立山カルデラ研究紀要第７号、pp.43-48（2006）

北アルプス山岳地積雪の化学組成の地域分布
遠山 和大１）、鶴田 元気２）、佐竹洋２）、川田 邦夫３）、飯田肇４）（篠田,1999）、西穂高岳と利賀村（對馬・平田,1999）

１. はじめに立山をはじめとする北アルプス山岳地帯の環境にはなどの例がある。しかし、立山−白馬岳−穂高岳とい未知の部分が多い。そのような山岳地域の環境形成にう北アルプス全域にわたる広範囲の山岳積雪についは降水が深く関わっており、降水の化学組成を知るこて、化学組成の分布を調べた例は本研究がはじめてとは重要である。日本海沿岸の各地では、北西季節風である。

が強まる冬季から春季にかけてアジア大陸から長距離輸送される化学物質が増加することが知られている（Satake and Yamane, 1992；赤田ら,2002）。これらの長距離輸送された物質が山岳地の積雪にも含まれているのか、含まれているならば山岳環境に対してど富山湾の様に影響するのかということを解明する上で、冬季山岳地の降水の化学組成は多くの関心を集めてきた。
気象的・地理的な条件から、冬季山岳地の降水を連富山市

北方尾根スキー場
1930m

続的に採取することはきわめて困難である。しかし、標らいちょうバレースキー場
1200m

高が高い山岳地帯では、降雪は融雪期を迎えるまで低温の環境下、積雪として融けずに保存される。このよ
うに融解を経ていない積雪は、地面から表面に向かっ西穂高岳
新穂高ロープウェイ山頂駅, 2200mて、晩秋から初春までの、一冬を通した降水の連続試

松本市料として用いることができる。このため、例えば立山室堂平では、融雪期以前の積雪を連続的に採取して物理

図１ 試料採取地点的・化学的に分析する研究が長年にわたって行われている（中川ら,1976；日下部・佐竹,1982；木戸ら,1997；長田ら,2000）。しかし、立山以外の山岳地における化学

２. 研究の方法

成分の鉛直分布に関する研究は少なく、山形蔵王（柳澤ら,1996）など少数の例を見るに過ぎない。

北アルプス山岳地帯における、冬季降水中の化学成分の分布状況を知るため、2002年３月に、北アルプ

本研究では、冬季北アルプス周辺の化学物質の輸ス周辺の３地点（図１）において、融雪期以前の積雪送状況を調べるため、「積雪を冬季降水の連続試料層の断面観測を行い、積雪試料の採取を行った。採取として用いる」方法を応用し、北アルプスに対して北日時および地点は以下の通りである。

西季節風の風上に位置する立山山麓、山脈をまたいで（1） 富山県らいちょうバレースキー場上部（海抜風下に位置する白馬岳八方尾根、さらには山脈南端の1200m）、2002年３月14日：北アルプス中部の立山山内陸部に位置する西穂高岳の３箇所において、ほぼ同麓に位置し、北アルプスの山脈から見て冬季北西風の時期に積雪を採取し、化学組成の鉛直分布を比較し風上側である。以下単に「らいちょうバレー」と記述た。複数地点間の積雪の化学組成を比較する研究は、する。

白山周辺（Watanabeら,1986）、立山室堂平と富山市（2） 長野県白馬八方尾根スキー場上部（1800m）、

１）富山大学大学院理工学研究科生命環境科学専攻

２）富山大学理学部生物圏環境科学科４）立山カルデラ砂防博物館− 43 −

３）富山大学極東地域研究センター

北アルプス山岳地積雪の化学組成の地域分布●しまりゆき○ざらめゆき□こしもざらめゆき

しもざらめゆき

348
330

●

●300（3） 岐阜県新穂高ロープウエー山頂駅（2200m）、

282
250

2002年３月20日：北アルプス南部の西穂高岳千石尾根

○

○

●

●

●

●に位置し、３地点の中では最も内陸の地点である。以

●174

下「西穂高岳」と記述する。

○

○

●

●

186
○

●

●

●

145

0-5
雪温,

び、地面に達する雪壕を作成した。雪壕の壁面を積雪0レーと西穂高岳は北アルプスから見て季節風の風上側にあり、八方尾根は風下側である。
ス観測点の日降水量（2001年12月−2002年３月）を示□0-10-5
雪温,0℃

西穂高岳 （2200ｍ）
2002年３月20日

図２ 各観測地点での積雪構造図と試料採取を行った。試料は高さが３cmの箱形サン00プラーを用いて、３cm毎に採取した。
り、表層部の融解水が積雪層全体に浸透するほどのによる微生物の繁殖で化学組成が変化するのを防ぐ強い融雪が起こっていなかったと考えられる。また、為、融解しないように低温の状態で持ち帰った。実

底部のざらめゆき層は気温が高かった初冬の時期に験室でこれを融解した後、イオンクロマトグラフィ法形成された積雪層であろう。これらのざらめゆき層（陰イオン：Metrohm社製 Compact IC761、陽イオは、融解水が流下することによって化学組成が変動しン：東曹製 IC−8010）により化学組成を測定した。測ている可能性がある。しかし、４月以降の融雪期に起定を行ったイオン種は、陽イオン：Na+・NH4+・K+・
Mg2+・Ca2+・、陰イオン：F-・Cl-・NO3-・SO42-の計

こるような、非常に強い融解によって化学組成が一様９種で、測定精度は得られた濃度に対して±５%程度調べるための試料にはなり得ると考えられる。て水素イオン濃度の測定も行った。

015030000Ｋ＋

Ｃa2＋

300

5010000μeq/Lμeq/L

300

204000nss−ＳO42−200ｐＨ
300

300

300

100μeq/Lμeq/L

NO3＋

NH＋300300

点である（図１）。３地点を比較すると、降水量そのものには差があるが、降水があった日の対応関係は非常に良い。このことから、山脈をまたいで50km程度水があったと考えられる。
0050100μeq/L

4080

0075

150

00μeq/L

μeq/L

75

04.0

150

5.06.07.0μeq/L

μeq/L

図４ 2002年３月14日 立山雷鳥バレー積雪の化学成分濃度およびpH

Na＋

Cl−300

Ｍｇ2＋

Ｋ＋

300

300

Ｃa2＋300300

地面からの高さ,cmに均されていなければ、少なくとも変動のパターンをである。また、pH計（トーア社製 HM−26S）を用い

0200

F−10km、栃尾観測点は西穂高岳の南東およそ10kmの地の離れた各地点で風上側から順次、同一の雲から降採取した試料は密閉した容器に入れ、温度上昇

100μeq/L

北西およそ５km、白馬観測点は八方尾根の東およそ℃

八方尾根 （1930ｍ）
2002年３月16日

Ｍｇ2＋
300

図３に、それぞれの地点に最も近い気象庁アメダした。大山の観測点はらいちょうバレースキー場の●0

らいちょうバレー （1200ｍ）
2002年３月14日

層の序列が乱れないように整形し、積雪の状態の観察●配下にあると考えられ、３地点のうち、らいちょうバ

70
●-10●

V

人の侵入による攪乱が無いと判断される場所をえら

○●

□85○

●

175

Vと思われる平坦な場所で、かつ周囲の樹木・建造物・／V

85／278130

各地点では、なるべくその地域の積雪深を代表する

Cl−300取を行った３地点はいずれもこのような降雪機構の支330315

232●Na＋300

地面からの高さ, cm

記述する。

しんせつ

V位置し、北西風の風下側である。以下「八方尾根」と失い、乾燥した気塊となって太平洋側に下る。試料採390／

地面からの高さ, cm

凡 例V

2002年３月16日：北アルプス北部の唐松岳八方尾根に

肇、

V洋、川田邦夫、飯田V

遠山和大、鶴田元気、佐竹

海抜1930mの八方尾根、2200mの西穂高岳の積雪は、高い標高による低温を反映して、ほとんど融解の痕跡が無かった。西穂高岳の雪温は-3.9〜-0.6°
Cと全３. 結果と考察層にわたり零下を示し、降雪時の化学組成をほぼ完３−１. 積雪の断面観測全に保存しているといえよう。一方、八方尾根（海抜

図２に各地点の積雪断面構造を概略で示した。細

村よりも約８°C低いと仮定して、日平均気温を推定しいて大部分がしまりゆき層から成っていた。雪温は全た。その結果、八方尾根の観測地点の推定日平均気温層にわたって-0.3〜0°C程度であり、融解が始まる直は、2001年12月から観測を行った３月16日までの間、前の状態だったと思われるが、少なくとも融解水の影-15.8〜-2.0°
Cと常に零下であり、積雪に強い融解があっ響を受けていないしまりゆき層の部分では、化学組成たとは考えられない。したがって、八方尾根の積雪もの変化が起こっていないと考えられる。

ほぼ降雪時の化学組成を保存しているといえよう。

表層部（300−282cm）と底部（85cm以下）にはざらめゆき層が見られた。地面から数cm程度の部分は

0150

300

00μeq/LF−5010000μeq/L

NH＋

NO3＋

300

204000μeq/L

200ｐＨ

nss−ＳO42−300

300

100μeq/L

300cm

は、表層部（300−282cm）と底部（85cm以下）を除

0200300

馬村（703m）のアメダス観測地点の日平均気温に高度補正（-6.5°C/1000m）を行い、観測地の気温が白馬

100μeq/L1930m）においては雪温の測定を行わなかったが、白海抜1200mのらいちょうバレースキー場の積雪層

0

地面からの高さ,かい層の境界は省略した。

0図３ 白馬村・栃尾・大山町の降水量（2001−2002年冬期）

0051000408000751500075

15004.0

5.06.07.0

図５ 2002年３月16日 八方尾根積雪の化学成分濃度お３−３. 化学成分の分布情況

よびpH

各地点における積雪の化学成分の鉛直プロファイルを図４（らいちょうバレー）・図5（八方尾根）・図６

３−２. 各地点の降水量（西穂高岳）に示す。また、最大・最小・平均値を表に示す。SO42-濃度は、海水中のNa+の存在比から求めた地温による融解があるが、それよりも上の層は、気冬季の日本は北西季節風の影響下にあり、大陸か温が高かった時期に積雪層の一部が融解してたこと

らの吹き出しによって日本海で生成された雪雲が、北によってざらめゆき化したと思われる。しかし、中間アルプスの斜面を上昇する過程で大量の降雪をもたら

各化学成分の鉛直プロファイルを類似したもの

部には約２mに及ぶ融解していないしまりゆき層があす。北アルプスを越えた雪雲はその水蒸気の大部分をどうしで区分すると、海塩に起源を持つと考えられ− 44 −

非海塩由来（nss ： Non Sea Salt）濃度を示した。

るNa+・Cl-・Mg 2+、土壌に起源を持つと考えられるK+・Ca 2+・F-、人為的汚染成分と考えられるNO3-・
SO42-・NH+という３つのパターンが認められた。以下にそれぞれの特徴を述べる。

− 45 −

遠山和大、鶴田元気、佐竹

表 各地点の化学成分の最大・最小・平均値

Na＋

Cl−300

Ｍｇ2＋

Ｋ＋300

300300cm300

Ｃa2＋洋、川田邦夫、飯田肇、μeq/L、西穂高岳：18μeq/L）。積雪中のCa2+は中内陸に位置するが、海岸からの北西風の経路上にはがない。西穂高岳は黄砂の指標となるCa 2+濃度が高国大陸から飛来する黄砂の指標として用いられる。また、Ca 2+の鉛直分布は次項で述べるnss-SO42-（多く2000mを越える高山が存在せず、大陸から高々度を長距離輸送されてきたnss-SO42-やNO3-は、海岸から見かったが、西穂高岳では酸性物質がおおく飛来したものの黄砂に含まれるCaCO3によって中和され、pH値は中国などアジア大陸起源）の分布と良い変動パターて最初の2000m超の高山である西穂高岳にもっとも多が低下しなかったと考えられる。例えば、西穂高岳積ンの一致を示している。したがって、この結果は西穂く沈着したと考えられる。

雪の表層付近ではSO42-とCa2+が同時に高いピークを高岳には他の地点に較べてより多くの黄砂が飛来しNH+は土壌中の有機物が分解した際に生じるものていることを示唆している。中国大陸より長距離を輸ている。

送されてくる黄砂は、上空2000〜4000m附近にその濃が起源であるとも考えられるが、その鉛直プロファイ
ルはnss-SO42-やNO3-によく類似していることから、人度の極大をとることが多い（岩坂ら,1991）。西穂高岳

為的汚染の寄与が高いと思われる。NH+も西穂高岳

３−４. 化学成分鉛直分布の対応は３地点の中では最も内陸に位置するが標高は最も高で高い値を示したが、その濃度はらいちょうバレーの各化学成分の鉛直プロファイルは、それぞれの地点く、また、日本海から西穂高岳に至る北西風の経路上平均値が10μeq/L、八方尾根が６μeq/L、西穂高岳が13μeq/Lという値をとり、nss-SO42-に見られたよう間でその変動パターンに一致が見られた。特にその一致が明らかであると思われるSO42-濃度の鉛直分布を図７に示した。点線で囲ってあるピーク群がそれぞれ強く、高々度の大気に含まれる黄砂の寄与を受けていな極端な差（例えば、らいちようバレーと西穂高岳のnss-SO42-は2倍近い差があるのに対し、NH+は1.3倍程たと考えられる。一方、山脈の風下に位置する八方尾度）が見られなかった。このことは、NH+の輸送高度

ちょうバレー積雪の30cm付近のピークはざらめゆき

根では、雪雲が山脈を越える際に多くのCa2+を降水とが比較的低いことを示していると考えられ、その起源層にあるため、融解水の影響があると考えられるが、共に失ってしまうため、濃度が低下したのであろう。

は近隣地域における人間活動であると予想される。

ピークのシグナルは保存されていた。

Ca2+と同様の傾向はK+にも見られる。

（4）pH

地面からの高さ,には2000mを越すような高山がない。そのため、同じ風上側に位置しているらいちょうバレーと較べてより

00100020001503000050100002040μeq/Lμeq/Lμeq/Lμeq/L

F−NH＋

NO3＋

nss−ＳO42−

300

3000

100200

μeq/L

ｐＨ
300

300

3000

北アルプス山岳地積雪の化学組成の地域分布示しているが、この時のpHは6.0以上の高い値を示し対応すると考えられ、線でつないで示してある。らい

図３に示した降水量の変動にも一致が見られたが、３地点の平均pH値はらいちょうバレー5.0、八方化学組成の鉛直分布にも一致があることから、北アル成分のひとつでもある。西穂高岳のMg2+の鉛直プロ

尾根5.3、西穂高岳5.0と、いずれも5.6以下の値を示した。pHの鉛直分布はNO 3-・SO 4 2- が高濃度になる

プスの山脈をまたいで50km程度離れた各地点はほぼ同

ファイルはCa2+のそれともよく一致するが、このことは西穂高岳のMg2+は長距離輸送されてきた土壌から層で低い値をとり（例えば：らいちょうバレーの120

物質の輸送機構もほぼ同一のものであると考えられる。の寄与が多いことを示唆している。さらに、土壌起源のグループのうちF-のプロファイルは人為的汚染成分〜140cm付近、八方尾根の140cm付近、西穂高岳の150cm付近など）、酸性物質が積雪のpHを低下させ（例えばnss−SO42+の鉛直プロファイル；後述）にもていることがわかる。また、もっとも酸性物質が少な

ほぼ同時期にらいちょうバレー・白馬岳・西穂高岳

およびpH変動パターンが近い。F-は中国での石炭燃焼時にHFかった八方尾根ではpH値が高かった。しかし、もっとの３箇所で積雪を地面から雪面まで連続的に採取し、も酸性物質が多かった西穂高岳と、西穂高岳よりも酸化学成分を分析した結果、以下のような知見を得た。

（1）海塩成分として放出されると指摘されているが（坂本,1994）、F-の起源は土壌以外に、このような人為的起源がある性物質が少なかったらいちょうバレーのpH値は大差

1） 北アルプスから見て北西風の風上側にある地点の05100040800075150007515004.05.06.07.0

図６ 2002年３月20日 西穂高岳積雪の化学成分濃度

海塩を起源に持つと考えられるNa+・Cl-・Mg2+は、と考えられる。

海岸からの距離が最も近いらいちょうバレーで高い濃（3）人為的汚染成分度を示した。内陸に位置する八方尾根・西穂高岳の濃自動車の排気ガスや工業生産の排煙など、人為的汚染に起源を持つNO3-・nss-SO42-・NH+は、いずれ度は低かった。Na+を例に取ると、雷鳥バレーの平均値が38μeq/Lであるのに対し、八方尾根は８μeq/L、西穂高岳は10μeq/Lと、その濃度は約４倍も異なる。

もらいちょうバレーと西穂高岳で高く、八方尾根で低かった。nss-SO42-濃度はらいちょうバレーの平均値がこのように、海塩起源の化学成分は海岸に近いほど降16μeq/L、八方尾根が９μeq/L、西穂高岳が27μeq/

水中に多く含まれ、内陸部や山脈の風下側では減少するという傾向が顕著に見られた。しかし、西穂高岳でLという値をとり、西穂高岳で特に高い値を示した。
これはNH+とNO3-についても同様である。ToyamaらのMg2+の鉛直プロファイルはむしろCa2+などの土壌成（2003）は西穂高岳積雪中のNO3-・nss-SO42-が中国・分に近い。この点については次項で述べる。

ロシアなどのアジア大陸から輸送されてきたものであ（2）土壌成分ることを明らかにしたが、黄砂の主成分であるCa2+と土壌を起源に持つと考えられるK+・Ca2+・F-では、同様に、アジア大陸から輸送されてくるこれらの酸性Ca 2+の濃度が西穂高岳において高い値を示した（平物質が、最も内陸部である西穂高岳で最も高い濃度

均値は、らいちょうバレー：８μeq/L、八方尾根：６を持つことはきわめて興味深い。西穂高岳はもっとも− 46 −一の降水機構に支配されており、そこに飛来する化学４. まとめ

積雪は化学成分の濃度が高く、風下側で低いという空らいちょうバレー

八方尾根間分布を示した。このことは、雪雲が北アルプスの山

西穂高岳脈を越えるときに、上空にある化学物質を降雪と共に390降下させ、風下に向かうにしたがって減少させている

350
330cm

0

地面からの高さ,地面からの高さ,cm

Mg2+は海塩成分であると同時に、土壌を構成する300

300300

ためだと考えられる。

2502502502） 西穂高岳はもっとも内陸の地点ながら、化学成分

200

200200の濃度はもっとも高かった。高々度を輸送されてくる

150

150150酸性物質や黄砂は、内陸部においても標高の高い地点

100100100に強く影響を与えている。

5050503） 北アルプスの山域をほぼカバーする50km程度離0050100μeq/L

150

0050

100μeq/L

1500050100μeq/L

図７ SO４２−濃度の地点間での比較

150

れた地点間でも、化学組成鉛直プロファイルの変動パターンにはある程度の一致があった。冬季の北アルプスはほぼ同一の降水機構に支配されており、各地点の降水の化学組成もその影響を受けている。
今後、北西風のより風下に位置する長野県・山梨− 47 −

遠山和大、鶴田元気、佐竹洋、川田邦夫、飯田

県の山々で同様の積雪調査を行い、これら北アルプ
ス高山の積雪と比較することで、化学物質が内陸に向肇、１号、３−14.
坂本和彦（1994）：世界の酸性雨の現状 東アジア、かってどのように降下していくかを知ることができる

気象研究ノート（酸性雨II）、182、15−32.と思われる。また、酸素・水素の同位体比を同時に測Satake, H., and Yamane, T.,（1992）：Deposition of定し、積雪の堆積時期を推定する（遠山ら,2005）こと

non-sea salt sulfate observed at Toyama facing

で、気象条件と化学物質の起源・輸送量の関係をより

the sea of Japan for the period of 1981-1991,詳細に明らかにすることができるだろう。

Geochem. J., 26, 299−305.
篠田裕美（1999）：立山山岳地帯における降水・積雪

参考文献の化学組成と同位体比,富山大学生物圏環境科学科

赤田尚史・柳澤文孝・本山玲美・川端明子・上田晃

平成10年度卒業論文.

（2002）：日本の湿性降下物に含まれる非海塩性

Toyama, K., Tsuruta, M., Satake, H., Takai,

硫酸イオンの硫黄同位体比、雪氷、64巻2号、173−

G., and Kawada, K.,（2003）：Long-distance184.

transportation of contaminants from the Asian

岩坂泰信・今須良一・箕浦宏明・長屋勝博・荒尾公Continent in snow cover of central Japan high

雄・甲斐憲次（1991）：黄砂のリモート・センシン

mountain region, Geochemica et Cosmochemica

グ、大気水圏の科学 黄砂、名古屋大学水圏科学研

Acta, Special Supplement, Abstracts of the 13th

究所編、古今書院、37−70.

V.M. Goldschmidt Conference, 488.

木戸瑞佳・長田和雄・矢吹裕伯・飯田肇・瀬古勝基・遠山和大・鈴木悟郎・佐竹洋・川田邦夫・飯田肇

幸島司郎・對馬勝年（1997）：立山・室堂平におけ（2005）：酸素同位体比を用いた山岳地積雪の堆積る積雪層の堆積時期の推定、雪氷、59巻３号、181

時期推定、雪氷、67巻４号、319−330.

−188.

對馬勝年・平田桂子（1999）：新穂高ロープウェー山

気象庁（2006）：電子閲覧室、http：//www.data.

頂の積雪と富山県利賀村積雪の化学特性,寒地技術

kishou.go.jp/

シンポジウム'99寒地技術論文・報告集, 15, 816−

日下部実・佐竹洋（1983）：北アルプス内蔵助沢万年
雪の安定同位体比とトリチウム濃度、1983年度日本

823.
Watanabe, O., Kanamori, N., Sugimoto, A., Iida, H.,

地球化学会年会講演要旨集、55.

and Higuchi, K.,（1986）：Regional Characteristics

中川正之・川田邦夫・岡部敏夫・清水弘・秋田谷英次

of Snow Cover in the Mountain Region of Central（1976）：立山の積雪の研究、雪氷、38巻４号、１Japan, J. Earth Sci. Nagoya Univ., Vol. 34, 67−

−８.

108.

長田和雄・木戸瑞佳・飯田肇・矢吹裕伯・幸島司郎・

柳澤文孝・中川望・安部博之・矢野勝俊（1996）：山川田邦夫・中尾正義（2000）：立山・室堂平の春季

形県蔵王の積雪と着氷の化学組成、雪氷、58巻5

積雪に含まれる化学成分の深度分布、雪氷、62巻号、393-403.

【要 旨】
冬季北アルプス周辺の化学物質の輸送状況を調べるため、北アルプスをまたいで位置する３地点（立山らいちょうバレースキー場上部・白馬八方尾根・西穂高岳千石尾根）において2002年３月に積雪を採取し、積雪中の化学組成の鉛直分布を比較した。その結果、以下のような知見を得た。1）化学成分の濃度は、北西季節風の風上側にあるらいちょうバレー・西穂高岳で高く、風下側の八方尾根で低いという空間分布を示した。雪雲が北アルプスの山脈を越えるときに、上空にある化学物質が降雪と共に降下・減少していったと見られる。2）西穂高岳の化学成分濃度が最も高く、高々度を輸送されてくる酸性物質や黄砂は、内陸部においても標高の高い地点に強く影響を与えている。
3）約50km離れた３地点間の鉛直分布はある程度の一致があり、冬季北アルプス周辺の化学物質の輸送はほぼ同一の機構に支配されている。

− 48 −