地球温暖化とオゾン層にはどのような関係があるのでしょうか。
オゾンとオゾン層とは何か。
地球温暖化にどのように関係するのかまとめました。
目次
オゾンとオゾン層
オゾン酸素原子3個からできた、非常に酸性力の強い不安定な分子です。
光化学スモッグで目がチカチカしたりするのは、オゾンの酸化力によって目の粘膜が刺激を受けるためです。
この強い酸化力は、私たち生活の中では殺菌に利用されたりしています。
地上から、高度10～50kmの高層大気を成層圏といいますが、大気中のオゾンの90%以上がここに集まっています。
この領域をオゾン層とよびます。
なかでも、オゾンの密度が高いのは、高度約15～30kmの範囲です。
気体は圧力と温度によって占める体積が変わりますが、もし、1気圧0℃、つまり地上に、オゾン層を持ってきたとすると厚さ3mmの薄い層になります。
オゾン層はどうやってできたのか
今から約35億年前、海の中で、生命が誕生しました。
やがて、光合成により、二酸化炭素を、酸素に変える働きを持つラン藻類が登場し、地上に酸素を供給し始めました。
大気中の、酸素濃度が高まり成層圏にまで達するようになると、成層圏の強い紫外線によって、オゾンが作られるようになりました。
オゾンは不安定な物質なので、紫外線によって、再び、酸素分子と酸素原子に分かれます。
このような、オゾンの生成と分解によって、オゾン層のオゾン濃度は、ほぼ決まっています。
オゾン層が、太陽からの紫外線を、吸収してさえぎるために、生命は海から地上へ進出することができたことから、オゾン層は、「生命多様性のゆりかご」と表現されています。
このオゾン層と地球温暖化がどうかかわるのか
オゾン層の破壊により地球温暖化に影響してきます。
オゾン層は酸素原子でできていると説明しましたが、フロンなどの放出により、オゾン層が破壊されているのです。
オゾンが破壊されると、地上に到達する有害紫外線の量が多くなります。
人の健康や、生態系などに悪影響を及ぼします。
それに、紫外線によって、地上はさらに温められるのです。
オゾンの生成、そしてオゾン層の破壊に関わる化学反応。
これが成層圏の気温に影響を与えます。
温室効果ガスが大気中に増えると、地表と対流圏では気温が上昇して地球温暖化となります。
その一方で、成層圏の大気の温度、は逆に冷やされます。
南極や北極で極成層圏雲という-78度以下の非常に寒い雲ができやすくなります。
現在は、成層圏の塩素濃度が高いのですが、塩素はオゾンを破壊します。
これによりオゾン層の破壊がすすむと考えられます。
一方、温室効果ガスの量は、増えています。
フロンには規制がかかり、オゾン層の破壊は減少していますが、化学反応によってオゾンの濃度は決まります。
化学反応により温度が下がると、成層圏大気の冷却によってオゾンは増加しますので、地球温暖化への影響は少なくなると考えられています。
ですが、地球全体のオゾンの分布や量は、地球を丸ごと包む大気の循環の影響を受けて変化するものです。
地球温暖化によってこの循環の強さが変われば、それにともなってオゾン量が変化することも考えられます。
まとめ
最近の研究によると、温暖化によってこの循環が強まっていることが報告されています。
その影響によって循環の下降域にあたる北半球の中・高緯度域ではオゾン量が増加する。
循環の上昇域にあたる熱帯ではオゾン量は減少する、という予想結果が得られています。
地球温暖化とオゾン層は少ないけれども影響をし合っているのです。