DU程度になることもある。オゾン層形成の歴史編集オゾン層は、46億年前に地球が誕生した当初から存在したわけではない。誕生当初の地球の原始大気は、主に二酸化炭素からなり、酸素分子はほとんど存在しなかったため、オゾンもほとんど存在しなかった。大気中に酸素分子が増え始めたと同時に、オゾンも増え始めたと考えられている。原始大気には紫外線を吸収する物質が無いため、地上まで強い紫外線が降り注いでいたが、酸素濃度が上昇するとオゾンが増えて、地上に降り注ぐ紫外線の量は急速に減少していった。当時、オゾン濃度が高いオゾン層が存在したのは、成層圏ではなく地上付近であった。これは、酸素濃度が薄いため、酸素を光解離させる紫外線が地上近くまで届くからである。酸素濃度が上がると同時に、紫外線の到達できる限界高度が高くなり、これに伴いオゾン層も上空へと移っていった。原始大気では、酸素濃度の上昇ペースに比べて、オゾン濃度の上昇ペースの方が非常に大きかった。酸素が現在の100分の1と薄かった20億年前の大気でも、オゾンは現在の5分の1であった。オゾンの濃度は酸素に比べれば非常に薄く、酸素が少ない原始大気でも、紫外線の量は過去においても大きな変化は無いためで、現在と比べてそれほど少なくない量のオゾンが生成されていた[10][11]。5億4,000万〜5億3,000万年前のカンブリア爆発や、4億年前の脊椎動物の陸上進出(両生類の誕生)に関しても、生物に有害な紫外線を低減するオゾン層との関係が考えられている。このころは、酸素濃度の上昇によってオゾン層の高度が高くなり、地上付近のオゾン濃度が低下した時期および、オゾン濃度が高くなり地上の紫外線が更に減少した時期に一致する。カンブリア爆発の原因を、多細胞生物の接着分子の生合成に必要とされる酸素濃度の上昇や、浅海域の拡大による生物の生息範囲の増加に求める説もあり、オゾン層とカンブリア爆発の関連性は証明されているわけではない[12]。近年化石燃料の消費に伴い、大気中の酸素濃度が減少しているとの報告がある。平衡関係にある酸素の減少はオゾン濃度の低下に繋がる。酸素の減少量は現時点では極めて小さな値(年平均0.0004%、224億トン)に留まっている[13]。存在によって分解される。これらは成層圏で自然にも発生するものであり、オゾンの生成と分解のバランスが保たれてきた。ところが20世紀に入り、冷蔵庫、クーラーなどの冷媒やプリント基板の洗浄剤として使用されてきたフロンなど、塩素を含む化学物質が大気中に排出された。1974年にアメリカの大気化学者フランク・シャーウッド・ローランドとマリオ・モリーナは、成層圏で活性化した塩素原子はオゾンを分解することを指摘(両者はドイツのパウル・クルッツェンとともに1995年にノーベル化学賞を受賞)[14]していたが、1985年にイギリスのジョゼフ・ファーマン(英語版)、ブライアン・ガーディナー(英語版)、ジョナサン・シャンクリン(英語版)が南極上空のオゾンが春季に減少する現象を論文で発表したことでこれが国際的な問題として浮上し、同年にはオゾン層の保護のためのウィーン条約が採択、2年後の1987年にはオゾン層を破壊する物質に関するモントリオール議定書が採択され、世界的にフロン規制が始まった。日本の忠鉢繁らは1984年に春季の南極上空のオゾン減少に関する論文[15]を発表していたが、このときは問題提起には至らなかった。フロンは非常に安定な物質であるため、ほとんど分解されないまま成層圏に達し、太陽からの紫外線によって分解され、オゾンを分解する働きを持つ塩素原子ができる。普段、成層圏では塩素原子はメタンや二酸化窒素等と化合物を作って不活性化するが、これがブリューワー・ドブソン循環を通して両極に運ばれ、-80°C前後と低温の冬の極上空にできる極成層圏雲が触媒となって塩素分子が生成・集積される。春季にこれが融けた時に活性化した塩素原子が大量に発生する。取り込んでいるのでこれが解ける夏まで反応は続く。これにより春季にあたる9〜10月頃の南極のオゾン濃度が急低下し、オゾンホールができると考えられている[14]。紫外線により分解されるなどして一酸化窒素を生成するため、亜酸化窒素の増加もオゾン層破壊につながる。塩素による破壊の影響がない環境下で、一酸化窒素による反応が強く働く[16]。アメリカNOAAの研究チームの試算によると、オゾンの分解力はフロンより弱いが寿命が長いことや、フロン類の濃度が低下してきていることなどから、21世紀中におけるオゾン層破壊への寄与度は、フロンよりも亜酸化窒素の方が大きくなると考えられる[17]。亜酸化窒素は温室効果ガスでもあることから京都議定書の削減対象にもなっている。産業活動や自動車の排煙に含まれる大気汚染物質であり、火山ガスにも含まれる硫黄酸化物が反応して生成される硫酸エアロゾルも、触媒としてオゾンの分解に寄与する。フィリピンのピナトゥボ山が噴火して硫酸エアロゾル濃度が大きく増加した後の1992年・1993年には、北半球のオゾン濃度も大きく低下した[14]。呼ばれ、その反応素過程は次のように示される。O2}}}この塩素原子は、たった1つでオゾン分子約10万個を連鎖的に分解していくと考えられており、分解力が高い。一酸化窒素は、下記の触媒反応によってオゾンを分解する。O2}}}ヨウ素は、下記の触媒反応によってオゾンを分解する[18]。O2}}}オゾン層の現状編集このままオゾン層が破壊され地表に有害な紫外線が増えると、皮膚がんや結膜炎などが増加すると考えられている。有意な関係を示す疫学的研究もある[19]。気象庁の観測によると、日本上空においても、オゾンの減少傾向が確認されている。近年になってフロンガスの全世界的な使用規制が功を奏したとみられ、徐々にではあるがオゾンの減少に歯止めがかかってきており、問題は解決されつつある。「これまでに放出されたフロンが成層圏に届くまでには数十年かかるので、オゾン層破壊はこれから更に進行する」というのは誤解である。実際、対流圏でフロン濃度が最大になってから成層圏でフロン濃度が最大になるまでに要する時間は、3〜4年程度である。最近の研究によると、オゾン層の厚さは年によって違っており、その要因として季節変動やQBO、南極振動などとの関連が指摘されている[20][21]成層圏ではオゾン分子や酸素分子が紫外線を吸収する光化学反応によって大気が加熱され、それと大気自身が放出する赤外放射とが釣り合うことで気温が決まっているが[22]、近年、成層圏では上空に放射される赤外放射の増加により対流圏とは逆に気温の低下が報告されている。らのグループが発表したと報じている(2006年5月20日)。国立環境研究所の記者発表[23]によると、今後しばらくは大規模なオゾンホールが残るものの、2020年頃からオゾンホールが縮小し始め、2050年頃には1980年レベルまで回復されるという結果が得られたとのこと。今の規制の中で2050年頃にオゾンホール消滅の期待が持てるものの、同時に今後数十年間に渡ってオゾンホールの大きい状態が続くという予測結果が出ている。フロンなどがモデルの想定以上使用された場合には、オゾンホールの回復は更に遅れるとも述べられている。オゾン層が回復中フロンガスなどの排出規制の効果で、破壊が進んでいたオゾン層は1997年を境に回復傾向にあることが分かった(2006年8月31日)。フロンガス排出規制の効果で、破壊が進んでいたオゾン層は1997年をピークに回復傾向にあるという研究報告が、8月20日に発表された[24]。データに基づき行ったもの。地球の成層圏内のオゾンの量について、気球や地上に設置された機器、NASAやNOAAの衛星などから得られた25年分の観察結果を分析した。今回の研究報告によると、北極/南極上空の成層圏内のオゾンは、1979年から1997年にかけて減少が続いていたが、1997年を境に増加傾向にあるという。オゾン量の増加のうちの約半分は、成層圏上部(地表から11マイル以上)で観察されている。風向きなど様々な要因が考えられるものの、この成層圏上部のオゾン量の増加は、ほぼ完全にフロンガスなどの排出規制の効果によるものだという。オゾン層破壊の人体への悪影響が最初に認識され始めたのは1980年。このレベルまでオゾンの量が回復するのは、今世紀半ばごろになる見込みだという。南極上空のオゾンホールが過去最大にNASAなどによると、南極上空のオゾンホールが過去最大になる見込み[25]。南半球の冬期に、南極上空の気温が例年よりも低かったことが原因。これから夏に向かう南半球では、紫外線の量が例年以上になりそうだという(2006年10月21日)。10月19日、南極上空のオゾンホールが拡大し、9月下旬には過去最大となったと発表した。オゾンは、太陽からの有害な紫外線の多くを吸収し、地上の生態系を保護する役割を果たしているとされている。北極・南極上空を中心に、1979年以降減少傾向にあったが、フロンガス排出規制の効果もあり、1997年を境に増加傾向にある、とNASAとNOAAは8月に報告していた。今回報告された南極上空のオゾンホール拡大には、成層圏の気温が関係しているという。NOAAのデータによると、2006年9月後半の南極上空の成層圏の気温が、華氏で約9度、平均よりも低かったという。この時期のオゾンホールの大きさは、890万〜930万平方マイル(北米大陸ほどの大きさ)から、1,060万平方マイルほどに拡大していた。対流圏および成層圏のフロンガス量は減少傾向にあるが、40年以上も大気の中に留まるため、南極地域上空での成層圏内のフロンガスの減少は、今後5〜10年の間は年0.1〜0.2%程度にすぎないという。このため年によっては、南極上空の気温変動の影響が、ガス減少の効果を上回ってしまうことがあるという。オゾン層観測報告:2007」[26]気象庁の最新データ・「オゾン層観測報告:2007」/2008/04/23によると、オゾンホールが注目された1980年代を中心にオゾン量の減少が進み現在も少ない状況が継続しており、南極オゾンホールは最大面積は依然として大きいと見られている。1980年の南極付近のオゾンホールは300万km2南極大陸比0.2倍程度であったが、2005年以後の現状では2500-3000万km2大陸比2.2倍程度に達している。(1992年には既に2500万km2に達していた)1980年時点の世界のオゾン総量を基準に考えた場合、2005年以後の現状では-3%強となっている。(1992-2001のピーク時で-6%)「オゾン層観測報告:2007」の図1世界のオゾン全量月平均値の推移、図5南極オゾンホールの最大面積の推移、を見ると有意な変化が著しい。オゾン総量は少なくオゾンホールは大きいが1980-2001頃までのようにオゾン総量減少一途オゾンホール拡大一途な状況から停滞、若しくは底を打っており事態の悪化傾向は止まって年度ごとの振幅を繰り返しながら緩慢な回復傾向を示している状況である。2012年1月13日時点のオリジナル[リンク切れ]よりアーカイブ。2011年9月29日閲覧。Programme、2006年、2011年9月29日閲覧。Society、2011年9月29日閲覧。環境省、2011年9月29日閲覧。NHKブックス〉、2000年、170-192頁。4-14-001888-7。東京大学出版会、2016年。978-4130627252。シリーズ〉、2017年。978-4-320-04711-2。関連項目編集ウィキメディア・コモンズには、オゾン層に関連するカテゴリがあります。オゾン層観測報告この項目は、気象学や気候学に関連した書きかけの項目です。この項目を加筆・訂正などしてくださる協力者を求めています(プロジェクト:気象と気候/Portal:気象と気候)。この項目は、環境に関連した書きかけの項目です。この項目を加筆・訂正などしてくださる協力者を求めています(Portal:環境)。3.0のもとで利用可能です。プライバシーデスクトップ。