Research press release


Scientific Reports

Climate science: Explaining Antarctic ozone hole anomalies

南極のオゾンホール、すなわち南極上空の成層圏のオゾン層の破壊に関しては、近年になって、大幅な減少が観測される年があり、2010年もそうだった。この点について、南極の冬に起こる成層圏突然昇温(SSW)という急激な気象現象が原因だとする考え方が示された。詳細を報告する論文が、 Scientific Reportsに掲載される。南極のオゾンホールが毎年発生するのは、フロン類(CFC)の人為的排出によって大気中の塩素濃度が徐々に増加していることと関連している。フロン排出量の削減をめざした国際的な取り組みによって、フロンは徐々に減ってきているが、1979年以降、1986、1988、2002、2004、2010の各年で、主に高度約20〜25 km(成層圏中層)でオゾン層の破壊が予想外に減っていることが観測された。ただし、その理由は明らかになっていない。今回、J de LaatとM van Weeleは、衛星観測結果とマイクロ波リムサウンダー(MLS)による観測結果をもとに、2010年の高度20〜25 kmにおけるオゾン層破壊の減少が、真冬の南極で起こった小規模なSSWに関連しているという考え方を示している。SSWでは、成層圏の温度(ケルビン)が数度しか上昇しないが、成層圏中層の高湿度の空気が(高度18 kmまで)下降し、大気の化学組成を変化させる。1979年以降で、同じようにオゾン層の破壊量が少なかった年にも小規模なSSWか大規模なSSWが起こっており、南極成層圏でのオゾン層破壊にとってSSWが重要な意味を持っていることがさらに明確になっている。

The strongly reduced Antarctic stratospheric ozone hole destruction in 2010 and several other recent years results from the occurrence of dramatic meteorological events in the polar winter, known as sudden stratospheric warmings (SSWs). These findings are reported in a paper published online in Scientific Reports.The annual occurrence of the Antarctic ozone hole is related to the gradual increase in atmospheric concentrations of chlorine, resulting from the anthropogenic production of chlorofluorocarbons (CFCs). International efforts to reduce these emissions have led to a gradual decline of these substances but despite these changes, in several years since 1979 ― 1986, 1988, 2002, 2004 and 2010 ― there have been unexpectedly small amounts of ozone depletion, mainly at around 20–25 km altitude (in the middle stratosphere). The reasons for this have remained unclear.Based on satellite observations and measurements from the Microwave Limb Sounder instrument, Jos de Laat and Michiel van Weele report that the reduced ozone destruction at 20-25 km altitude in 2010 is related to the occurrence of a mid-winter minor Antarctic SSW. Although the SSW raises stratospheric temperatures by only a few kelvins, it causes humidity-rich air in the middle stratosphere to descend (although not below 18 km), which in turn modifies the air’s chemical composition. The other years since 1979 with similarly low amounts of ozone depletion are also characterized by either minor or major SSWs, further highlighting the importance of these meteorological events in stratospheric ozone hole destruction.

doi: 10.1038/srep00038

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