| おしえて№516 投稿者 ながこさん |
 南極でオゾンホールがあるというはなしをよくききますが、どうして南極なんでしょうか？（南極には機械などもないのに） |
 ぬおぉーさん ←追加情報です。冷房器具に使われる、フロンガスが原因の一つとは聞いたことがありますよね？ フロンが空気中に放たれると、ゆっくりと上昇して、空高く上空へ昇ります。 そして、オゾン層に達すると、分子レベルで分解して、フロンでなくなってしまいます。 そのときに、塩素が発生して、その塩素が、直接オゾンを破壊しています。 塩素は、プールや水道水に人道的に入れられている毒です。 それから、その破壊されたオゾンの破片もまた、他のオゾンを破壊してしまうので、 破壊の進行は増すばかりです。 南極や北極でオゾン層の破壊の進行が早いのは、強力な磁場によって、それらの破壊物質を集めているからです。 そくらちゃん中央大学精密機械工学科戸井研究室（ｎｅｔで検索しました）の説明を載せます。南極は冬の間、極渦という強偏西風のため孤立した気象条件に置かれ成層圏は摂氏マイナス９０度付近まで冷え、水分が凍る極域成層圏雲が発生する。この雲は、主に氷の微粒子からなり、その表面に塩化水素などのオゾンと直接反応しない形の塩素が吸着する。春になり、そこに太陽の光が当たると、再びオゾン破壊力のある活性な塩素原子に変換をされる。 すなわち、南極の特殊な気象状況は反応容器に相当し、容器が出来るとその中で塩素とオゾンの化学反応が進んでオゾンが異常に破壊される、ということになる。 少し、おおざっぱに言えば、南極は冬になると強い偏西風が吹いてここで渦を巻き、とても寒い気候のまま、エアポケットのような状態となる。このため、この偏西風で運ばれてきたフロンが、このエアポケットに住み着いて化学反応を起こし、オゾン層を破壊する、ということではないでしょうか。 くろぅさんこれは大変な問題ですよね。地球の環境問題はもう１国だけでは解決できるレベルではないので人類共通の大問題ですね。南極のオゾンホールについては次のページを紹介します。そこからの転載です。 参考ＵＲＬ：南極のオゾンホールの形成 http://edcgeo.edu.toyama-u.ac.jp/Geohome/Off/ENV/En5/ppframe.htm 南極の冬には，上空に強い偏西風の極渦，ポーラーボルテックスが形成される。そのため熱が流入せずまた極夜でもあるため，著しく降温する。低温により成層圏内の水蒸気や硝酸などが凍って極域成層圏雲を生じる。この固体微粒子表面では塩素貯蔵物質のClONO2はHCLやH2Oなどと反応して，Cl2やHOClを生じる。春先の9月頃になると，日射によりCl2やHOClは分解してClを生じる。この塩素原子がオゾンを破壊する。11月になると極渦が弱まり周囲のオゾンが流入して濃度が高まる。北極でオゾンホールが生じないのは，極渦が弱くて，周囲の大気が流入してくるためである。 matsumotoさん千葉県環境研究所のホームページより （URL http://web01.wit.pref.chiba.jp/cies/index.html) フロン（ＨＣＦＣ）等の物質は、成層圏に達し、紫外線（ＵＶ）によって分解し塩素原子を放出します。この塩素原子がオゾンとが反応し、塩素原子は酸化塩素に、オゾンは酸素になります。フロンそのものがオゾンを破壊するわけではありません。何故、南極で出来るかということですが、南極特有の２つの気象条件が大きく影響していると言われています。 一つは極渦とよばれるもので、南極の上空にできる大気の渦です。この渦があると渦内の空気は渦外部との交換が行われずオゾンを分解する物質が南極上空に滞留してしまいます。 もう一つは、極夜といわれるもので、太陽が全く上らない期間で、南極上空の気温が著しく低下し、極成層圏雲（硝酸蒸気、水蒸気が凝結したもの）とよばれる微粒子の雲ができます。南極上空の成層圏より低い高度では、フロンが分解してできた比較的分解しにくい塩素化合物が蓄積され、極夜にできる微粒子と反応し塩素原子を放出しやすい物質に変化します。そして、春になり太陽が昇るようになると、紫外線によって塩素原子を放出しオゾンを破壊していきます。 つまり、極渦のため外部からオゾンが流入せず、塩素化合物が外部に流出しないということ、そして、極夜にできる微粒子によって、塩素原子を放出しやすい物質に変化すること、により、南極上空のオゾンが他地域に比べ大きく減少するため、南極でオゾンホールが生成されるといわれています 浜ちゃん北極や南極の上空の空気は、それを取り巻く渦（気流）で低緯度の地域と隔離されて、極低温となります。この極低温で発生する特殊な浮遊粒子の表面にフロンなどが分解して発生する塩素化合物が付着し、太陽の光で活性化されてオゾンを破壊します。低緯度地域と隔離されているためにオゾンの供給が少ないために低オゾンの領域であるオゾンホールとなるのです。 （オゾンは酸素が紫外線や宇宙線などのエネルギーによって活性化されることによって発生します） オゾンホールという現象は、長年にわたる日本の南極観測基地「昭和基地」での観測結果の分析から発見されたものです。（南極でも観測基地にはちゃんと機械が備えられていたのです）その後、同様に北極でもオゾンホールがあることが確認されました。そして、現在では複数の南極などにある観測基地で国際観測体制がとられています。 参考URL：ＥＩＣネットhttp://www.eic.or.jp/ Ｔｓｕｎｅさん極成層圏雲が主に南極にオゾンホールができる理由とされている。南極の冬は全く太陽があたらない世界なので、成層圏の気温が極度に低くなり、硝酸蒸気などが大量のエアロゾル（空中に浮かぶ氷の粒）になる。 こうして生成したエアロゾルは重力で落下して、硝酸などの窒素酸化物は塩素によるオゾン層破壊反応のストッパーとして働いているので、ストッパーのない空間では塩素が我が物顔で暴れ回り、オゾンホールを作り出す。 参考ＵＲＬ：徳島高専 http://www.tokuyama.ac.jp/home/~kadowaki/kankyou/kankyou1999/ozone/hakai.html 気象庁は「南極上空の成層圏の気温が平年より低く、オゾン層の破壊を加速する雲が発生しやすい状態が続いたため」と分析している。 参考ＵＲＬ：科学どうこう http://homepage1.nifty.com/mai_u/kagaku_doukou/#001/00/10/10 ということで、冬の間太陽が全く当たらない、南極という極寒の地で、「極域成層圏雲」という雲が発生することにより、南極にオゾンホールが発生しやすいということだったんですね。 更に以下のＵＲＬに詳しい説明があります。 参考ＵＲＬ：サイエンス教室 http://www.ncsm.city.nagoya.jp/class/index.html 乱気流さん成層圏の大気循環が冬型になると、偏西風が極圏(南極・北極)を取り巻いて、ジェット気流が壁の役割を果たし、極地上空に閉じ込められ淀んだ空気の塊ができ、極夜で太陽光線が当たらないために冷やされて周囲のジェット気流と一緒に渦を巻きながら中心部を上昇して低気圧になる。 この冷たい空気の渦のことを「極夜渦(きょくやうず)」という。極夜渦の空気が冷えて、成層圏下部の気温が−７８℃以下になると、極成層雲と呼ばれる雲が出来る。雲の中の結晶表面で、化学反応によってフロンガス由来の塩素化合物から塩素分子が生成される。塩素分子そのものはオゾン分解しないが、極夜の期間に蓄積された塩素分子に、春になって日光が当たると、光化学反応によって活性のある塩素原子が発生する。塩素原子はオゾンを分解する触媒になり連鎖反応的にオゾン分解が進み、オゾンが少なくなった空気塊は渦の中に閉じこめられたまま、分解がさらに進行して、オゾンは益々希薄になりオゾンホールになる。このオゾンホールは、極夜渦に日光が射し始める冬の終わりに出現し、成層圏の大気循環が夏型に変わる直前に最も大きくなる。 北極等に比べて特に南極に集中する理由は、南半球は地表が比較的単純な構造をしていて、気流の障害になるものが少なく、偏西風が極点を中心に綺麗な円形に吹くために、安定した極夜渦の中に閉じ込められた空気塊が、南極大陸の放射冷却も重なって益々冷やされることで極成層雲が多く発生する条件を兼ね備えているからです。 情報源 話の種 http://www.geocities.com/minatsukojima/tane/20000919.html かみっちさん南極の成層圏には、フロンの働きを防ぐメタンや水蒸気が多く含まれているのですが、それが冬になると塩素ともども雲の氷粒に閉じこめられてしまいます。しかし塩素はこの状態のまま増加し、やがて暖かくなって氷粒から解放されると、急激にオゾンと反応し始めるのです。 ですから南極のオゾン層が破壊されるのは、毎年８月〜１１月にかけての春（南半球）なのです。直径２０００〜３０００ｋｍにわたるオゾン・ホールは、年々大きくなり続けています。 参考ＵＲＬ：宇宙・地球環境・生命科学のホーム http://members.tripod.co.jp/Kurumayasan/index-6.html たかさん地球の自転による大気の対流が原因だと思います。赤道付近に比べて自転速度が遅いので両先端に空気が溜まってしまうのではないでしょうか。それと地球が磁場を持っていることも原因の一つだと思います。 ガウリィさん南極は地球の中心軸で磁力などの影響も多くまずそこにオゾンを壊すフロンなどが集められ南極にオゾンホールができるのだとおもいます。  さやさんsamusugirukaradesu. yutaさん太古の昔に、オゾンさんたちがまだひとつだったころ、 離れ離れになったら南極の上空に集合だ!と約束していたからです。 |
 地球的な環境破壊がこれ以上進むと、映画MATRIXの一場面「人類は地球に巣くうウイルスだ！」と言われても仕方ないのかもしれません。ここに集まったＵＲＬの多さを考えても現在ホンキで考えなくてはいけない課題でしょうね。 |
| 正答者の方々です。本当にありがとうございました。 |
| そくらちゃん・くろぅさん・matsumotoさん・浜ちゃん・Ｔｓｕｎｅさん・乱気流さん・よりかさん・のんきさん・かみっちさん・たかさん・ガウリィさん・てるりんさん・さやさん★・yutaさん★ |