自由研究 紫外線
自由研究ねた「紫外線」について紹介します。
紫外線はお肌に良くないと聞きます。日焼けはしたくないという人もいます。しかし、紫外線とはどのようなものなのか、分からないので、調べてみることにします。
紫外線で遊んでみる
紫外線と関係のあるものとして、シークレットペンというものがあります。１００円ショップで売っています。試しに買って使ってみます。このペンで描いても、何も見えません。しかしペン付属のブラックライト（紫外線）を点けて照らすと、描いた絵が見えます。紫外線によって見えてくるものがあることが分かります。
ブラックライトではがきを照らすと、バーコードが見えます。日常の光では見えないバーコードが、ブラックライトで見えてきます。
紫外線は目に見えませんが、特定の物に当たることで、紫外線があることが分かります。
太陽光には紫外線が含まれているの？
紫外線はお肌によくない、日焼けはしたくないという人がいるけど、太陽光に紫外線が含まれているのでしょうか。どうやって確かめたらよいのでしょうか。今回、ここで紹介するのが、紫外線に反応するという忍者えのぐ（http://www.ninjya.jp/shop-t.html）です。これで絵を描き、太陽光に当ててみます。すると、絵が浮かび上がります。太陽光には紫外線が含まれていることが分かります。
日焼け止めクリームは紫外線をカットするの？
次に、日焼け止めクリームには紫外線をカットするはたらきがあるのでしょうか。同じく、忍者えのぐで絵を描き、一方には紫外線カットのクリームを塗り、もう一方には塗りません。すると、どうなるでしょう。クリームを塗っていない方が絵が浮かび上がります。このことから、クリームに紫外線をカットするはたらきがあることが分かります。
さらに、研究を広げる
日頃、どれくらい紫外線を浴びているのでしょうか。忍者えのぐを普段、持ち運ぶのは不便です。そこで、便利なのが紫外線ビーズ。紫外線を浴びると色が変わるため、浴びていることが一目瞭然です。予算に余裕があるならば、UVインデックスが付いたUVチェッカーなどもお勧めです。天気とUVインデックスの関係や場所によるUVインデックスの違いなど、自由研究が膨らみます。
最後に、紫外線についての紹介です。
紫外線について学ぶ
下の図のように紫外線は、光の仲間です。
紫外線A波 UV-A (315-400 nm) ・・・肌の奥まで届く紫外線で、しわやたるみ、黒くなる日焼けサンタンの原因とよく言われています。UV-Aは通過しやすいということが問題で、ガラス等でもカットされにくいです。日焼け止めクリームではPA++++などの表示が参考になります。
紫外線B波 UV-B (280-315 nm) ・・・紫外線量の１割程度しかないと言われ、肌の奥まで届かない紫外線だが、人体への影響は大きく、シミやそばかす、赤く炎症を起こすサンバーンやの原因と言われています。日焼け止めクリームではSPF50+などの表示が参考になります。
紫外線C波 UV-C (100-280 nm) ・・・皮膚がん起こすと言われるが、地上までは届かないと言われています。
晴天時における紫外線総量に占める散乱光の割合は正午６割程度。つまり、直射光よりも散乱光の方が多いのです。
天気ごとのUVインデックスのばらつきを見ると、快晴時に比べ、晴れや薄曇りのときには、状況によっては、快晴時よりも紫外線量が増えることが分かります。また、雨上がりなど空気が澄んでいるときは１〜２割程度増えることがあります。ちなみに、快晴の時に比べると、くもりの場合は約６割、雨の場合は約３割になります。
一面雪原の場合、反射率が高いため、UVインデックスは反射光により４〜５割増えると言われています。また、標高が１０００ｍ高くなると、１割増えると言われています。
少し、オゾン層のことも紹介します。日本付近において、快晴の日、春と秋では紫外線が強いのはどちらでしょうか。上の図を見れば分かると思いますが、同じではなく、秋の方が紫外線が強いことになります。それは、オゾンは紫外線を強く浴びるほどよく作られることと、冬に低緯度から中高緯度にオゾンが輸送されることが関係しています。オゾンは主に低緯度の成層圏上空で作られます。そして、冬に低緯度から中高緯度にオゾンが輸送され、中高緯度にオゾンが蓄積されます。蓄積されたオゾンが春にはまだ残っているため、春の紫外線量は秋に比べ低くなります。
ちなみに、オゾンホールは南半球に現われやすい傾向があります。これには、冬季（南半球）の南極では極渦と言われる上空の風が安定していること、冬季にオゾンが輸送されるとともにフロンガスも輸送されること、春（南半球）に紫外線が強くなるとフロンガスが分解され塩素原子が生じることが関係しています。冬季の極渦の影響で、渦の中と外の空気の入れ替わりがしにくくなっています。蓄積されたオゾンとフロンガスに春、紫外線がそそぎ込みます。するとフロンガスが分解され塩素原子が生じます。塩素が触媒としてオゾンを連鎖的に破壊していきます。これによりオゾンホールが生じることになります。