黄砂

context: 気象現象としての黄砂は、砂塵の元になる土壌の状態、砂塵を運ぶ気流など、大地や大気の条件が整うと発生すると考えられている。発生の頻度には季節性があり、春はそういった条件が整いやすいことから頻繁に発生し、比較的遠くまで運ばれる傾向にある。ただ、春に発生する頻度が極端に多いだけであり、それ以外の季節でも発生している。黄砂は国境をまたぐ範囲で被害を発生させ、しかもその程度や時期に地域差がある。発生地に近づくほど被害は大きくなり、田畑や人家が砂に覆われたり、周囲の見通し(視程)や日照を悪化させたり、交通に障害を与えたり、人間や家畜などが砂塵を吸い込んで健康に悪影響を与えたりするなど、多数の被害が発生する。海を隔てた日本でも、黄砂の季節になると建物や野外の洗濯物・車などが汚れるといった被害が報告されている。東アジア全体での経済的損失は、日本円に換算して毎年7,000億円を超えるとされる。
qas: question: 黄砂が発生する条件が最も整いやすい季節は、いつか?
answers: text: 春

question: 黄砂の発生地から近いところと遠いところで被害の程度が異なることを、どんな差というの?
answers: text: 地域差

question: 我々が黄砂の影響で健康に問題が生じたりするのは、何を吸い込んだからなんですか?
answers: text: 砂塵

question: 日本円に換算した、東アジア全体での経済的損失は、毎年何円を超えるほどのことか?
answers: text: 7,000億円

context: 発生地に近いほど砂塵の濃度は濃く、大きな粒が多く、飛来する頻度も高い傾向にある。モンゴル、中国、韓国などでは住民の生活や経済活動に多大な支障が出る場合があり、黄砂への対策や黄砂の防止が社会的に重要となっている。近年は東アジア各国で、黄砂による被害が顕著になってきているとされており、一部の観測データもこれを裏付けている。これに加えて、環境問題への関心が高まっていることなどもあり、黄砂に対する社会的な関心も高まっている。一方、黄砂が自然環境の中で重要な役割を果たしていることも指摘されている。飛来する黄砂は、洪水による氾濫堆積物や火砕物と並ぶ堆積物の一種であり、土地を肥やす効果がある。また、黄砂には生物の生育に必要なミネラル分も含まれており、陸域だけではなく海域でもプランクトンの生育などに寄与している。
qas: question: 黄砂に対する社会的な関心が高まったのは、何への関心が高まったからか?
answers: text: 環境問題

question: この文章には、黄砂が自然環境の中で特に土地に果たしている役割として、どんな効果があると示唆されていますか?
answers: text: 土地を肥やす効果

question: 飛来する黄砂により肥沃な土地が形成されるというのは、黄砂が何の一種であるからなのか?
answers: text: 堆積物

question: 飛来する黄砂が肥沃な土地を形成させるのは、黄砂にどのような成分があるからでありますか?
answers: text: ミネラル分

context: また、芸術の分野では、黄砂のもたらす独特の景観などが文化表現にも取り入れられており、黄砂のもたらす情景を詠った古代中国の漢詩が伝えられるなどその歴史は古い。黄砂が生活に深刻な被害を与えている地域もある一方で、影響が軽微であり珍しい自然現象・季節の風物詩などとされている地域もある。「黄砂」という語でひとくくりにされているが、この語を気象学的に定義すると複数の現象が含まれている。発生地付近では黄砂の元となる「砂塵嵐」(砂嵐)、大気中を浮遊する黄砂は「エアロゾル粒子」であり、風の有無にかかわらず黄砂が空中に大量に浮遊・降下している状態は「風塵」や「煙霧」「ちり煙霧」である。また、視程障害現象にも分類される。東アジア各国では、気象機関がそれぞれ「黄砂」の定義や強弱の基準を定めているが、いずれも少しずつ異なっている(後節参照)。
qas: question: 黄砂による被害が軽微な地域では、黄砂を珍しい自然現象のほかに、何と認識するの?
answers: text: 季節の風物詩

question: 大気中を浮遊する黄砂のことを気象学的には、何と呼びますか?
answers: text: エアロゾル粒子

question: 一般的には砂塵嵐とエアロゾル粒子、風塵をまとめて何と呼ぶか?
answers: text: 黄砂

question: 気象学的な視点での黄砂の分類の中、発生地付近で発生し黄砂の元となるのは、何ですか?
answers: text: 砂塵嵐

context: 現在、黄砂の大部分は、発生地である乾燥地帯を襲う砂塵嵐により大気中に巻き上げられると考えられている。砂塵嵐の発生の度合いは、年中乾燥した土地であればほぼ風だけで決まるが、降水のある土地では風に加えて、地形、表土の湿り具合、積雪や凍結の有無、植生(植物の繁茂)、土壌粒子の大きさ、地表の凹凸の粗さなど、地表面のさまざまな状態に左右される。土壌粒子の大きさに関しては、表土や岩石が温度変化を受けたとき、特に凍結と融解を繰り返したときに、風化により砂粒の微細化が進む。ある研究によれば、タクラマカン・ゴビ・黄土高原ともに上空10mの平均風速が5m/sを超えると、局所的に地面から砂塵が舞い上がり始める。これが激しいもの、つまり砂塵嵐に発達するときには、ゴビで10m/s、タクラマカン・黄土高原で6m/s以上の風が吹いているという研究結果がある。砂塵嵐によって砂が巻き上げられる高さは最大で上空7–8kmという報告があるが、観測装置が故障することがあるため推定である。また、強い低気圧が通過した前後などは砂塵嵐が多く発生し、黄砂の量も多くなる。
qas: question: 黄砂の大部分において原因となるものが発生する度合いは、何の状態に左右されますか?
answers: text: 地表面

question: タクラマカン・ゴビ・黄土高原のうち、砂塵嵐が発生した時の最低風速が最も高いのは、どこですか?
answers: text: ゴビ

question: 砂塵が舞い上がり始めるのは、タクラマカン・ゴビ・黄土高原の上空10mの平均風速が何m/sを超えてからなの?
answers: text: 5m/s

question: 砂塵嵐により砂が巻き上げられる最大高度についての報告が推定であるのは、何の可能性もあるからか?
answers: text: 観測装置が故障すること

context: また降水量との関係で言うと、発生地で降水量が少ないほど黄砂の発生は多い傾向にある。降水量によって、土壌の乾燥状態、積雪や植物の有無といった地面の状態が変化するためである。なお、砂塵嵐のことを中国語で沙塵暴(簡体字:沙尘暴、拼音:shāchénbàoシャーチェンパオ)といい、中国の市民の間では「黄砂」という言葉はほとんど使われず、「沙塵暴」をよく用いる。沙塵暴は時に猛烈に発達することがあり、中国の気象当局は、瞬間風速25m/s以上で視程が50メートル以下の砂塵嵐を「黒風暴」(ウイグル語でقارابوران、英字表記:qaraboran、日本語音写:カラボラン、「黒い嵐」「大嵐」「台風」の意)または「黒風」と規定、俗に「黒い嵐」などと呼ばれている。黒風暴は、寒冷前線の通過時などで大気が不安定になったときに、ダウンバーストやガストフロントなどの局地的な突風をきっかけに発生する。水平方向の大きさは小さいもので数百メートル、大きいものは100キロを超える。大きな渦を巻きながら移動し、これが押し寄せてくると、高さ数百メートルの「砂の壁」が迫ってくるように見える。「砂の壁」の中に入ると、急激に周りを飛ぶ砂の量が増え、(昼間であれば)次第に周囲が黄み・赤みを増しながら暗くなり、風も強まってくる。数十分ほど屋外は真っ暗となり、歩くことさえままならない状態となる一方、屋内に避難していても砂の進入によって日常生活が難しいほどになる。黒風暴の発生はごくまれではあるが、近年では1993年5月5日に発生して甚大な被害を出した(後節で詳しく解説)。また、周囲を山脈に囲まれたタクラマカン砂漠などの高低差が大きい発生地では、山谷風と呼ばれるほぼ毎日同じ時間帯に吹く強風が砂塵嵐を強める要因になっているとの指摘もある。ゴビや黄土高原からの黄砂は上空1-2キロでよく観測されるのに対し、周囲を6,000メートル級の山脈に囲まれるタクラマカンからの黄砂は上空6キロ程度によく観測される傾向にあり、夏の「バックグラウンド黄砂」のおもな発生源となっている。
qas: question: 黄砂と降水量の関係を考えると、黄砂が多く発生する地域は、降水量が多いか、もしくは、少ないか?
answers: text: 少ない

question: この文書で紹介されている、瞬間風速25m/s以上で視程が50メートル以下の砂塵嵐のきっかけとなる局地的な突風には、ダウンバーストのほかに何がありますか?
answers: text: ガストフロント

question: 高低差が大きい発生地で砂塵嵐を強める要因になっているとの指摘もあったのは、何なの?
answers: text: 山谷風

question: 夏のバックグラウンド黄砂の主な発生源である黄砂が発生する地域で、砂塵嵐を強めるとの意見もあるのは、何か?
answers: text: 山谷風

context: 単に砂塵が舞い上がると言っても、砂塵の粒の大きさによってその動きはまったく違う。粒の直径が約1ミリ以上のものは回転運動、0.05ミリ(50μm)-1ミリくらいのものは躍動運動、約0.05ミリ以下のものは浮遊運動をするといわれている(右図「砂塵の飛散と移動のメカニズム」)。回転運動をする砂は発生地周辺のみに到達し、移動する砂丘を構成する。躍動運動をする砂は地面を飛び跳ねながら移動し、沙塵暴のほとんどを構成する。浮遊運動をする砂は風に乗って上空を移動し、遠くまで到達する。浮遊運動をする砂の運動を詳しく見ると、砂塵嵐によって巻き上げられたあと、日中暖まった空気が上昇することによって起きる上昇気流に乗って、上空500メートル-2キロ付近に上昇して移動する。発生地付近では、砂塵の濃度や粒子の大きさがバラバラで非常に複雑な分布であるが、離れるに従って高度1-2キロ付近に濃度が高い層ができる傾向にある。この付近の上空500メートル-2キロより下の大気は大気境界層といい、空気の流れが複雑な層である。これより上には自由大気という層があり、一部の粒子がこの層にまで上昇してくると、安定した速い気流に乗って遠くまで運ばれる。ただ、低気圧が発達しながら移動するなどして、激しい風によって空気がかき混ぜられた場合は、日本上空で最大6-7キロ程度と、もっと高い高度にも高濃度の層ができて遠くまで運ばれることもある。また、昼に発生して大気境界層を浮遊している砂塵は、夜になって大気境界層と自由大気の境界が下がってきてもそのまま同じ高度にとどまるため、一部は自由大気に入って遠くまで運ばれることになる。
qas: question: 砂塵の粒の大きさによってその動きはまったく違うけど、最も遠くまで到達する砂はどんな運動をする?
answers: text: 浮遊運動

question: この文書で砂塵の粒の大きさを分類した基準の中、最も小さいと分類されるのはどのような運動をしますか?
answers: text: 浮遊運動

question: 粒の大きさが約0.05ミリ以下である砂が上空500メートル-2キロ付近に上昇して移動するのは、何の影響か?
answers: text: 上昇気流

question: 発生地付近から離れるに従って形成される濃度の高い層より下にある大気のことを、何と呼ぶか?
answers: text: 大気境界層

context: 東アジアや中央アジアなどの広い範囲には偏西風が吹いている。しかし、地上付近では偏西風の影響が少ないため、気圧配置によって砂塵は東以外の方向にも流される。しかし、高度が高くなると偏西風の影響が強くなるため、上空高くに舞い上がった黄砂は東寄りに流される。これにより砂塵は発生地の東側の地域への到達が多い傾向にある。なお、日本へ到来する黄砂について、「ジェット気流に乗って大陸から日本へやってくる」と解説される例があるが、ジェット気流はおもに高度8-13キロを吹いている風である一方で、上述のとおり黄砂は発生源から離れると高度1-2キロに濃度が高い層が出来る傾向にある。したがって、遠方まで輸送された黄砂の事例をみると、ジェット気流よりもかなり下層で輸送されていて、ジェット気流によって輸送されたとは見なせない事例もある。こういった過程を経て粒の大きな砂から落下していく。北京では粒子の直径がおよそ4-20μm、発生後3、4日経って到達する日本では4μm前後という調査結果がある。韓国気象庁の解説では、上空に舞い上がって運ばれる黄砂は、3割が発生地に、2割が発生地の周辺地域に、5割が日本・韓国や太平洋などの遠方に運ばれて落下・沈着するという。
qas: question: 砂塵が東以外の方向にも流されるか、流されないかは、何の影響の多少により決まりますか?
answers: text: 偏西風

question: 韓国気象庁によれば、上空に舞い上がって運ばれる黄砂が最も多く落下・沈着する地域は、どこか?
answers: text: 日本・韓国や太平洋などの遠方

question: 韓国気象庁によれば、上空に舞い上がって運ばれる黄砂が落下・沈着する割合が最も小さい地域は、どこか?
answers: text: 発生地の周辺地域

context: そして、より近い発生地からの黄砂のほうが飛来の頻度が高い。たとえば、朝鮮半島で観測される黄砂は多くが西方の黄土高原・ゴビ砂漠などで発生したもので、タクラマカン砂漠で発生したものはまれである。朝鮮半島とタクラマカン砂漠は5,000キロ以上離れており、長距離運搬される条件が整ったときにしか砂塵は到達しない。また、韓国に到達する黄砂の「発生から飛来までの経過日数」と「飛来時に黄砂が分布する平均高度」を調べた韓国気象庁の資料では、タクラマカン砂漠は経過日数4-8日・高度4-8キロ、中国北部の乾燥地帯は3-5日・1-5キロ、黄土高原は2-4日・1-4キロ、中国東北部は1-3日・1-3キロなどとなっている。黄砂の年間発生量は年間2億-3億トンと推定され、対する降下量は北京で春には1か月間に1km2あたり10-20トン程度、日本で1年間に1km2あたり1-5トンと推定されている。ただしその量は、発生地の毎回の天候に左右される。なお、1998-2000年のデータでは北京の乾性降下物(乾いたばいじん)のうち8割が黄砂を含む土壌性の粒子であった。また、日本における黄砂を含めたばいじんの総降下量は国内平均で1年間に1km2あたり40トン程度(1989年)とされ、黄砂はその1割程度にあたる。
qas: question: 朝鮮半島まで飛来する頻度が最も少ないのは、どこからの黄砂なの?
answers: text: タクラマカン砂漠

question: ゴビと黄土高原、タクラマカン砂漠のうち、朝鮮半島から最も遠いのは、どこですか?
answers: text: タクラマカン砂漠

question: 韓国気象庁によれば、中国北部の乾燥地帯とタクラマカン砂漠の各地からの黄砂が韓国まで到達する最大経過日数を比較した時、韓国までより遅く到達するのは、どこからの黄砂か?
answers: text: タクラマカン砂漠

question: 韓国気象庁によれば、黄土高原と中国東北部の各地からの黄砂が韓国まで飛来する時の黄砂が分布する平均高度を比較した時、その最大値がより高いのは、どこからの黄砂か?
answers: text: 黄土高原

context: 時期としては、春にもっとも多く発生する。降水量が少なく地面が乾燥する冬は、シベリア高気圧の影響で風があまり強くない穏やかな天候が続くうえ、ほとんどの乾燥地帯の表土は積雪に覆われてしまうため、黄砂が発生しにくい。春になると、表土を覆った積雪が融け、高気圧の勢力が弱まる代わりに偏西風が強まり、低気圧が発達しながら通過するなどして風が強い日が増えるため、黄砂の発生も増えると考えられている。春の中盤に入り暖かくなってくると植物が増え、夏になると雨も多くなるため、土壌が地面に固定されるようになって次第に黄砂の量は減り、秋に最少となる。発生地側の新疆ウイグル自治区での砂塵嵐の日数を調べた統計では、最多の4月に年間の約20%が集中し、3月から6月の4か月間に年間の約70%が集中する。敦煌から河西回廊での砂塵嵐の日数を調べた統計では、春の3か月間に年間の5割弱が集中する。ただし、秋にも約1割の発生があり、年間を通して発生している。
qas: question: 冬に黄砂が発生しにくいのは、何の影響で風があまり強くないからか?
answers: text: シベリア高気圧

question: 新疆ウイグル自治区の調査統計によれば、砂塵嵐が年間最も多く発生するのは何月から何月の期間ですか?
answers: text: 3月から6月

question: 敦煌から河西回廊での砂塵嵐の日数を調べた統計によれば、どんな季節に砂塵嵐が最も多く発生するの?
answers: text: 春

question: 春と夏のうち、どの季節に黄砂の量がより少ないですか?
answers: text: 夏

context: 一方、飛来地側の日本では、春にあたる2月から5月の4か月間に年間の約90%が集中し、夏にあたる7月-9月はまったくと言っていいほど観測されない。ただし、これは地上での観測をもとにした統計であり、上空を通過する薄い黄砂は夏にも観測されている。また近年、地上では視程も低下しないため黄砂として観測されないときに、自由大気(自由対流圏)と呼ばれる高層で薄い砂塵が観測されることが分かってきた。これは「バックグラウンド黄砂」と呼ばれている。普段地上でほとんど黄砂が観測されない夏や秋にも発生するほか、高山では酸性霧の中和に関与していることが解明されてきている。バックグラウンド黄砂の特徴として、発生地付近で砂塵嵐の発生がなく、砂塵を巻き上げて運ぶ低気圧さえない状態にもかかわらず、発生することが挙げられる。また、バックグラウンド黄砂の成分の特徴として、通常ではCa(カルシウム)がおもにCaSO4(硫酸カルシウム)の形で存在しているのに対して、バックグラウンド黄砂ではおもにCaCO3(炭酸カルシウム)の形で存在していることが挙げられる。これは、バックグラウンド黄砂が、地上から排出される大気汚染物質に含まれているSO42−(硫酸イオン)とほとんど混ざっていないことを意味し、普通の黄砂とは異なる経路を通ってきていることを示している。
qas: question: 日本ではどの季節に年間最も多くの黄砂が観測されますか?
answers: text: 春

question: 砂塵嵐が発生しなく、低気圧さえないのにも関わらず発生する黄砂で、自由大気で薄い砂塵が観測されるのを、何と呼ぶか?
answers: text: バックグラウンド黄砂

question: 黄砂の中のCaがどんな成分と混ざったか、混ざっていないかによって、通常の黄砂とバックグラウンド黄砂に分類されるの?
answers: text: SO42−

question: 黄砂の中のどのような成分が大気汚染物質から影響を受けたか、受けなかったかにより、通常の黄砂とバックグラウンド黄砂に分類されますか?
answers: text: Ca

context: 古くは、日本では少なくとも7万年前以降の最終氷期には黄砂が飛来していたと考えられている。最終氷期の初期にあたる7万年前から6万年前ごろの風送ダスト(風によって運ばれ、堆積した砂や塵のこと。黄砂もこれに含まれる)の堆積量は10cm3あたり12グラムであった。完新世にあたる1万年前から現在までは同3-4グラムである。つまり、最終氷期初期は現在の3-4倍と、かなり多かったと推定されている。このほか、1万8000年前にも黄砂の堆積量が増えたというデータがある。気候との関係については一般的認識とは逆の推定がされており、発生地域が寒冷期にあるときには、乾燥化が進むうえ、大気循環経路の変化により寒気の南下回数が増え、砂塵嵐の頻度が増えることから、黄砂が増加すると考えられる。逆に温暖期にあるときは、湿潤化が進むことなどから黄砂が減少すると考えられている。2千年紀(過去1000年)間の中国での塵の降下頻度の記録から、塵の降下頻度の増加が気温の上昇と逆相関関係にあるという研究があり、この説を裏付けている。
qas: question: 最終氷期の初期と完新世のうち、10cm3あたりの風送ダストの堆積量がより多いのは、どちらか?
answers: text: 最終氷期の初期

question: 10cm3あたりの風送ダストの堆積量が現在の3-4倍である時期は、いつなの?
answers: text: 最終氷期の初期

question: この古い時期には発生地域が、温暖期と寒冷期のうち、どちらにあるときに黄砂の発生頻度が高かったか?
answers: text: 寒冷期

question: 2千年紀間の中国での塵の降下頻度の記録によると、塵の降下頻度の増加と気温の上昇はどのような関係にありましたか?
answers: text: 逆相関関係

context: また、現在黄砂の発生源となっている黄土高原は、250万年前から始まり200万年前から増えた風送ダストによってできたと考えられている。これら黄砂や風送ダストの量の変化は、気候変動や地殻変動によって、風や降水、地形などのパターンが変わったことによる。また、日本の南西諸島にはクチャ(学術名:島尻層泥岩)と呼ばれる厚さ約1,000メートルの泥岩層が分布しているが、この層には黄砂由来の粒子が含まれていると考えられている。島尻層泥岩は新第三紀、およそ2500万年前から200万年前ごろの地層であり、このころにも黄砂が飛来していた可能性を示唆している。さらに堆積物の分析結果から、もっとも古い時代では白亜紀後期にあたる約7000万年前から黄砂が発生していたと考えられている。
qas: question: 250万年前から始まり200万年前から増えた風送ダストによってでき、現在黄砂の発生源となっているのは、どこについての説明であるか?
answers: text: 黄土高原

question: 島尻層泥岩の堆積物を分析した結果、もっとも古い時代ではどの時期から黄砂が発生していたと考えられますか?
answers: text: 白亜紀後期

question: 黄砂由来の粒子が含まれていると考えられる、南西諸島に分布している厚さ約1,000メートルの泥岩層を何と呼ぶ?
answers: text: クチャ

question: 黄砂由来の粒子を含んでおり、作られた時期にも黄砂が飛来していた可能性を示唆する泥岩層を、何と呼ぶか?
answers: text: クチャ