 教授
研究背景
- 新興科学技術：新しくかつ急速に発展している科学技術（Emerging Technology）で、社会的影響が大きくリスクが不確定である（岸本, 2021）
- ガバナンス：技術を社会で扱うための、社会的判断の仕組みと具体的な制度設計（杉山, 2012）
先行研究によって、新興科学技術が社会に導入されるまでの過程は、研究開発・実証実験・社会実装・社会的普及の4段階に分けられ、段階によって技術の成熟度や社会との関わりの度合いが異なるため、4段階それぞれに合わせたガバナンスを検討する必要があることが指摘されている（松尾&岸本, 2017）。
新興科学技術で社会に導入されたものとして自動車の自動運転技術を紹介する。4段階ごとに走行可能なエリアを徐々に拡張していくというガバナンス設計がされている（国土交通省, 2022）。研究開発段階ではまずコンピュータ上・もしくはラボ内の実験のみが許され、実証実験は一般道ではなく専用の実験場で行われ、技術の成熟に合わせて社会実装の段階に移行しまずは人の往来のない高速道路での走行が許可され、最終的に一般道での走行が可能になるという順序で社会に導入された。
- 台風制御：台風による風や降水の強度・タイミング・位置を人為的に変化させること
2022年、内閣府ムーンショット目標８「気象制御」にコア研究「安全で豊かな社会を目指す台風制御研究」(筆保PM、笹岡PI他)が採択され、台風制御研究が開始した（以下台風制御研究と呼ぶ）。台風への介入手法が様々検討されている。例えば、上空から雲の核となる物質（ヨウ化銀・ドライアイス等）を散布するクラウドシーディングや、洋上に風の抵抗となる物体（鋼鉄でできた帆船・風車・カーテン）を置くこと（Horinouchi & Mitsuyuki, 2023）、海洋温度差発電（深層から低温の海水を組み上げ表層のあたたかい海水との温度差をタービン発電気により電力に変化する）を用いること、海面に水蒸気の蒸発を抑制する物質を散布することなどが構想されている。
- ELSI：倫理的・法的・社会的影響 (Ethical, Legal and Social Implications, ELSI)
図1. MS8コア研究(台風制御研究)の組織図、4つのアプローチ方法
科学技術の研究開発や実装プロジェクトは、社会に与えるELSIをあらかじめ考慮し、社会に対して責任のある研究・イノベーション（Responsiblr Research and Innovation; RRI）を推進すべきとの考えから、台風制御研究においても、プロジェクト発足当時から、プロジェクト内にELSIを専門に検討するチームが編成された（以下ELSIチームと呼ぶ。著者もELSIチーム（笹岡PI）に所属している）。ELSIチームは法学・法哲学・倫理学・気象行政等多様なバックグラウンドを持つ研究者で構成されている。ELSIチームを中心に、気象学的アプローチ・工学的アプローチ・影響評価チームと対話を行い、台風制御研究のガバナンスについて検討を進めている。
図2. MS8コア研究(台風制御研究)のマイルストーン
現在（2024年3月）、台風制御研究は、数値シミュレーションや屋内のラボ実験を通して実現可能性のある制御手法を検討している研究開発の段階である。2050年に社会実装、すなわち上陸し甚大な被害を及ぼすことが予報された台風に対して制御を実行することが目指されている。数値シミュレーションで有効な制御手法が見つかっても直ちに社会実装段階に移行することはできない。現実大気において実証実験を行い効果を検証、計算機上、ラボ内での結果との比較を行う事が必要である。プロジェクトにおいて、2040年に台風に対して実証実験を行うことが、2030年にはその前段階として積乱雲に対して実証実験を行うことが検討されている。
研究開発段階から実証実験段階へと円滑に移行するためには、研究開発段階から並行して実証実験ガバナンスを検討する必要がある。
研究目的
本研究の目的は台風制御の実証実験ガバナンスのあり方を検討することである。このため、米国のStormfury計画（1962-1983）について文献調査（295編）とインタビュー調査（4名）を行った。
ケース選択
- Stormfury計画：米国 海軍・商務省によるハリケーン制御研究（1962-1983）。大西洋においてハリケーンに対して4度の実証実験（1961 Hurricane Esther, 1963 Hurricane Beulah, 1969 Hurricane Debbie, 1971 Hurricane Ginger）が行われた。
ハリケーンは、北大西洋・カリブ海・メキシコ湾および西経180度以東の北東太平洋に存在する熱帯低気圧のうち、最大風速が約33m/s以上になったものを指す。ハリケーンと台風は、対象海域と風速の基準が違うものの、どちらも熱帯低気圧の構造を持っていること、また熱帯低気圧のうち一定以上の強さになったものである。
Stormfury計画において、米国は独自に実証実験の実施基準を定めて大西洋で実証実験を実施し、日本・台湾・フィリピンなど太平洋諸国に北西太平洋で実証実験を実施することを提案し、国際的な議論（国連台風委員会・日米科学協力セミナー・大使館を通じた交渉）を行なっていた（1970-1974）。結果として北西太平洋での実証実験は実施されなかった。当時なぜ北西太平洋での実証実験実施に至らなかったのか、当時の国際的議論の論点は何だったのかを明らかにすることで、現代のガバナンスの議論への示唆が得られ、台風制御の実証実験ガバナンスのあり方の検討につながると考えた。
Stormfury計画の北西太平洋での実証実験をめぐる議論
1970年に太平洋における実証実験基準案が米国から日本・台湾・フィリピン等太平洋各国に対して提案され、台風委員会等の議論を通して議論されていた。左の文章は実際の基準案の内容、右図がそれに対応した実証実験領域を示している。1970年から1974年にかけて実験領域の定義や基準案の値が2度改定されていた。
米国が提案した実施基準案は5つの要素から構成されていることが明らかとなった。
1974年に米国から提案された基準案「Guam から 600 海里以内にあって、最終シーディング後 24 時間以内に人の住んでいる地域から 50 海里の圏内に入る可能性が10%以下のハリケーン（最大風速 65 kt以上）にのみシーディングを行う」を参照する。
- 1つ目の要素は実験基点をどこに置くかということで、当時検討されていた制御手法が航空機を用いたクラウドシーディングだったため、飛行場のある場所に限定され、当時候補として、グアム・沖縄・フィリピンが挙げられた。
- 2つ目の要素が実験起点からの最大距離、実験領域をどこまで拡張できるかということで、これは航空機が給油せずに連続して飛ぶことのできる航続距離に依存していることがわかった。
- 3つ目がシーディング後から陸に接近するまでに確保するべき時間が何時間かということである。台風は上陸すると摩擦の影響を大きく受け構造が著しく変化する。シーディングの効果を正しく判定するため、シーディングをしてから一定時間、台風が陸上の摩擦を受けない、上陸しないことが求められた。観測結果によって、シーディングをしてから効果が継続するのは5時間からおよそ18時間、最大でも24時間程度ということが示され、これをもとに値が設定された。
- 4つ目は台風中心の陸までの接近距離、台風がどの程度陸に接近することを許すか、である。当該要素もシーディングの効果を正しく判定することを目的に設定されており、観測結果と計算からシーディングの影響範囲が台風のどの部分で完結しているのかこれを推定し、その範囲は上陸しないよう試みた。当時の試算によれば、シーディングの影響は直径約25km、台風の壁雲付近までに止まるとされた。
- 5つ目は実験対象とするハリケーンの最大風速である。1971年のHurricane Gingerの観測結果から、一定以上の強さを持つハリケーンでければシーディングの効果が十分に期待できないと指摘され、1971年以降最大風速65kt以上の台風にのみに実験対象を絞るとされた。
国の設定した実施基準は、クラウドシーディングの効果を正確に判定することに重きが置かれていたことが明らかになった。
しかし、1970年から1974年にかけて米国と太平洋諸国との議論では、実証実験の実施基準を定めるにあたり、クラウドシーディングの効果を正確に判定することに加えて、陸上の安全を保障すること・市民の理解を得ること・国際的な合意を得ることを基準に組み込むことが目指された。2度にわたって改定された実験領域の定義や基準案の値を紹介する。
1970年から1974年にかけて、実験基点から沖縄が削除されていた。これは、日本代表が沖縄及び本島への、実験による予期せぬ影響（副作用）を指摘し反対したためである。また、最終シーディング後から台風が陸地に接近するまでに確保すべき時間については、18時間から24時間に拡張されていた。これは、日本代表が、勢力の強い状態で台風が接近・上陸することを指摘したことによる変更である。
1974年には、台風中心がどの程度陸に接近することを許すか、陸までの接近距離が50海里から270海里に変更された。これもまた日本代表が勢力の強い状態で台風が接近・上陸することを指摘したことによる変更であった。
結論
- MS8コア研究（台風制御研究）において、2050年の社会実装、2040年に台風に対する実証実験が目指されている。
- 円滑に研究開発段階から実証実験段階へと移行するために、現段階から実証実験ガバナンスを検討すべきである。
- 1970年から1974年の国際的議論を通じて、全関係国の合意の得られる実証実験実施基準が策定できなかったため、北西太平洋での実証実験実施に至らなかった。
- 当時の議論の論点は、実証実験実施基準の策定であった。
- クラウドシーディングの効果を正確に判定することに重きが置かれた米国の実証実験の実施基準案（5つの要素から構成）は、実験の安全性を保障するものではなかったことから、国際的な合意を得られなかった。
- 現代の台風制御実証実験においても、Stormfury計画と同様、実施前に国際的な合意を得る必要がある。
- 国際的議論の論点は実証実験実施基準の策定になると考えられる。
- 介入の効果を正確に判定すること（サイエンス的側面）と、陸上の安全を保障すること、市民の理解を得ること、国際的な合意を得ること（社会的側面）を両立する基準策定が求められる。
- 松尾真紀子, 岸本充生, 2017, 新興技術ガバナンスのための政策プロセスにおける手法・アプローチの横断的分析, 社会技術研究所論文集, 12, p.84-94.
- 国土交通省, 2016, 自動運転を巡る動き, https://www.mlit.go.jp/common/001155023.pdf (参照2023-12-20)
- 国土交通省, 2022, 自動運転を巡る最近の動向, https://www.mlit.go.jp/common/001469597.pdf (参照2023-12-20)
- 岸本充生, 2020, ELSIとは, https://elsi.osaka-u.ac.jp/what_elsi (参照2023-12-20)
- 杉山昌広, 2021, 気候を操作する 温暖化対策の危険な「最終手段」, 株式会社KADOKAWA.
- New Criteria To Hurricane Study, 1967, Science, 157(3786), p.293.
- American Meteorological Society, 1968, program of the First National Conference on Weather Modification of the American Meteorological Society, April 28-May 1, 1968, Albany, N. Y., Bulletion of the American Meteorological Society, 49(2), 144-170, p.162.
- 土屋巌, 1970, 気象制御・気象改造, 気象研究ノート, 104, 142-264, p.194.
- J. H. Chafee, E. T. Harding, M. H. Stans, and R. M. White, 1969, Project Stormfury Annual Report 1968, p.6-7.
- J. H. Chafee, E. T. Harding, M. H. Stans, and R. M. White, 1970, Project Stormfury Annual Report 1969, p.6-7. W. D. Mallinger, 1971, Project Stormfury Experimental Eligibility in the Western North Pacific, Project Stormfury Annual Report 1970, p.L-4, Figure L-2.
- 台風制御 人工降雨 “副作用”こわい, 読売新聞, 1974年9月11日, 夕刊, p.3.
- 台風の制御実験 3年後、太平洋で？, 読売新聞, 1974年10月11日, 朝刊, p.2.
- 中村政雄, 1976, 気候の改造, 気象資源, 214pp., p.201. 図49.
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- W. D. Mallinger, 1971, Project Stormfury Experimental Eligibility in the Western North Pacific, Project Stormfury Annual Report 1970, p.L-4.
- R. C. Gentry, 1970, Hurricane Modification Project: Past Result and Future Prospects, The Space Congress Proceedings, 3, p.27.
- 小元敬男, 1971, 熱帯性積乱雲の気象調節に関するセミナー報告, 天気, 18(12), p.610.
謝辞
本研究を進めるにあたり、終始熱心なご指導をいただいた指導教官の筆保弘徳教授、副指導教官の笹岡愛美教授に感謝の意を申し上げます。 ELSIチームの伊里友一朗氏、小林知恵氏、橋田俊彦氏、米村幸太郎氏にはいつもあたたかく見守っていただき多くのご助言を頂きました。 Kerry A. Emanuel氏、井口隆氏、佐藤正樹氏、嶋田宇大氏、古川武彦氏、村上正隆氏、山中学氏、防災科学技術研究所の皆様には気象調節研究の歴史など貴重なお話を聞かせていただきました。 笹岡愛美教授、吉田龍二准教授に副査を引き受けていただきました。 同期の菱沼美咲さんはじめ、筆保研究室の皆さん、吉田研究室の皆さん、笹岡研究室の皆さんには、常に刺激的な議論をいただき、また精神的にも支えられました。 皆様本当にありがとうございました。 本研究は JST ムーンショット(JPMJMS2282)の支援を受けました。
参考文献