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Abstract

大気中のハロゲン化学は、臭素や塩素ラジカルとオゾン（O3）の触媒反応のように、極域の春に表面オゾン破壊を引き起こすことがわかっています。 塩素とオゾンの大気中での初期反応はよく理解されているが、塩素酸塩（ClO3-）や過塩素酸塩（ClO4-）の生成に至る最終酸化段階は、その存在と大気中での運命を直接示す証拠がないため、依然として不明である。 本研究では、2015年春に高緯度北グリーンランド（81°36′ N, 16°40′ W）のVillum Research Station, Station Nordでの野外測定から得られた気相HClO3（塩素酸）とHClO4（過塩素酸）の初の高解像度大気中データセットを紹介します。 気相のHClO3およびHClO4を検出するために、最新鋭の化学イオン化大気圧インターフェース飛行時間型質量分析計（CI-APi-TOF）を、硝酸イオンを試薬イオンとする負イオンモードで使用した。 その結果、グリーンランドの春季オゾン層破壊現象時にのみ、HClO3とHClO4の濃度が9×105分子cm-3まで上昇し、有意な濃度が観測された。 大気軌跡解析の結果、オゾン層破壊イベント時の大気は表層付近に限られており、HClO3やHClO4の生成にはO3と海氷・積雪の表面が重要な役割を果たすことが示唆された。 HClO3とHClO4の気相での紫外可視吸収スペクトルと断面積を高度な量子化学的手法で計算し、大気中での挙動を評価した。 その結果、オゾン層破壊時にHClO3とHClO4が存在することが明らかになり、北極圏の大気中の塩素化学に影響を与える可能性があることが分かりました。