かって身近にフロンティアがあった MAP,南極、野村さん

かって身近にフロンティアがあった
MAP,南極、野村さん
岩坂泰信 1
1
滋賀県立大学（〒522－8533 滋賀県彦根市八坂 2500）
Frontier of Laser Sensing at One Time
MAP, Antarctic Observation, Dr. Nomura-san
About 30 years ago, stratospheric aerosol was topics and many investigators had been monitoring the stratospheric
aerosols. Additionally those times Middle Atmosphere was suggested as a kind of strange area of atmosphere and
international scientific program, Middle Atmosphere Program, in which various remote sensing techniques including
lidar technique suggested to be effective tool to investigate the Middle Atmosphere, was proposed mainly by US,
Japan, and France scientific communities. In Japan, lidar observations of Antarctic Middle Atmosphere was proposed
as a part of Japan Middle Atmosphere Program. NOMURA-san joined the program and made large contribution to
Japan Middle Atmosphere Programs.
Key Words: Laser, LIDAR, Antarctica, Middle Atmosphere
1. は じ め に
お よ そ 30 年 前（ あ る い は そ れ よ り も う 少 し 前 ）、
成層圏エアロゾルの話題がライダーグループの
中 で 大 き な 話 題 で あ っ た 。火 山 噴 火 と の 関 係 や 流
星 雨 と の 関 係 、さ ら に は そ れ ら と 気 候 の 関 係 な ど
が い ろ い ろ な 人 に よ っ て 取 り 上 げ ら れ て い た 。ま
た 、大 気 の 運 動 を 研 究 し て い る 研 究 者 に と っ て も
火山灰の広がりなどの様子から大気運動の実態
を 調 べ る 手 掛 か り が 得 ら れ る と あ っ て 、大 き な 関
心をもってライダー観測の結果が受け入れられ
ていた。
そ ん な 中 で 、 国 際 中 層 大 気 観 測 計 画 （ Middle
Atmosphere Program） を 世 界 で 進 め よ う と 提 案 が
な さ れ た 。最 も 熱 心 だ っ た グ ル ー プ は ア メ リ カ と
日本でありヨローッパでもいくつかの研究グル
ー プ が 熱 心 に 検 討 を し て い た 。日 本 の 中 で は 、ラ
イダーの研究グループが挙げてきた数々の成果
が 多 く の 研 究 者 の 目 に と ま っ て い た と 思 わ れ 、早
い 段 階 で 「 日 本 が MAP を 進 め る 場 合 に は 、 ラ イ
ダ ー コ ミ ュ ニ テ ィ ー の 参 加 は 必 須 」と 考 え ら れ て
い た ら し い 。ち な み に 、中 層 大 気 と は 高 度 10ｋ ｍ
か ら 100ｋ ｍ ま で の 領 域 を 言 い 、当 時 は 10 ㎞ 程 度
までは気象関係の各種測器で観測が行われてお
り 、そ の 上 に な る と 電 波 関 係 の 技 術 で 100km か ら
数 1000ｋ ｍ の 空 間 が 探 さ せ て い た 。
い く つ か の 紆 余 曲 折 を 挟 み な が ら 、結 局 当 時 の
ラ イ ダ ー 大 気 観 測 グ ル ー プ の 多 く が MAP に 参 加
し そ れ ぞ れ 研 究 を す る こ と に な っ た の だ が 、大 き
な 問 題 に な っ た の が「 南 極 に お い て も ラ イ ダ ー 観
測 」を し よ う と す る 野 心 的 な 試 み で あ っ た 。野 心
的な試みであることに加えて誰が担当するか詰
めの無いまま計画立案へと事態が動いていった
経緯がある。
と い う の は 、多 く の ラ イ ダ ー 観 測 グ ル ー プ は 自
分 の 所 属 機 関 の あ る 場 所 で（ 言 わ ば 我 が 家 で ）観
測 す る 予 定 で 準 備 を し て い た の で あ り 、南 極 を 考
えていたとはとても思えない。
2. 南 極 の 中 層 大 気
い ず れ に せ よ 、こ の 強 力 な リ モ ー ト セ ン シ ン グ
技術を使って南極の空を調べるなら面白そうな
科 学 成 果 が 続 々 出 る だ ろ う と 考 え ら れ 、岩 坂 に そ
の あ た り を ま と め る よ う 要 請 が あ っ た 。そ う こ う
す る う ち に 南 極 MAP と 称 す る プ ロ グ ラ ム の 中 核
が 出 来 上 が り 、赤 外 放 射 観 測 、ラ イ ダ ー 観 測 、大
型 ・ 小 型 の 気 球 大 気 観 測 を 中 心 と し 、 第 23 次 南
極 観 測 隊 か ら 27 次 隊 ま で 5 か 年 に わ た る 観 測 と
さ れ た 。23 次 隊 と 言 う の は 1981 年 の 11 月 に 出 発
し た 隊 で あ り 、そ の 後 1 年 づ つ 担 当 者 が 出 か け る
ことになる。
南 極 の 中 層 大 気 の 観 測 の タ ー ゲ ッ ト は 、ラ イ ダ
ー で は 、 成 層 圏 エ ア ロ ゾ ル 、 夜 光 雲 、 Na 蒸 気 層
の 動 態 観 測 で 、（ う ま い こ と 行 っ て ） そ れ ら を 同
時に測ることが出来れば中層大気件の上下方向
に大気運動の様子を一気に見ることが出来ると
された。
計画書が出来上がりやがていくつかのステッ
プを踏んで日本学術会議や文部省の測地審議会
な ど で お 墨 付 き が 得 ら れ 、国 家 事 業 と し て 走 り 出
すことになる。
当 初 は 、南 極 観 測 と 言 え ば 人 が 続 々 集 ま る だ ろ
う と か 、レ ー ザ ー 関 連 技 術 の 進 歩 は 早 く 専 門 的 な
経験がそれほどなくても運用ができるであろう
な ど と 思 わ れ て い た の だ が 、現 実 に は そ う う ま く
こ と は 運 ば ず 、肝 心 の 人 選 も 大 い に 難 航 す る 羽 目
に な っ た 。あ れ や こ れ や 議 論 し て い る う ち に 、結
局 南 極 MAP の 2 年 次 に 岩 坂 が 行 く こ と に な り（ そ
うなるまでにレーザレーダ研究会のメンバーの
何 人 か の 方 に 声 掛 け し た 記 憶 が あ る ）急 ぎ 準 備 に
入 っ た が 、そ の あ と に 続 い て ゆ く 人 を 探 す の は さ
らに難航した。
長野でのレーザーセンシングシンポジウムで
南 極 観 測 の 計 画 を 話 し た さ い 、多 く の 皆 さ ん か ら
は「 悪 い こ と 言 わ な い か ら や め と き な さ い 」と 言
わ れ て し ま い 、こ り ゃ あ か ん わ い と 思 っ て い た と
こ ろ 、野 村 さ ん か ら 電 話 が 入 り「 あ の 時 の 雰 囲 気
で は 、と て も 私 行 き た い で す と は 言 い だ し か ね た
ん だ が 、岩 坂 さ ん の 後 で あ れ ば 行 き た い 」と の こ
と で 、深 夜 に こ の 電 話 を 受 け た こ と で 南 極 観 測 は
何とかなると胸をなでおろした。
ま さ に 、野 村 さ ん の 申 し 出 が 南 極 の ラ イ ダ ー 観
測を決定的にした瞬間であった。
論する上で大きな貢献をした。
大雑把に言うとフロンは成層圏で窒素酸化物
と反応しフロンのオゾン破壊はこのままである
と極めて限定的なものにとどまるのである。
と こ ろ が 、こ の 反 応 物 が 氷 表 面 で は 分 解 さ れ て
塩 素 分 子 と そ の 他 の 窒 素 化 合 物 に な り 、窒 素 化 合
物の部分は氷の中に取り込まれ塩素分子は大気
中に放出されるのである。
大気中の放出された塩素分子は太陽光を浴び
る と（ す な わ ち 春 に な る と ）分 解 し て 塩 素 原 子 と
なり周辺の酸素などと反応し塩素酸化物となる
と 同 時 に「 塩 素 酸 化 物 に よ る オ ゾ ン 破 壊 連 鎖 反 応
系 」を 形 成 す る の で あ る 。こ の よ う に し て 、南 極
の春にのみ顕著なオゾン破壊がシンクすること
になるのである。
フ ロ ン は 年 々 濃 度 を 増 し て い る た め に 、南 極 春
に作られる塩素酸化物の濃度もそれに対応して
濃 度 を 増 し 、同 時 に オ ゾ ン を 破 壊 す る 規 模 も 増 大
し て ゆ く と い う 事 に な る 。 イ ギ リ ス の Farman ら
は年々進行する南極オゾン破壊の様子をネイチ
ャー誌に報告し何故オゾン破壊が南極で顕著な
の か を 議 論 し た が 、今 と な っ て み る と 議 論 の 部 分
は 全 く 的 を 得 て い な か っ た 。当 た り 前 で あ る 。PSC
の存在が彼らが論文を作っていた頃はしられて
いなかったのであるから。
3. ト ピ ッ ク ス ： オ ゾ ン ホ ー ル
オゾンホールが南極で発見されたきっかけは
い く つ も あ る が 、こ の 話 題 は フ ロ ン の オ ゾ ン 壊 し
が現実に起きていることを証拠立てたものとし
て 世 の 注 目 を 浴 び た 。オ ゾ ン ホ ー ル 発 見 の 端 緒 は
日本の南極観測だという言う人もいるがそれは
や や 言 い 過 ぎ の よ う に も 見 え る 。た だ 、こ の 現 象
が確かにフロンによって生じているというには、
南極成層圏で冬の間に多量に発生する成層圏エ
ア ロ ゾ ル（ 通 常 PSC と 呼 ば れ る ）の 発 見 を 待 た ね
ばならなかった。
も し 、「 オ ゾ ン 破 壊 が フ ロ ン に よ っ て 破 壊 さ れ
て い る 」と 素 直 に 考 え る な ら「 オ ゾ ン 破 壊 は 世 界
中 い た る と こ ろ で 進 行 す る は ず 」な の で る 。南 極
で特異的にオゾン破壊が進行する訳はこれらの
考えの中にはないのである。
南 極 の ラ イ ダ ー 観 測 に よ っ て PSC と 呼 ば れ て
いる極地方に特異的な成層圏エアロゾルが冬の
間 に 生 じ て い る こ と が 判 明 し た が 、そ れ に 先 立 っ
て人工衛星観測でアメリカの研究者たちが南極
の冬には成層圏で多量のエアロゾルが発生して
い る こ と を 突 き 止 め て い た 。ラ イ ダ ー 観 測 は そ の
こ と を 再 確 認 し た も の で あ る が 、そ の 時 の 粒 子 は
結晶性のモノであろうことや成層圏下部に概ね
10 ㎞ 程 度 の 厚 さ に ま で 成 長 し て い る こ と を 明 ら
か に し PSC の 正 体 が 氷 結 晶 に 近 い も の で あ る こ
と を 示 し 、PSC 粒 子 の 表 面 で 生 じ る 化 学 反 応 を 議
まとめと謝辞
こんな風に南極ライダーが活躍したのである
が 、 野 村 さ ん の 貢 献 は 他 に も Na 層 の 観 測 も あ り
極 め て 大 き か っ た 。長 野 で の 大 会 に こ の よ う な 話
をさせてもらえたことにいろいろな縁を感じ皆
さんに心から感謝する次第です。
参考文献
1） Y. Iwasaka, T. Ono, A. Nomura: Geophys. Res.
Lett., 13. 1407-1411 (1986).