夜光雲：中間圏界面に現れる青白い雲の科学

夜光雲（やこううん、英: noctilucent clouds, NLC）は、地球の大気圏において最も高い高度に発生する雲の一種です。地上約75kmから85kmの中間圏界面付近に形成され、日の出前や日没後に観測される特異な気象現象として知られています。極中間圏雲（PMC）とも呼ばれます。

観測と歴史

夜光雲が初めて科学的に記録されたのは1885年のことです。イギリスのロベルト・レスリーによる発見以降、研究が進められました。ドイツのオットー・イェッセは、1887年に世界で初めて夜光雲の写真を撮影し、「夜に光る雲」を意味する「noctilucent cloud」という名称を提唱しました。初期にはクラカタウ火山の噴火との関連が議論されましたが、現在では火山活動とは直接的な因果関係はないと考えられています。

1960年代以降、観測ロケットによる調査が進み、中間圏の極低温環境が雲の形成に不可欠であることが判明しました。その後、1972年のOGO-6衛星による宇宙からの観測や、2001年のUARS衛星による成分分析を経て、夜光雲の主成分が氷であることが確定しました。2007年には夜光雲の観測を主目的とする衛星「AIM」が打ち上げられ、その力学的メカニズムの研究が飛躍的に進展しました。

発生メカニズム

夜光雲は、夏半球の高緯度地域（緯度50°～70°付近）の中間圏界面で発生します。この時期、夏極上空の中間圏は断熱膨張により地球大気中で最も低い気温に達します。ここに水蒸気が供給され、微細な流星煙粒子などを核として氷晶が形成されることで雲となります。雲粒の大きさは40～100nm程度であり、太陽光の青い成分を散乱（レイリー散乱）させるため、地上からは青白く輝いて見えます。

また、自然発生的なものだけでなく、ロケットの打ち上げに伴う排気中の水蒸気が原因で発生する「人工的な夜光雲」も観測されています。2017年には日本のH2Aロケット打ち上げ時に、関東以西で夜光雲が目撃された事例があります。