クエリ: 太陽からの紫外線により、大気中のオキシダント濃度が高まり発生する濃い煙霧のことを何という?
文章: 光化学スモッグ 光化学スモッグ(こうかがくスモッグ)とは、オゾンやアルデヒドなどからなる気体成分の光化学オキシダントと、硝酸塩や硫酸塩などからなる固体成分の微粒子が混合して、周囲の見通し(視程)が低下した状態をいう。光化学オキシダントを主成分とするスモッグ。健康に影響を及ぼすことがある大気汚染の一種。工場や自動車の排出ガスなどに含まれる窒素酸化物や炭化水素(揮発性有機化合物)が、太陽光に含まれる紫外線により光化学反応を起こして変質し、オゾンなどが発生する。夏の暑い日の昼間に多く、特に日差しが強く風の弱い日に発生することがある。
文章: 化石燃料 40億年強前の大気は主に窒素・水蒸気・二酸化炭素・硫黄酸化物(火山ガス)などで形成されていたと考えられている。その中でも二酸化炭素については、当時は今より遙かに高濃度であったと推定されている(後に大気中の概ね 0.03% 程度まで低下、現在は概ね 0.04% になっている)。 生命の起源は少なくとも35億年前以前にさかのぼると考えられている。当初の生命は嫌気性生物が中心であったが、遅くとも24億年前までに光合成能力を持つシアノバクテリアが誕生し、地球環境が大きく変化した。シアノバクテリアは光合成によって太陽エネルギーを利用して大気中の二酸化炭素を同化(炭素固定)し、その副産物として酸素を排出する。大気中の酸素濃度の増加は大酸化イベント(Great Oxidation Event)として地層中に記録されている。シアノバクテリアが放出する酸素の増大に従い、まず大気圏内の二酸化炭素やメタンが消費され、温室効果が消失して24億年前にはヒューロニアン氷期とよばれる最初の全球凍結期に突入したと推測されている。22億年前にこの氷期は終結するが、この時期には海中でも鉄の酸化が活発となり、縞状鉄鉱床がさかんに生成された。この時期の酸素濃度はまだ現代と比べると低く(~1%)、新原生代(10-5億年前)になるまでこの傾向は続いた。19億年前までには真核生物が誕生した可能性があるが、真核生物が基礎生産の担い手として台頭するのは酸素濃度が現代とほぼ同程度になるエディアカラ紀以降のことであると考えられている。大気中の酸素の増加により嫌気性生物は海中深くなど特殊な環境を除いて大量に絶滅し、かわって酸素を利用する生物(好気性生物)が主流となった。また大気中の酸素は紫外線を遮断するオゾン層の出現をもたらし、生物の陸上への進出と発展をもたらした。 陸上に進出した樹木などの生物の死骸は堆積・加圧等され、石炭が形成された。特に古生代後半の石炭紀には陸上に大量の大型シダ植物が生い茂り、それが化石化することで大量の石炭が形成され、時代区分の名にまでなった。次いで、中生代末期の白亜紀には温暖な気候により海洋の生物量が増大し、同様の経過をたどって石油が形成された。ただしその後も石炭や石油の形成は続いており、石炭は第三紀までは盛んに生成された。日本に埋蔵されている石油も古第三紀に生み出されたものが主であり、石油はさらに新しく新第三紀の生成が主である。言い換えれば、かつて大気中に存在していた炭酸ガスと太陽エネルギーが、生物の働きによって長大な時間をかけて固定され、地中深くに封じ込められたものであると言える。現在でも大気中の二酸化炭素を有機化合物へと人工的に、かつ効率的に固定する方法は開発されておらず、人間、動物を含めた全ての従属栄養生物は、植物や藻類、シアノバクテリア(独立栄養生物)による光合成なくしては生命をつなぐことができないが、それは食糧ばかりでなくエネルギーでも、また地球上の様々な循環の仕組みを維持する上でも同様である。 文章: イソプレン イソプレンは多くの種の木によって生産され、大気中に放出される(主な生産者はオーク、ポプラ、ユーカリ、一部のマメ科植物)。植生によるイソプレンの年間放出量は約600 Tgであり、半分は熱帯広葉樹、残りは低木由来である。これはメタン排出量とおよそ同等であり、大気中に放出される全炭化水素の1/3に相当する。放出後、イソプレンは(ヒドロキシルラジカルのような)フリーラジカルおよびより少ない程度のオゾンによって、アルデヒド、ヒドロペルオキシド、有機硝酸塩、エポキシドといった様々な分子種に変換され、これらは水滴と混じり合いエアロゾルや煙霧の形成を助ける。ほとんどの分野ではイソプレン放出はエアロゾル形成に影響を与えると認められているが、イソプレンがエアロゾルを増加させるか減少させるかについては論争がある。 文章: 霧 ラジオ気象通報などの日本式天気図における霧の天気記号は「」。観測時に視程1 km未満の霧が出ており、雨や雪が降ったり雷が鳴っていないとき、天気を霧と記録する。また、陸上において視程が100 メートル以下、海上において視程が500 メートル以下のときは「濃霧」ともいう。国際気象通報式では、観測時に霧が存在しているか消えたか、空を透視できる(低い霧)かどうか、前1時間内の濃度変化(うすくなった/変化がない/濃くなった)、散在するか連続するか、観測所付近になくとも遠方に見えるかどうか、細氷・霧雪・雪を伴うかどうかの組み合わせで区分される天気から選択して報告する。基本の記号は霧が、低い霧が、地霧が。航空気象の通報式では、「視程障害」の欄の FG が霧を表し、併せて「特性」覧の MI (地)、BC (散在)、PR (部分)、FZ (着氷性)を用いる。 文章: 大気エアロゾル粒子 大気中にエアロゾル粒子が多いと、一般的に夕焼けや朝焼けの色が赤く濃くなるとされる(レイリー散乱も参照)。 また、核戦争では大規模な火災が発生、これにより短時間で煤煙によってエアロゾル粒子が多量に発生し、大気の透明度を極度に低下させ、核の冬が起こるとされている。 文章: 太陽 これはコロナ下層から湧き上がる電離高温ガスの塊であり、質量10 kg程度、速度101000 km/s、エネルギーは10 J程度にもなる。かつては太陽フレア発生による副次作用と思われていたが、観測の結果CMEがフレアよりも先に起こることもあると判明しており、CME発生の根本原因は解明されていない。コロナ内部でプラズマのガス圧力が高まり、太陽の引力を超える状態になると宇宙空間へ吹き出す現象が起こる。これは太陽風と呼ばれ、1951年にドイツのルートヴィヒ・ビーアマンが彗星の尾が太陽光の圧力以外に何かしらの力を受けていることから予測し、1962年にマリナー2号の観測で実証された。太陽風の密度は粒子が1 cm当たり5個程度、通常速度は300500 km/s。成分は主にプロトン (H)次いでアルファ粒子 (He)などイオンと電子などの荷電粒子である。 文章: 中間圏 中間圏の下、成層圏では気温が高度とともに増加するのに対して、中間圏では対流圏と同じように高度(気圧)に比例して気温が減少する。成層圏界面ではオゾン濃度が高いためにオゾンが紫外線を吸収して平均約-2.5°C、高いときには0°C前後あるのが、高度とともにオゾン濃度が減少し、中間圏界面では平均約-92.5°Cの低温である。したがって中間圏界面付近は通常、大気の鉛直構造の内、一番低温な部分となっている。こう見ると中間圏でも対流圏のような対流が起こるのではないかと思う向きもあろうが、中間圏における平均的な気温減率は対流圏よりも小さく、対流は多少見られても比較的安定な状態が多く高気圧・低気圧の発生は見られない。中間圏では大気密度が非常に低いために、この付近での熱構造は主に酸素分子が太陽からの紫外線を吸収し、大気を加熱することと、二酸化炭素が赤外線を放射することによる冷却の両者のつりあいによって決定している。 中間圏では冬よりも夏の方が温度が低い状態にある。これは冬季に大気下層からの熱が大規模波動によって活発に輸送されるためである。したがって、夏季には中間圏界面では-100°C以下になるので、夜光雲という特殊な薄い雲が観測されることもある。中間圏界面付近から上では大気に含まれる原子・分子が太陽からの紫外線によって電離し自由電子が増加する。このような大気が電離している層を電離層といい、この最下層にあたるD層は中間圏界面付近に位置し中間圏上層は電子密度が比較的多い状態となっている。 中間圏において高・低気圧の発生はないと、前に述べたが、中間圏では大気密度が非常に小さいことから、下層からプラネタリー波などの長周期波動が上方伝播した際、擾乱の振幅が相対的に大きくなる。こうした波動現象により、振幅が極端に大きい場所では力学的に不安定になっている部分もある。また、この波動現象は付近の大気大循環に大きな影響を与えていると見られる。 文章: 花粉 スギやヒノキなどは大量に花粉を飛散し(風媒花粉)、晴れの日、気温が高い日、湿度が低い日、風の強い日、雨上がりの日は花粉の飛散が多くなる。大気中への花粉の飛散による光環(大気光学現象の一種)は、花粉光環(花粉光冠)と呼ばれる。 文章: 可燃物 可燃物(かねんぶつ、英: combustible matter)とは、通常環境において着火した場合に燃焼が継続する物体の呼称である。純物質に対しては可燃性物質(かねんせいぶっしつ、英: flammable material)とも呼ぶ。また物体が継続的に燃焼する性質を可燃性(かねんせい、英: flammability)と呼ぶ。燃焼は、ある一定温度以上に保たれないと継続しないため、放射、対流、伝導により散逸する熱よりも、燃焼により発生する熱が上回る必要がある。また、多くの場合、燃焼に必要な酸素は空気から供給される為、可燃性は、可燃物表面の状態、形状、環境による影響を受ける。例えば、切り屑状の金属(スチール・ウールなど)は、表面積が大きく、ライターなどで比較的容易に着火が可能だが、金属の塊は火を近づけても容易には燃焼しない。 文章: 太陽活動周期 太陽の光球の温度は約5870Kであり、極紫外線より波長の短い放射の割合は非常に少ない。しかし、温度の高い太陽大気上層(彩層やコロナ)は、短い波長の放射をより多く放出する。大気上層は一様ではなく多くの磁化構造を含むため、太陽の紫外線、極紫外線、X線の流束は、太陽周期に合わせて著しく変化する。左の図は、第22太陽周期のピークである1991年8月30日から第23太陽周期のピークである2001年9月6日まで、日本の人工衛星ようこうが観測した太陽の軟X線の変動である。同様の周期に関連した変動は紫外線や極紫外線の放射でも観測される。 合計太陽放射に対しては極めて小さい寄与しかしないが、紫外線、極紫外線、X線の放射が地球の上層大気に与える影響は大きい。太陽からの紫外線や電離放射線は、成層圏の化学組成や電離層の温度及び電気伝導性に大きな影響を与える。 太陽からの電波の放射は、主に活動領域の磁場に捉えられたコロナのプラズマによるものである。F10.7値は、太陽からの電波のピークに近い波長10.7cmの周波数当たりの電波流束である。F10.7はSFU(英: Solar flux unit)の単位で表されることが多い(1 SFU = 10 W m Hz)。これは、太陽活動全体の優れた指標となり、太陽の紫外線放射と関連している。 文章: 大気汚染 大気汚染物質(「汚染質」とも呼ぶ)は、粒子(固体成分・液体成分)とガス(気体成分)に二分できる。主な汚染物質には以下のようなものが挙げられる。 これらのうち、ばい煙、粉塵、排出ガス、光化学オキシダントは「古典的」大気汚染物質、ダイオキシンと石綿はそれ以降に問題化した大気汚染物質である。各物質が悪影響を及ぼし始める量(しきい値)を超えた時に大気汚染物質と呼ぶ。 法令用語としては、日本の大気汚染防止法は「ばい煙」、「粉じん」、「自動車排ガス」、「特定物質」、「有害大気汚染物質」の5種それぞれ中の特定の成分を大気汚染物質に指定している。 人間の健康に直接影響を与えるものではないが、フロン類、ハロン、代替フロンなどの「オゾン層破壊物質」によるオゾン層破壊(オゾンホール)や、二酸化炭素、メタン、亜酸化窒素、六フッ化硫黄などの「温室効果ガス」による地球温暖化も広義の大気汚染に含める場合がある。 文章: 紫外線 ただ近年はこの常識から外れるFar-UVCと呼ばれる「人の目や肌に無害な波長域」が200~230nm、特に222nmを中心に研究されており、有人環境下での殺菌の実現の可能性が高まっている。(2020年9月よりこの波長域を使った市販製品が発売され、国立病院等を中心に2022年段階で4000か所以上で稼働している)紫外線照射に対する生体の防御反応として、人間の体では茶色の色素のメラニンを分泌して皮膚表面に沈着させる(これを「日焼け」という)ことにより、それ以上の紫外線の皮膚組織への侵入を防ぎ、より深い皮膚組織へのダメージを軽減させようとする。この分泌度は人種によって異なっているため、このことが皮膚の色の違いによる人種の区別をもたらしている。市販の日焼け止めローション・クリームも紫外線の進入を防ぐ効果を利用している。これらの製品では、「SPF値」「PA」と呼ばれる紫外線防御効果が記載されている。 文章: 大気汚染 ヨーロッパや北アメリカではこうした汚染状況を明確化するため、各国の排出量や沈着量などのデータを作成し公表している。例えば、北欧のスウェーデンでは硫黄酸化物の93%、窒素酸化物の87%が国外から運ばれてきて沈着している(1994年時点)というデータが得られている。 東南アジアでは、森林(熱帯雨林)火災や泥炭火災の煙が大規模な煙霧となり周辺国にまで広がる越境汚染が、1980年代から深刻化した。1997-1998年には約9万kmに及ぶ火災によりブルネイ、インドネシア、マレーシア、フィリピン、シンガポール、タイの6カ国に広がる過去最大の煙霧が発生、2006-2007年にもカンボジア、ラオス、ミャンマー、タイの4カ国で空気質指数(AQI)が"Unhealthy"となる大規模な煙霧が発生している。これに対処するため、東南アジア諸国連合(ASEAN)加盟国は2002年に越境煙霧汚染ASEAN協定(英語版)を締結(2003年発効)し、国家間の情報提供や連携した防止策を取り決めている。ただし、域内の泥炭面積の7割を有するインドネシアが条約を批准していない事や、所得の少ない農民によるアブラヤシ(パーム油の原料)生産のための開墾が森林破壊の主な原因で、伐採により露出して乾いた泥炭が火災を引き起こしている事などの問題があり、その後も越境煙霧汚染は度々発生している。 硫黄酸化物、窒素酸化物、酸性雨、スモッグ・煙霧などの越境汚染は、同様に大きな排出源を有するインド、バングラデシュなどの南アジアや、中国、韓国、日本などの東アジアでも発生している。東アジアでは1998年に酸性雨の原因物質の動向を監視する東アジア酸性雨モニタリングネットワーク(EANET)が発足している。 文章: 紫外線 人間が、太陽の紫外線に長時間さらされると、皮膚・目・免疫系へ急性もしくは慢性の疾患を引き起こす可能性がある。UVCは高エネルギーであるためUVAやUVBよりはるかに危険である。UVCはオゾン層を透過しないため、太陽からのUVCは地上には届かないため過去ほとんど注意が払われていなかった。しかし、人工的に発生された場合200 nmより長波長のUVCは大気を伝播することが可能であり注意が必要である。例えば、250 nm程度のUVCを使用する浸漬型紫外線減菌装置などは装置の外で紫外線光源のスイッチを入れれば被曝の危険性がある。 一方222nmのUVCなど紫外線の波長によっては角質層や角膜の最表層までしか届かないものもあり、これらはヒト・動物のいる空間全体に照射したり褥瘡創傷に直接照射することも可能である。 紫外線はたんぱく質を変性させるため、皮膚に紫外線が照射されるとコラーゲン繊維および弾性繊維にダメージを与えて皮膚を加齢させる。 文章: 煙霧 煙 霧(えんむ) 煙と霧。 空気中に浮遊する微粒子による空気の濁り。 ピンイン: ynw 注音符号: 南語: ian-b 客家語: yn-vu 煙霧 (簡): 烟 煙霧、スモッグ 文章: 活性酸素 活性酸素(かっせいさんそ、英: Reactive Oxygen Species, ROS)とは、大気中に含まれる酸素分子が、より反応性の高い化合物に変化したものの総称である。一般的にスーパーオキシドアニオンラジカル(通称スーパーオキシドイオン)、ヒドロキシルラジカル、過酸化水素(ペルオキシドイオン)、一重項酸素の4種類とされる。活性酸素は、酸素分子が不対電子を捕獲することによって、スーパーオキシド、過酸化水素、ヒドロキシルラジカル、という順に生成する。スーパーオキシドは酸素分子から生成される最初の還元体であり、他の活性酸素の前駆体であり、生体にとって重要な役割を持つ一酸化窒素と反応してその作用を消滅させる。活性酸素の中でもヒドロキシルラジカルは、極めて反応性が高いラジカルであり、活性酸素による多くの生体損傷は、ヒドロキシルラジカルによるものとされている。