こだわりアカデミー
オゾン濃度はこの100年で2倍以上に。 進む大気汚染、地球温暖化をどう食い止めるか
地球規模でオゾンを追う
（独）国立環境研究所 地球環境研究センター・地球大気化学研究室室長
谷本 浩志 氏
たにもと ひろし
1972年香川県生まれ。96年東京大学理学部化学科卒業、98年同大学院理学系研究科化学専攻修士課程、2001年同博士課程修了。同年より（独）国立環境研究所・大気圏環境研究領域大気反応研究室勤務。05年同主任研究員に、その後ハーバード大学客員研究員などを経て、11年より現職。10年に国連「大気汚染の半球規模輸送タスクフォース」評価報告書を共同執筆、12年より国際地球大気化学プロジェクト（IGAC）・科学運営委員会メンバーを兼任。
2014年7月号掲載
善玉と悪玉があるオゾン。温暖化の原因にも
──先生は大気化学がご専門と伺っています。大気を化学するとは、どういったご研究でしょうか？
谷本 いろいろありますが、私の場合は大気汚染が主なテーマで、特に地球規模でのオゾンを研究しています。
──大気汚染というと、身近なところでは光化学スモッグや車の排気ガスなどを想像します。でも先生のご研究は地球規模で、しかもオゾンとは…。オゾンはむしろ紫外線から私たちを守ってくれる大事な存在だと思っていました。
谷本 そうですね。実はオゾンは存在する場所によって、善玉と悪玉に分かれるんですよ。しかもオゾン自体は活性酸素ですので、そもそも生物には有害なのです。
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| 気体のオゾンを低温で濃縮していくと紺色の液体になる〈Bureau International des Poids et Mesures の許可を得て掲載。©BIPM〉 |
──同じものなのに所変われば味方にも敵にもなってしまうんですね。どう違うんですか？
谷本 オゾンの約9割は地上から高度10�勸幣紊寮�層圏に存在していて、これが紫外線を防いでくれる善玉です。残りの1割がそれより下のわれわれ人間が住む対流圏に存在する悪玉オゾンです。
──高度10�劼△燭蝓△舛腓Δ蛭�行機が飛ぶくらいの高さが境目ということですね。そこから下の対流圏に広がっているのが、私たちの健康にも悪影響を及ぼすと…？
谷本 はい、そうなんです。また、人間や植物への影響以外にも、地球温暖化の大きな原因の一つでもあるんです。
──温暖化ですか？温暖化というとまずCO2が浮かびます。オゾンというイメージはあまりないのですが…。
谷本 もちろん温暖化の一番の原因はCO2で、原因の約5割を占めます。でも、次に多いのがメタン、そしてオゾン、ブラックカーボン（すす）などと続くんです。CO2はいったん大気に出されるとなかなかなくなってくれないのですが、その他は大気中の寿命が短いんです。例えばオゾンですとせいぜい1〜2週間程度なんですが、偏西風に乗って地球を一回りすれば北半球に拡散してしまうんです。
──なるほど。それは深刻な問題ですね。
谷本 はい。だから地球規模でオゾンの分布や変化を追っているんです。CO2を減らすのは政治的課題になるほど難しい状況ですよね。一方で、オゾンなどの短寿命物質を減らすと、温暖化の進みを遅らせるのに有効なことが最近注目されてきたんです。そのためにも、オゾンの観測を通じて、状況を把握することが喫緊の課題です。
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| 観測機器を設置して森の大気濃度を測定〈写真提供：谷本浩志氏〉 |
離島、海、空、果ては宇宙。世界各地で観測
──地球規模での大気観測というと、具体的にはどのような場所で？
谷本 例えば中国やインドといった、今すごく大気汚染がひどい地域、つまり地球規模で見て多くの汚染物質を「輸出」している地域での実地観測もします。
また、上空の空気を採取したい場合は、大気球を上げたりもしますが、最近では民間航空機や多国間を行き来する貨物船に計測器を積んで、無人で観測ができるようにもなってきました。私が観測を始めた頃は、北海道の利尻島や長野県の八方尾根といった離島や山の上などにも行きましたが、現在は設置した観測機器のデータをインターネットで常時見ることが当たり前になってきました。
──技術の進歩で観測の手法もどんどん変わっているんですね。航空機が利用できるなら、世界中の空気の採取も容易になりますね。
谷本 はい。そのようにして世界各国で技術・観測データを共有しています。
さらにここ10年くらいは、宇宙から大気汚染を計測する研究もすごく進んでいます。ヨーロッパなどで衛星センサーを上げて、オゾンのもととなるNOx（酸化窒素）を調査していますし、日本でも今、「国際宇宙ステーション（ISS）」にセンサーを設置して大気汚染を測るプロジェクトを大気化学の研究者で検討しています。欧米の研究者と連携して「ISS地球観測所」構想と呼んでいるんですよ。ISSは通常の衛星と比べて地球に近い軌道にあるので、従来のセンサーが約20〜40�劼糧楼呂�1データを計測するところ、1〜2�劼任侶彗�ができるようになるはずです。
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──宇宙からとはすごい。将来的にはかなり詳細なデータが取れるようになるでしょうね。ところで、現在の段階ではどういうことがわかっているのでしょうか。
谷本 平均的な地球規模のオゾン濃度でいえば、1900年頃は10〜20ppb（気体の容積比、ppb＝10億分の1）だったものが、現在では40〜50ppbに上がっています。日本や欧米の環境基準では60ppbが目安。国際的な基準でも対策が必要なレベルと言えますね。
──対策はどのようにしたらよいのでしょうか？
谷本 オゾンなどの短寿命物質は、主に自動車の排気ガス、工場のばい煙などの汚染物質に太陽光があたってできるんです。現状では、先進国では対策が進み、原因物質の排出が年々減っているので、やはり人口が増えて工業化も進んできた発展途上国からの排出をできるだけ減らす対策が有効です。例えば、自動車や火力発電所の排ガスを抑える装置を付けたり、薪や石炭をガスなどのクリーンエネルギーに変えたり…。こういった対策技術はすでにあるのですが、広く普及していないことが大きな原因ですね。
──地球規模で大気汚染を減らすためには、途上国等への啓発や技術の提供なども大事だということですね。
海の微生物と気候のかかわり、地球の謎を解明していきたい
──ところで、先生にとって研究の面白さとは？
谷本 最近はなかなか行けませんが、なんといっても現場に行くことですね。フィールドワークが好きなんです。実は理系に進学したものの、実験室にこもって研究をするのはもともと苦手でした。ところが、大学4年生のときにあるプロジェクトに参加して、チームでやる仕事が面白くなって。また、当時の研究室の教授の勧めで化学と地球物理を足して2で割ったような対流圏オゾンの研究に興味を持つようになったんです。
──めぐり合わせを感じますね。オゾンの他には、今後はどのようなテーマを？
谷本 大気汚染には直接関係ないのですが、ここ5年間くらい、海をフィールドにした研究もしています。海に行ったとき、独特な臭いを感じたことはありませんか？
──磯臭さのことですか？
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| 船から海水のサンプリング装置を下ろし、さまざまな深さの海水を採取する〈写真提供：谷本浩志氏〉 |
谷本 そうです。あの臭いには硫黄分の硫化ジメチル（DMS）というガスが含まれています。プランクトンが光合成で作り出すものなのですが、それが海から大気中に出ると、少しずつ酸化されて粒子になる。その粒子が核になって、やがて雲ができるという説が古くからあるんです。このメカニズムは、太古の昔から起こっていて、地球の気候調節に関わっているといわれているんです。でも、ほんとうにその説が正しいのか？ そもそも生物は何のためにDMSを作っているのか？ といった基本的なこともまだよく分かっていないので、ぜひそれを解明してみたいと考えています。
──太古の昔からとは…、また違う興味が湧きますね。
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| 海水中のガスの濃度を表示〈写真提供：谷本浩志氏〉 |
谷本 DMSは世界の科学者の間でも興味深いテーマで、それだけをテーマにしたシンポジウムも開催されるほどです。大気、海、生物…さまざまなジャンルの科学者が参加するちょっとマニアックな会で、もちろん私も参加しています（笑）。
──地球の歴史を探るロマンを感じますね。これからもいろいろな角度からの大気のご研究を通じて地球の謎を解明し、地球を守っていただきたいですね。本日はどうもありがとうございました。
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| 船の中の実験室。海上の大気と海水を測定している〈写真提供：谷本浩志氏〉 |
（独）国立環境研究所研究室は、2021年より（独）国立環境研究所地球システム領域と名称が変わりました。谷本さまは現在、副領域長としてご活躍されていらっしゃいます。
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