エアロゾルって何?(昭和基地のエアロゾル研究・前編)

エアロゾルとは何でしょうか?筆者が初めてこの言葉を知ったときは、「ゾルってなに?」と思いました。単語の響きが楽しすぎて、ついゾルゾルと言いたくなってしまいます。

エアロゾル(aerosol)とは、空気中に固体や液体の微粒子が浮遊している状態、またはその微粒子自体を指します。ゾル(sol)とは、微粒子などが液体中に分散した状態のことです。エアロゾルは、空気(aero)の中に、小さな砂粒や、海面の泡がはじけるときに生じる、とても小さな海水の粒などが漂っている状態、とイメージするとわかりやすいかもしれません。

私たちは、南極のエアロゾルの数濃度や化学組成、鉛直分布を測定するほか、鉱物粒子や黒色炭素などの濃度、大気中のハロゲン成分濃度も調べています。こうした観測を通じて、南極の大気環境や物質循環を理解しようとしています。エアロゾルは大気中で生成・変質するほか、遠くから運ばれてくることもあり、大気中で起きている現象を知る手がかりとなります。

エアロゾル観測をしている清浄大気観測室とその周辺の景色
撮影:JARE67 西野沙織(2026年3月23日)

一見何もないように見える空気のなかにも、さまざまな微粒子が浮遊しています。

私たちの研究では、オゾンホールの出現や縮小にともなう、南極の大気環境の変化に注目しています。オゾンホールの規模は、近年、縮小傾向にあることが報告されています。オゾン層の回復が進むなかで、大気中の物質循環がどのように変化していくのかを明らかにしようとしています。

春から初夏にかけて南極上空に現れるオゾンホールは、地表に届く紫外線の量を増加させます。紫外線は大気中の光化学反応に関わり、そこで生成される反応しやすい物質(酸化剤)は、さまざまな物質を化学的に変化させます。そのため、紫外線量の変化は大気中の物質循環に影響し、ひいては気候にも関わる可能性があります。

こうした影響を明らかにするため、昭和基地での大気観測に加え、過去に積もった雪や氷の試料分析、数値モデルを用いた解析にも取り組んでいます。これらを通じて、南極の物質循環を過去から現在、そして将来にわたって理解することを目指しています。(雪や氷の調査については、後編をご覧ください)

今日も昭和基地では、小さな粒子を手がかりに、南極、さらには地球全体の大気で起きていることを探っています。

昭和基地で観測された極域成層圏雲(PSCs)
撮影:JARE67 大西 祐喜(2026年6月5日)

上の写真の極域成層圏雲(PSCs)*は成層圏の非常に低い気温のもとで発生する雲です。雲の粒子上の化学反応で、塩素化合物が光によって分解されやすい形に変わっていきます。極夜明けに太陽光が戻ると、塩素(Clラジカル)が生じてオゾンと反応していくことにより、オゾンホールの形成につながります。実は、成層圏のエアロゾル粒子も、この雲の形成に関わっています。すきあらばエアロゾル!!
*観測隊ブログ「極地で出会う雲」

(JARE67 西野沙織)

▼後編
「エアロゾルの研究なのに、どうして雪や氷?(昭和基地のエアロゾル研究・後編)」