ちーがくんの地学Q&A広場

[Q&A広場#025]極成層圏雲とオゾンホールにはどんな関係があるの?

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ちーがくん
ちーがくん
はかせ!今日はこんな質問をいただきました!
質問内容

質問No.25 質問者:教員 サンサン

極成層圏雲とオゾンホールの関係がよくわかりません。教えて下さい。

ちーがくん
ちーがくん
極成層圏雲については、前回の「[Q&A広場#024]成層圏で雲ができない理由は?」でやりましたが、これとオゾンホールってなにか関係してるんですか?
はかせ
はかせ
いい質問じゃ!
極成層圏雲(PSCs)とオゾンホールには密接な関係があるんじゃ。今回はその関係について詳しく説明するぞ。

極成層圏雲(PSCs)とは?

はかせ
はかせ
まずは極成層圏雲(PSCs)について改めて説明するぞ!
PSCsPolar Stratospheric Cloudsの略で、そのまま極の成層圏の雲という意味なんじゃ。
この雲は非常に低温(-78℃以下)の条件下で成層圏に形成される特殊な雲なんじゃよ。
ちーがくん
ちーがくん
[Q&A広場#024]成層圏で雲ができない理由は?」でもやりましたが、オーロラみたいにすごくきれいなんですよね!
北極や南極の冬にしか見られないんですよね!
はかせ
はかせ
そうじゃな。
この極成層圏巻雲は主に南極や北極の冬季に発生し、硝酸や水蒸気が凝結してできた微細な粒子から成り立っているんじゃよ。

オゾンホールとは?

ちーがくん
ちーがくん
ところで、質問文の中にあるオゾンホールってなんですか?「【図解で簡単に解説!】オゾン層とは?どんな役割がある?どのようにしてできた?」でやったオゾン層と何か関係があるんですか?
はかせ
はかせ
とても関係しておるぞ。オゾン層は地球を紫外線から保護する重要な役割を果たしておるんじゃったな。
しかし、人間が人工的に作り出したフロンと呼ばれるガスによってオゾン層が破壊されてしまっているんじゃよ。これによってオゾン層にできた穴オゾンホールと呼ぶんじゃ。
ちーがくん
ちーがくん
オゾン層が破壊されてしまうんですか!?
そしたら、有害な紫外線は吸収されませんよね?大丈夫なんですか?
はかせ
はかせ
1980年代の初めからそのような現象が特に、南極の冬-春にあたる8月から9月頃に観測されるようになったんじゃ。
有害な紫外線が地球に届いて、皮膚ガンなどの病気になる人が増えてしまうといわれているんじゃ。
ちーがくん
ちーがくん
そうだったのですか!
オゾン層に穴が空いたようなオゾンホールが、南極の冬から春の時期にみられるんですね。

極成層圏雲とオゾンホールの関係

ちーがくん
ちーがくん
ここまで見てきた極成層圏巻雲とオゾンホールにはどんな関係があるんですか?
はかせ
はかせ
それはな、極成層圏巻雲の形成がオゾンホールの形成を引き起こすからなんじゃよ。
ちーがくん
ちーがくん
えっ、どういうことですか!?
はかせ
はかせ
極成層圏巻雲とオゾンホールの関係を以下にまとめたぞ!
ー極成層圏巻雲とオゾンホールの関係は!?ー

極成層圏雲の形成がオゾンホールの形成に関係する理由

  • 極成層圏雲表面の不均一反応
    • 極成層圏雲ができると、その粒子表面で不均一反応が起こる。
    • この反応で塩化水素(HCl)や硝酸塩素(ClONO2)が塩素分子(Cl2)に変わる。
    • 塩素分子は冬季の間、極渦内に蓄積される。
  • オゾンの破壊、オゾンホール形成
    • 冬季から春季になると、極域上空に太陽光が戻る。
    • 太陽光で塩素分子(Cl2)が光分解して活性塩素原子(Cl)になる。
    • 活性塩素原子が触媒となり、オゾンを連鎖的に破壊する。
    • この結果、オゾンホールが形成される。
ちーがくん
ちーがくん
極成層圏雲の表面で、塩化水素や硝酸塩素が塩素分子に変わり、そこに太陽光が当たると塩素分子が活性塩素原子に変わって、それがオゾンを破壊するんだ!
だから極成層圏雲ができると、オゾンホールも形成されやすくなってしまうんですね!

まとめ

はかせ
はかせ
今回は、極成層圏巻雲とオゾンホールの関係について解説したぞ。
極成層圏雲は塩素化合物を活性化させ、春季のオゾン破壊を引き起こす重要な要素なんじゃ。極成層圏雲がなければ、安定な塩素化合物が活性塩素原子に変わることは少ないんじゃよ。
ちーがくん
ちーがくん
極成層圏雲がオゾンホールの形成に深く関わっているということがよく分かりました!これまで極成層圏巻雲は地学の教科書でなんとなくしか見たことがありませんでしたが、まさかオゾンホールの形成に関係があったとは驚きでした!
はかせ!今日はありがとうございました!

最後までお読みいただき、ありがとうございました!

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地学系大学院生ブロガー/気象予報士
ちーがくん
地学教育を普及させるために文系コースから高3で理転した大学院生です。大学では地球科学を専攻し、現在は気象系の研究室に所属しています。地学教育の空洞化を食い止めるために、当ブログを運営しています。このブログを通じて、地学教育の実態や、地学の魅力をお伝えしていきます!
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