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『富士山測候所のはなし　日本一高いところにある研究施設』はこんな方におすすめ！

『富士山測候所のはなし　日本一高いところにある研究施設』から抜粋して3つご紹介

『富士山測候所のはなし』からいくつか抜粋してご紹介します。富士山がどんな山なのか、その山頂で研究を行う意義を解説し、続けて実際に行われている研究の内容と成果を抜粋して取り上げます。気象や大気だけではなく、様々な分野の研究が行われています。

富士山測候所で研究を行うために

富士山頂では、天候が悪化すると、激しい風や降雨に遭遇します。高所環境に伴う低酸素や低温なども、身体に大きなストレスを与えます。過酷な状況下で活動を行う研究者が安全に活動を行えるよう支援することが、管理運営にあたるNPOの使命です。

《電源の確保》 最先端機器を用いた精密測定に電力は必須です。富士山レーダーを動かすために麓から山頂まで設置された総延長10.9kmの送電線がまだ使える状態なので、夏期観測の行われる2か月間だけは測候所でも商用電源を使うことができます。
夏期観測のために測候所を開所するとき最初に行うのは、この送電線が使用できるか確認する通電作業です。厳しい環境にある富士山では、送電線が損傷を受け山頂に電気を送ることができなくなることがあります。通電されない場合は、損傷箇所を探し、傷んだ送電線を交換します。その間はすべての作業がストップし、修理費用も莫大な額になるため、通電作業は緊張の一瞬です。

《山頂での安全な作業のために》 研究者が滞在できるのは、夏期の2か月間に限られます。研究者がこの期間を有効に使い、安全に観測や研究を行えるよう支援するための仕組みを作らなければなりません。
富士山の過酷な環境下では、高山病、観測機器への雷による被害、測候所の建物劣化などの影響があります。高所に慣れた登山家から構成される山頂班、旧富士山測候所時代の気象庁所員、高所医学を専門とする医師団、東京都内と御殿場市内に設けた事務所等と連携を取り、これらの問題に対処しています。

《測候所の維持管理》 山頂測候所の大部分は、アルミ合金と鉄骨製の頑丈で気密性の高い建物です。2004年の測候所の無人化以降、夏以外は手入れをされることがありません。雨漏り対策などの塗装等の補修は、多くの場合開所中に山頂班が行います。

《物資の輸送》 夏期観測では、精密観測機材を安全に測候所まで運び入れる必要があります。大型の重い機器を自力で運び込むことは不可能です。また、食料や水などを運ぶ必要もあります。そこで活躍するのが、ブルドーザーを用いた運搬です。トラクターの前面部にバケットと呼ばれるアタッチメントを取り付け、運搬したい物を載せます。振動と雨への対策を施し、太郎坊ベースから山頂まで約3時間かけて運搬します。ブルドーザーを操縦するのは、気象庁の時代からこの作業に携わっているプロの協力業者です。

《測候所利用プロジェクトの公募》 測候所で行われる研究課題は毎年公募により募り、審査を経て決められます。プロジェクトは大気環境、高所医学などの最先端の学術科学研究を行う研究計画と、学術研究以外の内容も含む活用計画の二つがあり、初回のトライアル利用も設けられています。また、学生による申請も受け付けています。夏期観測に参加した研究者は、翌年開催される成果報告会で成果報告を行います。

《山頂、太郎坊、御殿場ライン》 山頂での夏期観測だけではなく、太郎坊ベース、御殿場ベースも加わり、今では3地点においての観測ができるようになりました。
太郎坊はブルドーザーのベースですが、その一角で大学による観測が実施されています。2019年からは御殿場市内に事務所を設け、観測サイトとしても活用しています。太郎坊ベースと御殿場ベースは、通年観測サイトとしての本格的な運用が可能です。今後は、山頂測候所、太郎坊ベース、御殿場ベースの3拠点を利用し、富士山すべてを足場としたダイナミックな研究が期待されます。

雲を監視する

富士山頂から眼下を見渡すと雲海が広がっています。雲海とは、層雲、層積雲、積雲など高度2km付近に浮かぶ下層雲のことです。雲は発生する高度によって上層雲、中層雲、下層雲に分類されます。下層雲は水雲ですが、上層雲は氷晶雲です。

二酸化炭素などの温室効果ガスは地球を温める働きがありますが、エアロゾルや雲は太陽光を反射して地球を冷やす働きがあります。ただし、雲には温室効果もあり、地球温暖化の将来予測において雲の影響にはかなり不確実性があります。

雲は純水ではなく、様々な化学物質が溶け込んだ溶液滴または氷晶です。雲粒はエアロゾルを核として生成するので、エアロゾルに含まれる様々な化学物質が雲粒に溶け出します。SO2や NOX から生成したHNOなどのガスも溶け込みます。つまり雲には大気中のエアロゾルやガスを溶かして濃縮する働きがあるのです。雲が発生していると地上は太陽光が遮られるので曇っていますが、雲の上部は常に太陽光があたっているので光化学反応が起きます。雲は様々な化学反応が起こる場所なのです。

PM2.5 などの粒子が増えると、お互いに水蒸気を奪い合うので小さい雲粒が多数できて雨が降りにくくなります。また、水に溶け込みやすい部分と溶け込みにくい部分をもつ有機化合物質は雲粒の表面に集まりやすく、有機層の薄膜を作るので雲粒の成長を止めてしまいます。小さい雲粒は太陽光を反射しやすく、地球を冷やす働きが大きくなります。小さい雲粒が多数生成すると雨を降りにくくしますが、大量の水が雲粒として大気中に存在することになるので、雨が降り出すと一挙に激しく降ります。大気汚染物質は雲を介して地球の水循環や放射収支を変化させて、気候変動を引き起こすのです。

雲を捕まえるには、航空機や気球を使うか、山に登るしかありませんが、航空機や気球では継続的な観測ができません。このため、山での雲水化学観測が多く行われています。世界162地域で雲水化学観測が行われていますが、高度3,000mを超える山岳での雲水化学観測は、国内外を含めて6地点しかありません。これらの観測地点は森林限界以上であり、空気がきれいな自由対流圏高度にあります。富士山頂は雲水化学観測が行われている山岳域の中で世界最高峰です。

富士山頂で雲水化学観測を行う理由は、自由対流圏大気におけるきれいな雲水の化学性状を把握し、汚染がどのような要因によって起こるのかを知るためです。雲水化学組成は雲粒の成長に影響を与えますので、気候変動の予測精度向上にも貢献できるのです。

雲粒は大気中に存在するガスや粒子を取り込んで濃縮しますが、富士山頂のように森林限界以上で風が強い場所では、電源を使用することなく雲粒を集めることができます。

欧州では都市大気汚染の改善により霧や靄の発生頻度が減少し、温暖化に寄与しているとの報告もあります。自由対流圏でも大気質が改善傾向にありますが、人類活動由来の温室効果ガスは増加し続けています。 今後大気汚染の改善により、地球温暖化が加速する可能性があります。 今後も富士山頂での継続的な観測が重要です。

高所登山と血圧

高所の登山では、低酸素と寒冷が交感神経の活動を高めたり、肺動脈を収縮させたりして、血圧や脈拍が上昇することが知られています。登山は健康維持目的に行われることもありますが、登山中の死亡事故も多発しています。疾病による死因としては心臓突然死が挙げられます。突然死をきたす病気の発症に高所や登山行動が影響した可能性がありますが、高所で心臓血管にどのような影響が生じるかということや、実際血圧値については十分に明らかになっていません。

富士山測候所において、高所での登山行動中や短期間の高所滞在中に血圧がどう変化するのか、自律神経に影響はあるのかを調べました。登山行動中の血圧値を測定するために、24時間血圧計を使用しました。血圧は活動すれば上昇し、安静にすれば低下します。加えて日内変動があり、正常な場合昼間は高くなり、夜は低下します。併せて、血圧が測定された環境のデータで登山中および就寝中の酸素飽和度を測定し、姿勢別の血圧・心拍変動から自律神経活性を測定する機器を用いて、高所での心臓・血管の反応を測定しました。日常生活での血圧変化との比較も行いました。

その結果、富士山登山中は、血圧、脈拍数ともにすべての時間において日常生活時と比べて高くなっていました。血圧値に関係する環境因子を調べてみると、富士登山中は24時間血圧と起きているときの血圧が気温、気圧、活動量と関連し、寝ているときの血圧は気圧、活動量と関連していました。また富士登山中の方が、日常生活中に比べて活動量が上がるにつれて血圧値が上昇しやすくなっていました。

血圧変動については、急性高山病を起こした被験者のひとりに、寝ているときの血圧が昼間よりも上昇する血圧変動異常が観察されました。健康な人は寝ているときの血圧が上がることは通常ありません。高所滞在や高山病を起こした影響が、寝ているときの血圧を上昇させたと考えられます。

登山は日常生活よりも活動量が多くなりますが、血圧の上昇には気温・気圧が影響している可能性が高いことが考えられます。この血圧の上昇しやすさが、登山中の心臓病による突然死に結び付く可能性があります。血圧変動が少なくなるように血圧の薬を調整することが、登山中の突然死を防ぐのに役立つかもしれません。気温、気圧、活動量に着目した山での過ごし方を示すことにより、山での事故を防ぐことに繋げられる可能性があります。

『富士山測候所のはなし　日本一高いところにある研究施設』内容紹介まとめ

日本一高いところにある研究所「富士山測候所」。そこで行われている研究とは？富士山そのものの環境や、現在の運営体制や特色を紹介します。中盤以降は、実際に行われている研究のうちいくつかをピックアップしました。様々な分野における「ここだからできる研究」が満載です。富士山測候所の現在がわかります。

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