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大気の科学:空気から考える気候変動

高校1年生 たった1%の中に含まれている無機・有機化合物などがPM2.5の発生(大気エアロゾル)させてしまうということがわかりました。わかりやすく説明ありがとうございました。
高校1年生 大気についてアバウトにしか分かっていなかったけど細かい分子やどのような形などモデルをまじえながら分かりやすかったです。実験が面白そうだと思いました。
高校2年生 地学基礎や化学基礎などの内容が関わっていて、深く知ることができて楽しかったです。なぜ私たち人間が圧力につぶされずにいられるのかを聞いて、すごく納得できました。
高校2年生 P.M2.5や大気汚染についての関心がふかまった。
高校2年生 横浜市立大学に興味があってまた、環境問題を海外で研究していて、とてもいいなと思いました。また、もっと理学部について知りたいなと思いました。
高校1年生 空気の圏は対流→成層→中間・熱の順に上がっていってました。すごく興味もてました。
高校1年生 今までなにげなく過ごしていたこの世界の中でも様々な分子が存在しているということがわかった。
高校1年生 私たちが普段当たり前のように吸っている空気について深く考えることができました。気候変動についての問題を知ることができました。
高校1年生 質量分析学は初めて知った学問だったので、すごく新鮮でした。
高校1年生 大気の物質などいろいろな物質をイラストや図を使ってわかりやすく説明していた高校1年生でもわかる用語を使ってくれてわかりやすかった。
高校3年生 極微量しか含まれていない分子であっても、電気や磁気を利用して分子量を測定できることにはとても驚きました。わかりやすかったです。
高校1年生 高一の自分には少しはやすぎる部分がありましたが、大気中の空気や、森林火災について知ることができました。
高校2年生 少し難しい内容であったが、気候変動や環境を考えることは重要だと感じた(わかった)。
高校2年生 説明が分かりやすくどのように質量の重さを測るかなど具体的でとても興味がわいた。
高校1年生 大気に関する色んな知識を身につけられて、とても貴重な体験でした。理学部に興味がわいてきました。
高校1年生 普段空気のこと大気のことは考えていなかったけれど、今回改めて深く考えてみて、知らなかったことをたくさん知ることができました!!
高校1年生 空のことで、まだ知らないことが出て、ちょっと驚いた。
高校1年生 今まで考えたことの無かった大気について考えるようになった。
高校1年生 空気の構造について知ることができたり、P.M.2.5の合成の元の大気エアロゾルについて知れてよかった。とてもおもしろく、夢中に聞いてた。
高校2年生 大気層の名前には、色々な理由があることが分かりました。人間にかかっているが大きくておどろきました。
高校1年生 講義がすごくわかりやすくて今知っているちしきが高まることができました。
高校1年生 授業で少しふれたことのある内容でわかりやすかった。
高校2年生 大気中にあんなに多くのものがふくまれていると思うと、とても興味がわく分野だなと思いました。
高校1年生 理科が苦手な私でも、理解することのできるわかりやすい授業でした。
高校1年生 すごく分かりやすかったです。大学でのこうぎをもっとききたいと思いました。
高校1年生 今まで知らなかったことが知れたと思います。
高校2年生 生活しているこの世界はしても不思議なことばかりで大気もその1つに入るなと思いました。
高校1年生 分子などの化学が気候にも深く関わっていることを分かりやすく説明して下さり、知ることができました。
高校1年生 普段生活する上で考えることがないミクロの世界(元素・空気)の動きやはたらきについて学ぶことができた。これからもっと世界が広く感じられるものになると思う。
高校1年生 大気中の物質のことや状況などを詳しくきけました。聞いたことのない単位などが出きてわからないことも説明していただいてわかりやすかったです。
高校1年生 大気圏は分かれているというのは前から知ってたけど、数や名前を知らなかったので楽しかったです。
高校2年生 今まではオゾン層しか知らなかったので、様々な大気の層があることに驚きました。
高校1年生 化学でならった内容がでてきて、非常に理解ができました。おもしろかった。
高校2年生 山火事にはどんな分子が入っているかなとか分かった。
高校1年生 よく考えれば不思義だなということもあまり積極的に調べることができてなかったと感じました そして新たに着目点をつけることができました。
高校2年生 納得するようなことや、知らなかったことを知ることができて良かったです。お話を聞けて良かったと思いました。
高校1年生 身近なテーマでおもしろいと思いました。途中の気体は正直実感がわかないほど少ないと思いました。実感がわかないことにもいろいろあっておもしろいと思いました。
高校1年生 大気を質量分析する、という考え方はなかったのでとても参考になった。
高校1年生 普段聞けない色々な話が聞けて良かった。もっと理科系の教科をがんばろうと思った。
高校1年生 大気のことについて知れた。
その他 とても興味がわきました。だいたい理解できて、とても楽しかったです。
高校2年生 水があるのは対流圏だけだとしった。成層圏からは水がない。
高校1年生 空気から天気の事を考えられるとは思わなかったし、それだけ今の技関は発達している事が分かった。
高校1年生 とても分かりやく説明していてよかったです。自分の興味のある講義を聞けてよかったです。
高校1年生 自分は理系科目があまり得意ではないのですが、この講義で、興味が少しわいてきました。
高校1年生 大気の仕組を理解することができました。
高校1年生 大気には様々な層があることを知りました。宇宙での分子が何十kmも離れてることには、驚きました。
高校2年生 高校生でも分かるように説明して下さって、よく分かった。私は気象や気候に興味があるので、さらに関心が深まった。
高校2年生 地理学に少し興味あったのがより深まった。
高校2年生 上空のことについて理解を深めることができました。
高校1年生 今、知っていることよりもたくさんのことを知れました。
高校1年生 空気で気候が決まることに驚いた。空気についてもっと勉強してみたいと思った。
高校1年生 私達が生きていくために必要な空気について知ることができました。
高校1年生 火災などで起こる現象についてよく知ることができ、分子のことについても関心を高めることができました。
高校1年生 大気の化学反応などを細かく分析していったり、分子などの質量を細かく測定したりすることがおもしろそうだと感じました。
高校1年生 目に見えない世界を探求も面白そうだと思った。質量分析を考えた人はとてもすごいと思った。身近な内容をもっと深く調べてみようと思った。
高校2年生 宇宙空間までの間に大気圏があり、私たちは対流圏を飛行機でとんでいるということを初めてしりました。
高校1年生 大気圏はどーゆー分け方で分離しているのか。
高校1年生 難しい内容でしたが少し知っているところだと聞いていて楽しかったです。
高校1年生 少し難しいところもあったけど、おもしろい内容だった。
高校1年生 授業で学べないことが学べた。
高校1年生 ケルビンとかついこの間勉強したものがでててよかったです。
高校1年生 とてもわかりやすい説明だった。
高校1年生 大気の密度や層についてくわしく知ることができたのでよかったです。
高校1年生 遺伝子は複雑だと感じた。
高校2年生 山火事が及ぼす影響についてとても興味をもった。
高校1年生 いままでしらなかったことを知ることができてよかった。もっと大気について知りたいと思った。
高校1年生 噴火や津波が大気にどう影響を与えているのかが気になりました。
高校1年生 大気にはさまざまなことが隠されていることを学べました。
高校1年生 大気の成分にはいろいろな物質があり、化学反応していることの説明がとても分かりやすく興味がました。
高校1年生 説明が分かりやすくてとても興味がわきました。
高校1年生 講義のペースがとてもちょうどよく、とても生きやすいしゃべり方だったのでとてもよく理解することができた。ありがとうございました。
高校2年生 空気が思ったより思くて驚きました。また分子間の距離など今まで知っていたこととプラス知ることができて良かったです。
高校1年生 大気について深く知ることができました。
高校1年生 ・空気が教える気候変動について知れてよかった。
高校1年生 地球の気候の問題での空気の視点からの問題について話を聞くことができてよかったです。
高校1年生 大気変動はいろいろな現象が重なってできることなどを知ることができました。
高校1年生 原子・分子といった小さな世界から、大気という大きな世界図などの解明、環境問題へのとりくみ方をしることができるということにおどろきました。
その他 高校で習う所をまだ習っていなくて難しかったです。先生の情熱が楽しさとして伝わりました。

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関心ワード
  • スモッグ 、
  • PM2.5 、
  • 地球温暖化 、
  • 質量分析 、
  • オゾン 、
  • エアロゾル 、
  • 健康 、
  • 被害 、
  • 大気

講義No.g009614

微量なのに影響が大きい大気中の有機分子

大気に含まれる微量の有機分子

 大気は、約21%の酸素と約78%の窒素、約1%のその他の物質でできています。その他の物質とは、水や二酸化炭素、アルゴン、またメタノールやメタンなどの有機分子、それに金属です。中でも、有機分子は窒素の約10億分の1と微量ですが、その影響は無視できません。二酸化炭素には温室効果があり、それが地球温暖化の原因になっていることはよく知られていますが、有機分子も地球環境に影響を与え、健康被害を引き起こすからです。

微量なのに影響が大きい理由

 窒素は大量にありますが、化学反応を起こしにくいので問題はありません。それに対して、有機分子は光化学反応で酸素と結合して重くなり、揮発しないため液体や固体などに状態変化します。そうすると、健康被害を引き起こすPM2.5のようなエアロゾルの核となり、その増加を促してしまいます。エアロゾルはスモッグの原因になり、健康被害を引き起こしたり、日照不足で作物の生育に悪影響を与えたりします。
 またオゾンは、成層圏にある場合は紫外線を吸収して遮るため生物にとって有益ですが、対流圏にあると健康に害を及ぼします。有機分子はオゾンを発生させる作用があり、このような化学反応はスピードが速いので、微量でも影響が大きいのです。

有機分子の化学反応プロセスをさらに探究する

 この問題に対処するためには、まず、有機分子の種類や濃度を知ることが必要です。「質量分析」という方法を使うと、リアルタイムでそれを知ることができます。観測点のデータに、地形などほかの情報を加味して、統計学的な手法で全体の濃度を推測します。その発生源は、動植物の排出物といった生命体活動によるものと、車の排ガスや工場の煤煙(ばいえん)など人為的なものがあります。
 しかし、有機分子の濃度を調べるだけでは、根本的な解決にはなりません。地球環境を悪化させる原因や健康被害の要因を明らかにするためには、有機分子の性質や化学反応のプロセスをさらに精緻(せいち)に探究することが重要です。

この学問が向いているかも 大気化学、質量分析学

横浜市立大学
理学部  准教授
関本 奏子 先生

メッセージ

 私は、「質量分析」という微量の物質を測定できる手法を使って、空気中に含まれる有機分子を計測しています。理由は、そういった有機化合物が地球の大気環境や気候変動に影響しているからです。
 私自身は、大気に含まれる一つひとつの物質がどのような性質を持っていて、最終的に私たちが住んでいる地球にどんな影響を与えるのか、というところに興味があって研究しています。あなたがこうした研究に興味があるなら、ぜひ研究室に見学に来てください。

先生の学問へのきっかけ

 幼稚園から高校までキリスト教系の学校に通っていました。そこでは、発展途上国をはじめとした世界の国々について知る機会が多くあり、将来はグローバルな仕事に関わりたいと思うようになりました。そこで大学で出合ったのが、物質をイオン化することで解析・測定する「質量分析」という技術です。私はこの技術を、大気環境に影響を与える化合物の生成・消滅反応の解析や、濃度計測に利用しています。そのような研究を進める中で、地球環境問題を化学分析の研究から明らかにしていくという、グローバルな課題に出合いました。

大学アイコン
関本 奏子 先生がいらっしゃる
横浜市立大学に関心を持ったら

 横浜市立大学は、「実践的な教養教育」を導入しています。高度な専門知識を教養教育を通じて身につけ、バランスのとれた人材育成を図る教育システムです。日本を代表する国際港湾都市に位置する大学として、世界に羽ばたく人材の輩出を目的に、国際感覚を養うさまざまな取り組みも充実しています。個々の可能性を最大限引き出すための厳しい教育プログラムを愛情を持って進めていきます。