US EPA
地球のオゾン層オゾン層大気中のオゾンの大部分を含む成層圏の領域のこと。 オゾン層は、地表から約15~40km上空の成層圏にあります。 オゾン層を破壊する物質(ODS)によってこの層が破壊されると、紫外線量が増加し、皮膚がんや白内障の増加、一部の海洋生物や植物、プラスチックへのダメージの可能性が出てきます。 科学のページ(http://www.epa.gov/ozone/science/index.html紫外線紫外線とは、電磁スペクトルのうち、可視光線よりも波長が短いものを指します。 太陽から発生する紫外線は、一般的に3つの帯域に分けられます。 UVA、UVB、UVCの3つに分けられます。 UVAはオゾンに吸収されない。 UVAはオゾンに吸収されず、UVBはオゾンに吸収されますが、一部は地球に到達します。 UVCは、オゾンと通常の酸素によって完全に吸収されます。 NASAのウェブサイト(http://www.nas.nasa.gov/About/Education/Ozone/radiation.html)に詳しい情報が掲載されています。
I. オゾン層
地球の大気はいくつかの層で構成されています。 最も低い層である対流圏troposphere地球に最も近い大気の領域。 対流圏は、地表から高度約10kmまで広がっていますが、この高さは緯度によって異なります。 ほとんどすべての気象は対流圏で起こる。 地球上で最も高い山であるエベレストの高さは、わずか8.8kmです。 対流圏では、高度が上がるにつれて気温が下がります。 暖かい空気が上昇すると、それが冷えて地球に戻ってきます。 対流と呼ばれるこのプロセスは、対流圏を非常に効率的に混ぜ合わせる巨大な空気の動きを意味しています。 対流圏は、地表から高度約6マイルまたは10キロメートル(km)まで広がっています。 人間の活動のほとんどは対流圏で行われている。 地球上で最も高い山であるエベレストの高さは、わずか5.6マイル(9km)ほどです。 次の層である成層圏stratosphere対流圏の上にある大気の領域。 成層圏は、高度約10kmから約50kmまで広がっています。 民間航空会社は成層圏の下部を飛行する。 成層圏は、高度が高くなるほど暖かくなる。 これは、オゾンが紫外線を吸収することによって起こる現象である。 暖かい空気は上部の成層圏に残り、冷たい空気は下部に残るため、この領域では対流圏に比べて垂直方向の混合が非常に少なくなります。
大気中のオゾンの多くは、地表から約9〜18マイル(15〜30km)の成層圏の層に集中しています(下図参照)。 オゾンは、3つの酸素原子を含む分子です。 成層圏では、常にオゾン分子の生成と破壊が繰り返されています。
ヘルプUVBA帯は、太陽から発生する280~320ナノメートルの波長を持つ紫外線である。 UVBは、太陽(および太陽灯)からの紫外線の一種で、いくつかの有害な影響を及ぼします。 UVBは特にDNAを損傷する効果があります。 メラノーマをはじめとする皮膚がんの原因となります。 メラノーマをはじめとする皮膚がんの原因となるほか、一部の素材や農作物、海洋生物にもダメージを与えると言われています。 オゾン層は、太陽からのUVBのほとんどから地球を守っています。 オゾン層が破壊されていなくても、帽子やサングラス、日焼け止めなどでUVBから身を守ることは常に重要です。 しかし、オゾン層破壊が深刻化すれば、これらの予防策はより重要になります。 NASAのウェブサイト(http://www.nas.nasa.gov/About/Education/Ozone/radiation.html)にも詳しい情報が掲載されています。
科学者たちは、自然のサイクルにおける通常のオゾンレベルについて、数十年にわたる記録を確立しました。 大気中のオゾン濃度は、太陽黒点、季節、緯度によって自然に変化します。 これらのプロセスはよく理解されており、予測可能です。 オゾン濃度が自然に低下するたびに、その後、回復してきました。 しかし、1970年代に入ると、科学的な証拠により、オゾンシールドが自然のプロセスをはるかに超えて枯渇していることが明らかになりました。
II. オゾン層の破壊
塩素原子や臭素原子が成層圏のオゾンと接触すると、オゾン分子を破壊します。 塩素原子1個で、成層圏から除去されるまでに10万個以上のオゾン分子を破壊することができます。
化合物の中には、成層圏で強い紫外線を浴びると、塩素や臭素を放出するものがあります。 これらの化合物はオゾン層破壊の原因となり、オゾン層破壊物質(ODS)と呼ばれています。成層圏のオゾン層破壊に寄与するODS化合物。 ODSには、クロロフルオロカーボン(CFC)、ハイドロクロロフルオロカーボン(HCFC)、ハロン、臭化メチル、四塩化炭素、ハイドロブロモフルオロカーボン、クロロブロモメタン、メチルクロロホルムなどがあります。 ODSは一般的に、対流圏では非常に安定しており、成層圏では強い紫外線の下でのみ分解されます。 ODSが分解すると、塩素原子や臭素原子が放出され、オゾンが破壊されます。 クラスIおよびクラスIIの物質については、ODP、GWP、CAS番号を記載した詳細なリスト(http://www.epa.gov/ozone/science/ods/index.html)が公開されています)。 塩素を放出するODSには、クロロフルオロカーボンchlorofluorocarbons1987年のモントリオール議定書の対象となっているガスで、冷蔵、空調、包装、断熱、溶剤、エアゾール推進剤などに使用されています。 下層大気では破壊されないため、CFCは上層大気に漂い、適切な条件の下でオゾンを破壊する。 これらのガスは、モントリオール議定書で規定されているCFCの暫定的な代替物質であるハイドロクロロフルオロカーボンや、京都議定書で規定されているハイドロフルオロカーボンなどの化合物に置き換えられつつあります。 これらの物質もすべて温室効果ガスです。 ハイドロクロロフルオロカーボン、ハイドロフルオロカーボン、パーフルオロカーボン、オゾン層破壊物質の項参照。 CFCs)、ハイドロクロロフルオロカーボンhydrochlorofluorocarbons水素、フッ素、塩素、炭素原子を含む化合物。 オゾン層破壊物質ではあるが、成層圏のオゾンを破壊する力はフロン類より弱い。 CFCの一時的な代替物質として導入されており、温室効果ガスでもある。 オゾン層破壊物質の項参照。 (HCFCs)、四塩化炭素carbon tetrachloride1つの炭素原子と4つの塩素原子からなる化合物です。 四塩化炭素は、クロロフルオロカーボン(CFC)の製造をはじめとする多くの工業用途の原料や、溶剤として広く使用されていた。 しかし、発がん性があることが判明したため、溶剤としての使用は終了しました。 また、特定のプロセスに塩素イオンを供給するための触媒としても使用されています。 オゾン層破壊係数は1.2、メチルクロロホルムメチルクロロホルム炭素、水素、塩素からなる化合物です。 メチルクロロホルムは工業用溶剤として使用されています。 オゾン層破壊係数は0.11です。 臭素を放出するODSには、ハロンhalonsブロモフルオロカーボンとも呼ばれる、臭素、フッ素、炭素を含む化合物。 一般に消火剤として使用され、オゾン層破壊の原因となります。 臭素は成層圏のオゾンを破壊する効果が塩素の何倍もある。 オゾン層破壊物質を参照してください。・臭化メチルmethyl bromide炭素、水素、臭素からなる化合物です。 臭化メチルは、土壌や多くの農産物の燻蒸に使用される効果的な殺虫剤です。 臭素を含んでいるため、成層圏のオゾンを破壊し、オゾン破壊係数は0.6である。 臭化メチルの生産は2004年12月31日をもって段階的に廃止されましたが、例外として認められています。 より多くの情報が掲載されています(http://www.epa.gov/ozone/mbr/index.html)。
1970年代、オゾン層破壊物質(ODS成層圏のオゾン層破壊に寄与するODS化合物)の影響が懸念されました。 ODSには、クロロフルオロカーボン(CFC)、ハイドロクロロフルオロカーボン(HCFC)、ハロン、臭化メチル、四塩化炭素、ハイドロブロモフルオロカーボン、クロロブロモメタン、メチルクロロホルムなどがあります。 ODSは一般的に、対流圏では非常に安定しており、成層圏では強い紫外線の下でのみ分解されます。 ODSが分解すると、塩素原子や臭素原子が放出され、オゾンが破壊されます。 成層圏のオゾン層についてozone layer大気中のオゾンの大部分を含む成層圏の領域のこと。 オゾン層は地表から約15~40km上空の成層圏にあります。 オゾン層を破壊する物質(ODS)によってこの層が破壊されると、紫外線量が増加し、皮膚がんや白内障の増加、一部の海洋生物や植物、プラスチックへのダメージの可能性が出てきます。 科学のページ(http://www.epa.gov/ozone/science/index.html)では、オゾン層破壊の科学についてさらに詳しく説明しています。 米国を含むいくつかの国では、クロロフルオロカーボン(CFC)の使用を禁止するよう促しましたCFC 炭素、塩素、フッ素の原子からなる有機化合物。 例えば、CFC-12(CCI2F2)は、冷蔵庫やエアコンの冷媒、発泡剤として使用されています。 ガス状のCFCは、成層圏にゆっくりと上昇し、強い紫外線によって分解されて塩素原子を放出し、オゾン分子と反応することでオゾン層を破壊します。 オゾン層破壊物質の項参照)エアロゾルaerosol大気中に浮遊する小さな液滴または粒子で、通常は硫黄を含む。 エアロゾルは、自然界(火山の噴火など)や人間の活動(化石燃料の燃焼など)の結果として排出される。 粒子状のエアロゾルと、エアロゾルとも呼ばれる加圧製品との間には関連性はない。 以下参照)の推進剤です。
大規模な火山噴火などの自然現象の中には、オゾンレベルに間接的な影響を与えるものがあります。
大規模な火山噴火などの自然現象の中には、オゾン濃度に間接的な影響を与えるものもあります。例えば、1991年のピナツボ山の噴火では、成層圏の塩素濃度は上昇しませんでしたが、エアロゾルと呼ばれる小さな粒子が大量に発生しましたエアロゾル大気中の小さな粒子や液滴で、その組成によって太陽光を吸収したり反射したりするもの。 エアロゾルと呼ばれる消費財とは異なる)。 これらのエアロゾルは、オゾンを破壊する塩素の効果を高めます。 成層圏のエアロゾルは、フロン系塩素がオゾンを破壊できる表面を作ります。
すべての塩素・臭素源がオゾン層破壊に寄与しているわけではありません。 例えば、研究者たちは、スイミングプール、工業プラント、海塩、火山からの塩素は成層圏に到達しないことを発見しています。 一方、ODSは非常に安定しており、雨に溶けることはありません。
オゾン層破壊の一例として、1980年代初頭以降、南極の春に毎年発生している南極上空のオゾンの「穴」Exitがあります。
オゾン層の破壊は、南極上空に限られたものではありません。
オゾン層の破壊は南極上空に限らず、北米、ヨーロッパ、アジア、アフリカ、オーストラリア、南米などの緯度帯でも発生していることが研究で明らかになっています。 オゾン層破壊の世界的な広がりについては、国連環境計画が作成した「Scientific Assessment of Ozone Depletion: 2014Exit」に詳しい情報が掲載されています。