宇宙線生成核種^7Beをトレーサーとした地球高層大気運動の研究

地球大気中には銀河宇宙線によって種々の放射性核種が生成されているが、特に半減期53日のBe-7は、その70%は、高度10数km程度の成層圏下部で生成され、残りの30%は、対流圏上部で作られる。Be-7は、大気運動によってゆっくりと地表に降下するため、地表におけるBe-7の濃度の変動は、数10日のタイムスケールでおこる成層圏と対流圏の大気運動を解明する上で重要なトレーサの役割を果たす。これまで成層圏と対流圏とは大気のやり取りがほとんどないと考えられていたが、Be-7の長期測定は、両大気圏間における大気の相互作用を調べる上でも注目される。2002年以降の5年間の測定データから、毎年、規則的に春と秋にBe-7の降下量が2-3倍増加することが明らかになった。Be-7の降下は、これまで降雨と密接に関係すると考えられていたが、降雨量のデータを調べた結果、地上Be-7濃度と降雨量とは相関のないことが示された。このBe-7降下量の増加を説明するためには、春と秋には成層圏下部で生成された大量のBe-7が、対流圏に効率よく降下する大気運動を考える必要がある。気象学的には春秋季の日本の上空には、尾根と谷のうねり構造をもつ偏西風に乗って移動性高気圧と温帯低気圧が1000km程度の間隔で対をなして、交互に通過することが知られている。高気圧へは偏西風のDivergence(尾根から谷に向かう場所に位置する)から地表に向かって降下する大気の流れがあり、一方、低気圧には地表から偏西風のConvergence(谷から尾根に向かう場所に位置する)へ向かって上昇する大気があるために、高気圧と低気圧が対をなして通過すると、その間に大規模な大気の循環がおこり、これが成層圏と対流圏間の大気の交換をひきおこす。この大気運動のモデルにより、春秋季におけるBe-7濃度の増加は、定性的には説明できると思われる。今後の課題は、この大気モデルの定量化である。

地球大気中には銀河宇宙線によって種々の放射性核種が生成されているが、特に半減期53日のBe-7は、その70%は、高度10数km程度の成層圏下部で生成され、残りの30%は、対流圏上部で作られる。Be-7は、大気運動によってゆっくりと地表に降下するため、地表におけるBe-7の濃度の変動は、数10日のタイムスケールでおこる成層圏と対流圏の大気運動を解明する上で重要なトレーサの役割を果たす。これまで成層圏と対流圏とは大気のやり取りがほとんどないと考えられていたが、Be-7の長期測定は、両大気圏間における大気の相互作用を調べる上でも注目される。2002年以降の5年間の測定データから、毎年、規則的に春と秋にBe-7の降下量が2-3倍増加することが明らかになった。Be-7の降下は、これまで降雨と密接に関係すると考えられていたが、降雨量のデータを調べた結果、地上Be-7濃度と降雨量とは相関のないことが示された。このBe-7降下量の増加を説明するためには、春と秋には成層圏下部で生成された大量のBe-7が、対流圏に効率よく降下する大気運動を考える必要がある。気象学的には春秋季の日本の上空には、尾根と谷のうねり構造をもつ偏西風に乗って移動性高気圧と温帯低気圧が1000km程度の間隔で対をなして、交互に通過することが知られている。高気圧へは偏西風のDivergence(尾根から谷に向かう場所に位置する)から地表に向かって降下する大気の流れがあり、一方、低気圧には地表から偏西風のConvergence(谷から尾根に向かう場所に位置する)へ向かって上昇する大気があるために、高気圧と低気圧が対をなして通過すると、その間に大規模な大気の循環がおこり、これが成層圏と対流圏間の大気の交換をひきおこす。この大気運動のモデルにより、春秋季におけるBe-7濃度の増加は、定性的には説明できると思われる。今後の課題は、この大気モデルの定量化である。