極域成層圏雲と真珠母雲の概要

極域成層圏雲（きょくいきせいそうけんうん、英: polar stratospheric clouds, PSC）は、地球の極地方における高度約15kmから30kmの成層圏に発生する雲です。このうち、真珠母貝のような美しい光彩を放つものは真珠母雲（しんじゅぼぐも、英: nacreous clouds）と呼ばれます。

形成メカニズム

極域成層圏雲は、気温が約-78℃を下回る極低温環境下で形成されます。冬の極地方では、極夜に伴う放射冷却と極渦の安定により、下部成層圏が極めて低温になります。気温の低下に伴い、硝酸や水が凝縮して粒子を形成します。気温が-85℃を下回ると、水を主体とする氷粒子が形成され、これが真珠母雲として観測されます。

オゾン層への影響

極域成層圏雲は、成層圏におけるオゾン層破壊のプロセスにおいて重要な役割を果たします。雲の粒子表面では、塩化水素や硝酸塩素などの安定した塩素化合物から、活性の高い塩素分子が生成される不均一反応が進行します。春になり日射が回復すると、これらの塩素分子が光解離して活性塩素原子となり、触媒としてオゾンを分解します。このため、極域の気温変動はオゾン層の減少度に直接的な影響を与えます。

観測の特徴

真珠母雲は、太陽が地平線付近にある日没後や日の出前に最も鮮やかに見えます。レンズ状やうねり状の形態をとることが多く、これは成層圏に伝播する重力波に起因しています。雲を構成する約10μmの球状氷粒子による光の回折や干渉が、その独特な虹色の光彩を生み出しています。