オゾンホールの日本への影響

環境問題の一つとしてオゾン層の破壊が挙げられる。フロンガスの規制は行われているものの、大気中に蓄積したフロンによりオゾンホールの規模はいまだ縮小し始めていない。2011 年春季には北極観測史上最大のオゾンホールが観測された。このオゾンホール自体は極渦内部で起きる現象のため人が多く住む中緯度地域への影響は少ないが、下部成層圏においてオゾンを再生する化学反応は存在しないので、極渦の崩壊後にはオゾン破壊のおきた空気塊が拡散し中緯度大気に影響を及ぼす。本研究はつくば上空における極渦崩壊前後のオゾンの濃度を比較することによって、オゾン層破壊の影響が日本にどの程度あるのか調べることを目的とする。
つくばの国立環境研究所ではフーリエ変換型分光計（FTIR）を用いて大気微量成分の観測を行っており、東北大学ではこの観測スペクトルを用いて解析を行っている。本研究ではオゾン、フッ化水素（HF）についてスペクトルフィッティングプログラムSFIT2 を用いて高度分布を導出している。
下部成層圏ではHF は化学的に安定で、力学的輸送の指標として使えるためHFを同時に調べている。オゾンとHF の相関を取ることで力学的変動分をキャンセルし、求めたいオゾンの化学破壊による変動分を導出することができる。極渦崩壊前後のオゾンとHF との相関を比較し、オゾンの化学破壊を経験した空気塊がどの程度中緯度に影響を及ぼすかを調べている。
後藤（2010）は同じつくばの観測から2008 年までの解析を行っており、2005-2008 年の3 月から5 月に観測された高度19km 付近における中緯度空気塊のオゾン-HF 相関から2007、2008 年には極渦崩壊後にオゾン量が減少していることを見出した。その減少量は0.2-0.4ppm であった。本研究では研究方法の有効性の検証を含めて2002-2011 年の年間の日本上空へのオゾン層破壊の影響を調べる。

The ozone depletion is one of the environmental problems. In 2011, ozone depletion which was comparable to the Antarctic ozone hole occurred in the Arctic.
The ozone depletion has occurred inside the polar vortex. The airmass from inside the polar vortex is spread to mid-latitude in spring after its breakup. The purpose of this study is to quantify the impact of polar ozone depletion on mid-latitude by comparing the amounts of ozone in mid-latitude airmasses before and after the breakup of the polar vortex.
Vertical profiles of ozone and hydrogen fluoride (HF) have been retrieved from infrared spectra observed with a Fourier transform infrared spectrometer (FTIR) at Tsukuba using the SFIT2 spectral fitting program developed by Rinsland et al. [1998].
HF can be used as a tracer of the transport, because HF is a remarkably stable species in the stratosphere. Ozone and HF usually show a very high correlation in the lower stratosphere because both species are stable. But the correlation will be changed when ozone is chemically perturbed. Therefore, we examined the correlations of mixing ratios between ozone and HF in the mid-latitude airmasses before and after the breakup.
Goto et al. [2010] compared the ozone-HF mixing ratio correlations in the mid-latitude airmasses before and after the breakups of the polar vortex between 2005 and 2008 and indicated that ozone was decreased by 0.2 to 0.4 ppmv at around 19km altitude in 2007 and 2008.But she did not investigate ozone-HF mixing ratio correlations from January to December. So,we investigate  the annual impacts of the Arctic ozone depletion on Japan in 2002-2011.