- 北海道大学 大学院 環境科学院 編, 2007: オゾン層破壊の科学。北海道大学出版会, 408 pp. ISBN 978-4-8329-8170-9.
2007年にでた A5判 横書きのペーパーバック。わたしの所属大学の図書館にあった。
【大気環境に関する授業で成層圏オゾン減損の話をしようとおもって、材料となる本をさがしたら、ちかごろは地球環境問題の多くの本ですこしずつあつかわれているのだが、この主題をゆったりと紹介した本がでていないようだ。1989-90年にでたものはいくつも持っているのだが、それにそって授業をするには古すぎるだろう。(そのころの知見のなにがいまも有効でなにが書きかえられたかわたしにはわからない。) 図書館目録のキーワード検索で見つかったかぎりでいちばん新しいのがこれだった。】
成層圏オゾン減損の、それ自体と、ヒトをふくめた生物への影響にわたる自然科学についての (対策についてではない) 大学レベルの知識をつたえようとする教科書的な本だ。ふつうこの主題の本では省略される気象学や地球史や生物学の基礎的なことがらからはじめている。当然ながらそれぞれの基礎的分野の教科書よりはページ数がすくないからこれだけでわかるかどうか疑問ではあるが、基礎的分野の教科書と共通のことばで書かれているから必要に応じてそちらでおぎなえばよいだろう。
まだ読みとおしていないが、授業で紹介したいので、ひとまず読書メモをだしておく。そのうえで、これまでに気づいた点をいくつか書いておく。
第1章 (藤原 正智 さん) の1.2節は、オゾンに関する観測技法がどのように発達してきたか、それによって「オゾン層」とよばれるものの実態がどのようにわかってきたかに関する、対象分野研究者からみた科学史のようなものだ。
第4章 「オゾンホール」のうちの 4.1 節 (長谷部 文雄 さん) も、いまとなっては科学史といえるいわゆる「オゾンホールの発見」のなりゆきについて、同時代に (南極の現地にではないが) 研究のフロントにいた人による論述だ。忠鉢 [ちゅうばち] 繁 さんと Farman さんが、それぞれ何を発表したのか、その事実認識の視野がどのようにちがっていたかが論じられている。(忠鉢さんは1984年にギリシャでのオゾンシンポジウムでポスター発表をした。そのとき長谷部さんは会場にいてポスターをはるのを手つだったのだそうだ。) 忠鉢さんは、昭和基地で、極夜の月光観測をふくめてオゾンの年変化を記述し、とくに1982年10月の急上昇を指摘した。その上昇の前のレベルが例年よりも低いことに気づいていたが、経年変化として減少傾向をしめしたのは Farman さんがはじめてだった。長谷部さんがあとからふりかえると、昭和基地での急上昇は、大気の極渦が変形して昭和基地がその中から外にかわったことに対応していた。はげしいオゾン減損は冬から春の極渦の中でだけおきていたのだ。
つづく4.2節は長谷部さんによる「オゾンホールにかかわる力学過程」で、おもな内容は極渦を理解するための道具だてだ。(こここそ、ほとんど気象力学の教科書だがそれにしては短すぎ、ちゃんと理解するには「等温位面でのポテンシャル渦度」が主要概念になって以後の気象力学の教科書を併用する必要があるとおもう。) 4.3節は廣川 淳さんによる「オゾンホールにかかわる化学過程」で、同じ著者による3章「オゾン層の光化学」の各論のような形で書かれている。
さらに読んで気づいたことを補足するかもしれない。
折りかえしのあとに目次をつける。執筆者がかわるところごとに「/」のあとに執筆者名をいれた。
===== 目次 =====
はじめに /東 正剛 [ひがし せいごう]
序章 地球史46億年 — 大気組成の変遷と生物の進化 /東 正剛、藤原 正智
– 1. 宇宙の誕生と物質の誕生
– 2. 太陽系の誕生・地球の誕生
– 3. 重爆撃期の大気と海洋
– 4. 生物の誕生
– 5. 光合成生物の出現
– 6. 原生代の地球史
– 7. 大気中のO3 のさらなる増加とオゾン層の形成
– 8. 生物進化の概要
– 9. 人類の誕生と人為的な大気改変
– 10. 地球型惑星間の大気組成比較
第1章 オゾン /藤原 正智
– 1-1 オゾンの性質
– – 化学的な性質
– – 分光学的な性質
– – 大気中における光化学寿命
– 1-2 オゾン層の観測史
– – 地表付近のオゾン測定
– – 成層圏の発見と超高層大気の探索
– – オゾン層の発見と中心高度確定までの歴史
– – オゾンゾンデ
– – 人工衛星・地上リモートセンシング
第2章 大気圏の構造 /長谷部 文雄
– 2-1 地球大気圏
– – 大気の鉛直構造
– – 大気の子午面構造
– 2-2 大気運動の記述
– – 保存則を記述する枠組み
– – 大気に働く力
– – 運動方程式
– – プリミティブ方程式系
– – 化学物質の連続方程式
– 2-3 大気大循環と物質輸送
– – 対流圏の大気大循環
– – 成層圏の大気大循環
第3章 オゾン層の光化学 /廣川 淳
– 3-1 オゾン層の生成理論
– – チャップマン機構
– – 反応速度と定常状態の近似
– – オゾン定常濃度の高度依存性
– – 光化学寿命
– – 成層圏オゾン濃度
– 3-2 ラジカルによるオゾン消失反応
– – ラジカル連鎖反応と HOx によるオゾンの消失反応
– – NOxによるオゾンの消失反応
– – ClOx と BrOx によるオゾン消失
– – 連鎖反応の停止
– – 夜間の化学
第4章 オゾンホール
– 4-1 南極オゾンホールの発見 /長谷部 文雄
– 4-2 オゾンホールにかかわる力学過程 /長谷部 文雄
– – ポテンシャル渦度
– – 極渦の変形と崩壊
– 4-3 オゾンホールにかかわる化学過程 /廣川 淳
– – 極夜成層圏雲の生成と異相反応
– – ClOxの生成とClOの自己反応
– – オゾンホールの生成
– – 臭素の関与した触媒反応
– – オゾンホールの解消
第5章 地表・水中の紫外線環境
– 5-1 大気中の放射伝達 /藤原 正智
– – 放射とは
– – 地球大気中の放射とプランク関数
– – 放射と物質の相互作用 (1) 分子による吸収や射出
– – 放射と物質の相互作用 (2) 分子や雲粒子・エアロゾル粒子による散乱
– – 紫外線の放射伝達方程式
– 5-2 地表に到達する紫外線 /藤原 正智
– – 3種類の紫外線と生物への作用
– – 地表紫外線量を支配する要素
– – 地表紫外線量の観測
– – 地表紫外線量の長期変化
– 5-3 水中の放射伝達 /鈴木 光次
第6章 紫外線による地表物質への影響 /豊田 和弘
– 6-1 光化学の基礎
– 6-2 腐植物質と太陽光励起活性酸素種
– – 一重項酸素
– – スーパーオキシドなど
– – 過酸化水素
– – 水酸化物ラジカル
– – オゾン
– 6-3 生育制限因子となる元素の循環への影響
– – 鉄共存下での光反応
– – 窒素とリンの循環
– 6-4 有機物への影響
– – 有機汚染物質の分解作用
– – 土壌などへの影響
第7章 紫外線影響を理解するための基礎生物学 /東 正剛
– 7-1 原核細胞と真核細胞
– 7-2 タンパク質の合成
– 7-3 呼吸と光合成
– – 呼吸
– – 光合成
– 7-4 細胞周期
– 7-5 生物の免疫応答
– 7-6 光合成の進化
– 7-7 分子進化の中立説と分子系統
第8章 紫外線と生物
– 8-1 DNAと細胞への影響 /東 正剛
– – 紫外線によるDNA損傷
– – DNA損傷の修復機能
– – アポトーシス
– – 細胞の癌化
– 8-2 脊椎動物とヒトへの影響 /東 正剛
– – 皮膚への影響
– – 眼の紫外線障害
– – 適応免疫系への影響
– 8-3 陸上生物群集への影響 — 両生類を例として /東 正剛
– 8-4 紫外線による海洋生態系への影響 /鈴木 光次
– – 海洋生態系
– – 従属栄養細菌への紫外線影響
– – 植物プランクトンへの紫外線影響
– – 動物プランクトンおよび魚類への紫外線影響
– – おわりに
– 8-5 生物の紫外線応答 /露崎 史朗
– – 回避
– – 馴化
– – 防御
– 8-6 紫外線による陸上植物群集への影響 /露崎 史朗
– – 紫外線と植物群集
– – 紫外線と生態系
– – メタ解析による植物の紫外線応答予測
– – 今後の展開
終章 オゾン層破壊 — その歴史と将来予測 /藤原 正智
– 1. オゾン層保護のための国際的取り組み
– 2. オゾン層破壊の長期観測結果と将来予測
索引
執筆者一覧
===== ここまで =====