日食を利用して太陽光が大気中のオゾンへ与える影響を調査

平成27年6月12日(金)
国立研究開発法人
宇宙航空研究開発機構

国立研究開発法人
国立環境研究所

国立大学法人
京都大学生存圏研究所

太陽の光量(明るさ)の変化は、地球大気中のオゾンにどのような影響を与えるのだろうか?今井弘二研究員(国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構)と国立環境研究所、京都大学生存圏研究所の共同研究チームは、国際宇宙ステーション(ISS)に搭載された超伝導サブミリ波リム放射サウンダ(SMILES)の高精度な観測データを用いて、2010年1月15日に起こった日食時のオゾン量の変化を調べました。すると、月の影で暗くなっている地域では、明るい地域に比べて、中間圏のオゾン量が多くなっていることがわかりました(図1参照)。またその変化の様子は地表からの高度によって異なっていることもわかりました。これまでの観測は、精度が悪く、太陽の明るさが変わることで、オゾン量がどのように変化するのかについての考察ができませんでした。

大気中のオゾン量はさまざまな要因で決まっています。それらの要因の中で、本研究は日食を利用することによって、太陽光量の変化のみが大気中のオゾンに与える影響を示した重要な成果です。

研究チームはオゾン量を決める他の要因についても調査を進めています。SMILESのデータ解析を進めることで、大気中のオゾン生成と破壊のメカニズムの解明が進み、減少した大気中のオゾン量の回復時期について、正確な予測ができるようになると期待されます。

本研究の論文は米国地球物理学連合発行の学術誌「Geophysical Research Letters」オンライン版(2015年5月7日付)に掲載されました。

[画像:図1]

図1 日食時のSMILESの観測の様子。矢印はSMILESの観測が進む方向を示している。点はSMILESの観測点で、色は高度64km(中間圏)でのオゾン混合比を示している。

(補足1)超伝導サブミリ波リム放射サウンダ(SMILES):国際宇宙ステーション(ISS)に搭載されたSMILESは、世界に先駆けて、地球大気全体のオゾンをモニターし、その分布や時間変化を調べる観測装置です。オゾンだけでなく、オゾンの生成と破壊に関連する分子も同時に観測しています。
(補足2)地球を覆う大気は、高度によって地表に近い順に、対流圏・成層圏・中間圏・熱圏と区分されています。地球大気中のオゾン量は成層圏で多くなっています(図2参照)。

[画像:図2]

図2 地球の大気構造と典型的なオゾン量(オゾン混合比)の高度分布

問い合わせ先:

国立環境研究所地球環境研究センター気候モデリング・解析研究室長秋吉英治
電話: 029-850-2393
E-mail: hakiyosi (末尾に@nies.go.jpをつけてください)

発表論文

Koji Imai, Takashi Imamura, Kenshi Takahashi, Hideharu Akiyoshi, Yousuke Yamashita, Makoto Suzuki, Ken Ebisawa, Masato Shiotani, SMILES observations of mesospheric ozone during the solar eclipse (2015), Geophysical Research letters, DOI: 10.1002/2015GL063323

※(注記)下線で示す著者が国立環境研究所から参画しているメンバーです。

共同研究者

宇宙科学研究所学際科学研究系宇宙航空プロジェクト研究員今井弘二
京都大学生存圏研究所教授塩谷雅人

日食を利用して太陽光が大気中のオゾンへ与える影響を調査

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