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オゾンホールは、南極や北極上空の成層圏のオゾン層における春期のオゾンの濃度の減少を指す。人工衛星の映像が、まるで穴があいたように見えることからオゾンホールと呼ばれるようになった。

南極上空のオゾンが毎年春期に減少することの発見は、ジョセフ・ファーマン、ブライアン・ガードナー、ジョナサン・シャンクリンの1985年の論文 (Farman et al. 1985 "Large losses of total ozone in Antarctica reveals seasonal ClOx/NOx interaction." Nature, 315, 207-210) によって発表されている。一方で、最初の報告と呼べるものは日本の南極昭和基地の観測データの国際会議での発表といわれている。

その後、ストラスキーらが人工衛星ニンバス7号の解析映像を発表し(Stolarski et al. 1986 "Nimbus 7 satellite mesurements of the spring time Antarctic ozone decrease" Nature, 322, 808-811)、オゾンホールがマスメディアを通じて一般に認知されるようになった。

オゾンがもっとも減少するのは、成層圏の下層部分であるが、オゾンホールは単位面積あたりのオゾン全量(ドブソン単位によって計測される)によって示させるのが普通である。

春から初夏にかけてのオゾンの減少は、1970年代前半には発生していたことがわかっている。

オゾンホールの特徴として

# 南極上空に顕著にあらわれる。

# 春から初夏にかけてあらわれる。

# 年々規模が拡大する。

があげられる。

2002年には、オゾンホールが2つに分裂したが、これは最高気温のためと言われている。

2003年には、いままでで最大のオゾンホールの発生が確認された。

◆ オゾンホールの発生原因

オゾンホールの発生は、フロンやハロンが紫外線によって分解(破壊)され、生成した塩素ラジカルが触媒としてオゾンを破壊するために引き起こされると言われている(しかし、これには異論も存在し、太陽活動に連動したテレコネクションによる南極の寒冷化がオゾンホールを誘起しているのではないかとの説もある[外部リンク] Variability of the Antarctic Ozone Hole during the Past Decade as Dictated by the Stratospheric and Tropospheric Meteorology Craig S. Long et al., 14th Conference on Middle Atmosphere, 2007[外部リンク] Large decadal scale changes of polar ozone suggest solar influence B.-M. Sinnhuber et al, Atmos. Chem. Phys. Discuss., 5, 12103?12117 (2005))。この作用は、極成層圏雲と呼ばれる氷の雲の存在によって早められる。極成層圏雲を反応の媒体として、気相-固相の不均一反応が起こり、オゾンが急速に破壊されることが知られている。

極成層圏雲の存在は、冬の間に急激にエアロゾルが増加することによって判明してきた。極成層圏雲は、低温であるほど発生しやすい。南極の場合、極渦と呼ばれる強い偏西風帯が南北方向の熱輸送を阻害することにより、放射冷却で気温が低下しやすく、極成層圏雲が生成しやすい。

北極でもオゾンホールの存在は確認されているが、南極ほど大きくない。南半球は陸地が少なく、起伏の大きな地形も少ないが、北半球の場合、チベット高原、ロッキー山脈のような大規模山塊があり、陸地と海洋のコントラストも大きい。このため、北半球では大規模山塊や海陸のコントラストで励起されたロスビー波が成層圏に伝播して極渦を弱め、南極に比べて気温が低下せず、極成層圏雲が生成されにくい。

◆ 紫外線の増大

オゾンは大気中では微量な存在に過ぎないが、太陽から放射される紫外線の大部分を吸収し、地上にほとんど紫外線を到達させない役割を担っている。

オゾンが減少すると対流圏に紫外線が到達し、成層圏で起きていたオゾン生成の光化学反応が対流圏で生じるようになるが、対流圏でのオゾンは存在期間が短いため、地表へはより多くの紫外線が到達することになる。

◆ 地球温暖化への影響

成層圏では対流圏よりも強力な紫外線が酸素に当たる。その際に光化学反応が起きオゾンが発生するが、それに伴い熱も発生させるため成層圏では高度の上昇に伴い気温が上昇する。近年、成層圏ではオゾン層の希薄化に伴う光化学反応の減少と思われる気温の低下が報告されており、その代わりに対流圏付近でその光化学反応が行われ気温が上昇する事が考えられる。

◆ 生物への影響

南極圏でのオゾンホールは、オーストラリアやニュージーランドの南部にまで広がることがある。そのため、この地域での紫外線の増大は、帽子をかぶらないと肌が荒れてしまうほど強烈であるし、人類の健康を無視できない影響を及ぼす。

強度の紫外線は皮膚がんを誘発する要因であるとされている。紫外線の10%の増大は、男性に対しては19%、女性に対しては16%の皮膚がんの増加になるという研究結果もある。200万年前のプランクトンの世界的絶滅は、超新星爆発の影響で紫外線が降り注いだためと考える学者もいる。

◆ モントリオール議定書

1987年のモントリオール議定書

([外部リンク] Montral Protocol)により、オゾン層破壊物質の削減・廃止への道筋が定められた。

この議定書では、5種類のフロンについて1998年までに半減すること、3種類のハロン(フッ化炭素類)を1992年以降に増加させないことが定められている。

日本では1988年に、「オゾン層保護法」が制定され、1989年7月より、フロン等の生産規制が始まっている。

2007年11月現在、この議定書の締約国は、190か国及びECである。

◆ 関連項目

・ 環境問題

・ 地球科学に関する記事の一覧

・ 南極関係記事の一覧

◆ 脚注

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