知ろう!記者に発表した最新研究

2013年10月14日発表
南極でオゾンホールが大きくなると、アフリカ南部が暑くなる!

アフリカ南部では、夏の気温がこの30年で2度ほど高くなっています(図1)。その原因げんいんの一つが南極上空のオゾンそうにあることを、ジンバブエ出身のデスモンド・マナツサ博士をはじめとする東京大学、ジンバブエのビンドゥラ大学などの研究チームがつきとめました。いったいどういうこと? アフリカの気候研究の最前線にせまります!


アフリカの地図

図1:アフリカの地図

オゾン層ってなに? 地球をおおう層で、太陽から降り注ぐ有害なものから地球上の生物を守っています

 まず、オゾンとは酸素の原子が3つ集まっていて、人体に有毒で独特どくとくのにおいがする気体です(図2)。そのオゾンが地上20qほどの高さに広がり地球をおおう層をオゾン層と呼びます。オゾン層は、太陽から降り注ぐエネルギーのうち人体に有害な紫外線しがいせんを吸収し、地球上の生物を守っています。

地球のオゾン層

図2:地球のオゾン層

ところが1980年代から、南極の春先(10〜12月)にオゾンの量が極端きょくたんに少なくなるオゾンホール(図3)が発生するようになりました。原因は、人間の活動により大気中に放出されたフロンガスなどによるオゾン破壊はかいです。このオゾンホールは「南半球の気候に影響えいきょうを与えるのではないか」という指摘してきがありますが、これまでくわしくはわかっていませんでした(図3)。

南極のオゾンホール

図3:南極のオゾンホール

そこで、ジャムステックと共同研究をしているジンバブエ出身のマナツサ博士が、アフリカ南部の気候とオゾンホールの関係について研究を始めました。

どんな研究をしたの? 過去31年間の観測データを解析しました

マナツサ博士は、アメリカの国立環境予測センターと大気研究センターにある1979年〜2010年までの約31年分の観測データを解析しました。

まず、アフリカ南部の地上気温と南極のオゾンホールの関係を調べました。その結果、1993年以前はオゾンホールが小さく気温も低かったのですが、1993年以後はオゾンホールが大きくなり、気温も高くなる傾向けいこうがありました(図4)。

南極のオゾンホールの面積(青)とアフリカ南部の気温(赤)の関係)

図4:南極のオゾンホールの面積(青)とアフリカ南部の気温(赤)の関係

そこでマナツサ博士は、オゾンホールが大きい時と小さい時の大気の状態じょうたいを比べました。その結果、オゾンホールが大きくなるとアフリカ南部の低気圧が強くなり、赤道域せきどういきから暖かい空気が入りこむことをつきとめたのです。

ふだん南極では、太陽から降り注ぐ紫外線がオゾン層で吸収されて上空があたたまります。ところがオゾンホールが大きくなると紫外線があまり吸収されなくなり、上空の気温が下がります(図5)。空気は気温が低いほど重いので、冷たく重い空気は下の方の暖かく軽い空気と混ざろうとします。これにより大気が不安定になって低気圧が発達します。

オゾンホールが大きい時に南極の大気で起こること

図5:オゾンホールが大きい時に南極の大気で起こること


南極で低気圧が発達する一方で(図6上)、アフリカ南部の周辺ではマスカリン高気圧とセントヘレナ高気圧が南極側に引きせられます(図6中)。これにともない2つの高気圧の間にあるアンゴラ低気圧が強まります。低気圧の周りでは風が時計回り(南半球では時計回り)に吹きこむため、赤道域から暖かい空気が流れこみ、アフリカ南部の気温が上がっていたのです。

オゾンホールが大きくなった時の大気の様子

図6:オゾンホールが大きくなった時の大気の様子


反対に、オゾンホールが小さかった時には逆の現象げんしょうが起きていました(図7)。太陽から降り注ぐ紫外線はオゾン層で吸収され、上空が温まって南極の上空に強い高気圧が居座いすわります。一方、マスカリン高気圧とセントヘレナ高気圧は北側にしやられます。アンゴラ低気圧は弱くなり、高緯度から冷たい空気が入りやすくなって、アフリカ南部の気温は下がっていました。

オゾンホールが小さかった時の大気の様子

図7:オゾンホールが小さかった時の大気の様子

こうして、アフリカ南部で夏に気温が上がっている原因の一つに、オゾンの影響があることが明らかになりました。

これからはどうするの? 地域ごとの原因をふまえた対策が必要です

地球温暖化の原因というと二酸化炭素などの温室効果ガスを考えますが、実はそれだけではなく地域ごとにことなる原因があるのです。地球温暖化のメカニズムを解明するには、地域別にも考えなければなりません。

アフリカ南部の夏が暑くなれば、トウモロコシなど農作物の収穫量しゅうかくりょうが変わったり、を通じて感染病かんせんびょうのマラリアなどが広がるおそれがあります。その影響は世界に広がる可能性もあります。マナツサ博士は、「気温が上がらないように、南極のオゾンホールがこれ以上大きくならないよう、今後も世界各国でオゾンホールの対策たいさくを進めることが必要です。」と話します。

 
メッセージ

ジンバブエを代表して日本でがんばっているマナツサ博士を技術的にサポートする森岡 優志もりおか ゆうし博士から、「読者のみんなには、目の前で起きたことをうのみにせず、「どうして起きたのかな?」と思って、自分で調べてほしい。」とメッセージをいただきました。みなさん、がんばってくださいね!

 
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