気候変動・オゾン層破壊と健康（温室効果ガス・マラリア・紫外線）

🧠 全体像：地球温暖化とオゾン層破壊は、別々の現象である。温暖化は「温室効果ガスが増えて、地表近くが暖まる」問題で、気温・降水・風のパターンを変え、熱・感染症・食料・災害を通じて健康に影響する。オゾン層破壊は「成層圏のオゾンが減って、有害な紫外線のうちUV-Bが地表に届く」問題で、皮膚癌skin cancer皮膚癌（skin cancer）skin cancer（皮膚癌）・白内障cataract白内障（cataract）cataract（白内障）・免疫抑制につながる。前者は京都議定書など、後者はモントリオール議定書が国際的な枠組みである。

気候と天気

• 人間生態学：人と、その自然・社会・人工の環境との双方向の関係を扱う学際的 multidisciplinary 学際的（multidisciplinary） multidisciplinary（学際的） な科学（地理学・社会学sociology社会学（sociology）sociology（社会学）・心理学・人類学・動物学・疫学・公衆衛生public health公衆衛生（public health）public health（公衆衛生）・家政学・自然生態学などにまたがる）。
• 気候：地域の通常の天候（気温・気圧・湿度・降水・日照・雲量・風）を、年間を通じて多年にわたり平均したもの。天気は、その時点の大気の状態（風・気温・雲量・湿度・気圧）である。
• 気候帯は大きく、極・温帯・乾燥・熱帯・地中海性・山岳の6つに区分される。

⭐ 地球温暖化は、世界平均気温の上昇を指すが、主な影響は気候のパターンの変化であり、気温だけでなく降水や風のパターンも変える。

温室効果と温室効果ガス

機序

flowchart TD
    A["太陽放射が大気を通り抜けて地表に届く"] --> B["地表が吸収して温まる"]
    B --> C["地表が長波の<span class='jp-term jp-term-diagram' title='infrared radiation'>赤外線</span>を放出"]
    C --> D["温室効果ガスの分子が<br><span class='jp-term jp-term-diagram' title='infrared radiation'>赤外線</span>の一部を吸収して再放射"]
    D --> E["地表と<span class='jp-term jp-term-diagram' title='convection'>対流</span>圏が温まる<br>（直接の効果）"]
    D --> F["濃度が増えると<br>熱がより閉じ込められる"]

地表に届く太陽放射は343 W/m²で、そのうち103 W/m²が大気と地表で反射される。差し引きの入射は240 W/m²で、地表は168 W/m²を吸収する。宇宙へ失われる正味の放出赤外線 infrared radiation 赤外線（infrared radiation） infrared radiation（赤外線） は240 W/m²で、入る量と出る量がつり合う。温室効果ガスが増えると、出ていく赤外線 infrared radiation 赤外線（infrared radiation） infrared radiation（赤外線） の一部が大気に戻され、地表が暖まる。

💡 温室効果ガスは有害とは限らない。なければ地球の平均気温は氷点下になる。問題は、人間の活動で濃度が過剰に増えたことである。

主な温室効果ガスと発生源

メタンの自然起源と人為起源の割合は、授業で自然約36%・人為約64%とされた。推計は更新されるので、「人為起源が過半」という方向性で覚える。1頭あたりの年間のメタン排出量（図の値）は、西洋牛120 kg、非西洋牛60 kg、羊8 kg、豚1.5 kg、ヒト0.12 kgで、牛が特に多い（豚の約80倍）。吸入麻酔薬inhalational anesthetic 吸入麻酔薬（inhalational anesthetic）inhalational anesthetic（吸入麻酔薬） も温室効果ガスである（吸入麻酔薬inhalational anesthetic吸入麻酔薬（inhalational anesthetic）inhalational anesthetic（吸入麻酔薬））。

CO2排出量の世界地図（2009年版の欧州の排出データベース、トン／人／年）は、6段階（0〜2、2〜5、5〜10、10〜15、15〜20、20超）で示される。20超は北米とオーストラリア、15〜20はロシア、アフリカの大部分と南アジアの多くは低い側にある。1人あたりと国全体の総量は別物で、人口の大きな国は総量が大きくなる。

⚠️ この地図は2009年版であり、現在の排出の分布とは異なる。現状の温暖化は、2024年の世界平均気温が1850〜1900年の平均より1.55±0.13℃高く、175年の観測史上で最も暑い年だった¹。国際的な取り組みの年表 Timeline 年表（Timeline） Timeline（年表） （京都議定書の採択・発効）は環境保健・環境医学の入門にある。

温室効果の発見の歴史

気候変動の影響と健康

環境への影響

降雨・降雪のパターンの変化、強い嵐、高温と熱波、干ばつと山火事の増加、雪氷の減少、永久凍土の融解、動物の移動と生活環の変化、サンゴの損傷、海面上昇、海水sea water 海水（sea water）sea water（海水） 温の上昇、植物の生活環の変化。

健康への影響の経路

flowchart TD
    A["気候変動の影響<br>気温・海面・降水"] --> B["嵐と洪水"]
    A --> C["熱"]
    A --> D["媒介生物の生態の変化"]
    A --> E["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='air pollution'>大気汚染</span>物質"]
    A --> F["食料供給"]
    A --> G["内戦・紛争"]
    B --> B1["罹患・死亡・避難"]
    C --> C1["罹患・死亡"]
    D --> D1["感染症"]
    E --> E1["呼吸器疾患"]
    F --> F1["栄養不良"]
    G --> G1["罹患・死亡・避難"]

世界保健機関World Health Organization, WHO 世界保健機関（World Health Organization, WHO）World Health Organization, WHO（世界保健機関） は、2030〜2050年に気候変動が栄養不足・マラリア・下痢・熱ストレスだけで年間約25万人の追加死亡を起こすと見込む。すでに36億人が気候変動の影響を受けやすい地域に住み、熱関連死亡の37%が人為的な気候変動に帰されるとする研究がある。気温と降水の変化は媒介性感染症の拡大を助長する²。

季節性の変化が感染症に及ぼす影響として、授業では次の4点が想定された。

• 消化管感染症GI infections 消化管感染症（GI infections）GI infections（消化管感染症） の増加。
• ダニなどが媒介する感染症の増加。
• 上気道感染症upper respiratory tract infection 上気道感染症（upper respiratory tract infection）upper respiratory tract infection（上気道感染症） の減少。
• その地域に典型的でなかった疾患の出現。

熱による罹患・死亡のうち、熱中症heat stroke 熱中症（heat stroke）heat stroke（熱中症） の病態と診断は熱傷・熱中症heat stroke 熱中症（heat stroke）heat stroke（熱中症） と寒冷障害 cold injury寒冷障害（cold injury） cold injury（寒冷障害）・低体温症hypothermia低体温症（hypothermia）hypothermia（低体温症）が正本である。

国際的な枠組みと日本の対応

授業の年表 Timeline 年表（Timeline） Timeline（年表） （京都議定書）の後を、現行の枠組みで補う。

💡 温暖化は緩和（排出を減らす）と適応（影響に備える）の両方で対応する。日本の削減目標は緩和、熱中症heat stroke 熱中症（heat stroke）heat stroke（熱中症） の特別警戒情報やクーリングシェルターは適応にあたる。

マラリアと気候

伝播しない条件と、温度の役割

温帯（西欧・米国など）では、経済発展と公衆衛生 public health 公衆衛生（public health） public health（公衆衛生） の対策によってマラリアは排除されたが、ハマダラカAnopheles mosquito ハマダラカ（Anopheles mosquito）Anopheles mosquito（ハマダラカ） は残るため、再導入の危険が常にある。マラリアが広がらないのは、次のような場所である。

• 非常に標高の高い地域。
• 一部の地域の寒い季節。
• 砂漠（オアシスを除く）。
• 制圧・排除プログラムで伝播を止めた国。

授業では、20℃（68°F）未満では、重症マラリアsevere malaria 重症マラリア（severe malaria）severe malaria（重症マラリア） の熱帯熱マラリア原虫 Plasmodium マラリア原虫（Plasmodium） Plasmodium（マラリア原虫） がハマダラカ Anopheles mosquito ハマダラカ（Anopheles mosquito） Anopheles mosquito（ハマダラカ） の体内で発育環を完了できず、伝播されないと説明された。熱帯熱マラリア原虫 Plasmodium マラリア原虫（Plasmodium） Plasmodium（マラリア原虫） の媒介の詳細はマラリア原虫Plasmodiumマラリア原虫（Plasmodium）Plasmodium（マラリア原虫）とマラリアにある。

⚠️ 授業資料との差：「20℃未満では伝播されない」は、温度が伝播を決めるという点では正しい方向だが、単一の閾値ではなく、種と条件で変わる。蚊が媒介する11の病原体の解析では、伝播が気温とともに一峰性に変わり、23〜29℃で最大、9〜23℃を下回ると（病原体によって異なる）ゼロになり、32〜38℃を超えるとまたゼロになる⁷。マラリアの最適温度は25〜26℃で、従来のモデルの31℃より低く、28℃を超えると伝播が急に下がる⁸。温暖化は、最適温度より低い地域（高地・温帯の縁）で伝播を増やし、高すぎる地域では減らすと予想される。

flowchart TD
    A["気温の変化"] --> B["蚊の生存・吸血頻度・発育"]
    A --> C["蚊の体内での原虫の発育期間"]
    B --> D["伝播の強さ"]
    C --> D
    D --> E["最適温度（約25℃）より低い地域<br>温暖化で伝播が増える"]
    D --> F["最適温度より高い地域<br>さらに温暖化すると伝播が減る"]

予測図と媒介種の分布

1990年を基準に2020年のマラリア伝播リスクを予測した世界地図の凡例は、「リスクが2倍超／1.7〜2.0倍／1.4〜1.7倍／1.1〜1.4倍／新たにリスク／変化なし／減少／有意なリスクなし」である。欧州・ロシア・北米東部 eastern 東部（eastern） eastern（東部） が2倍超、南米やアフリカ南部が1.1〜1.7倍の上昇と予測され、インドの一部・東南アジアの一部は変化なしとされた。

⚠️ この図には出典の記載がない。1990年を基準に2020年を予測した体裁から、古い気候モデルによる、気候だけからの潜在的なリスクの予測と推定される（実際の2020年の状況ではない）。実際の発生は、排除プログラム・住環境・医療・社会経済で決まる。

ハマダラカAnopheles mosquito ハマダラカ（Anopheles mosquito）Anopheles mosquito（ハマダラカ） は、地域によって主要な媒介種が異なる（図で読み取れた主な種）。

オゾン層破壊と紫外線

オゾン層と紫外線の吸収

オゾンは酸素原子3個からなる三原子分子である。オゾン層は、成層圏でオゾン濃度が高い部分（2〜8 ppm）で、有害な紫外線が地表に届くのを防いで植物と動物を守る。

オゾンが太陽の紫外線の一部を吸収するので、オゾンが減ると地表に届く紫外線が増える。標高が高いほど紫外線も増える⁹。

CFCと塩素の触媒サイクル

クロロフルオロカーボン fluorocarbonフルオロカーボン（fluorocarbon） fluorocarbon（フルオロカーボン）（CFC）は、炭素・塩素・フッ素fluorine フッ素（fluorine）fluorine（フッ素） だけからなる有機化合物 organic compound 有機化合物（organic compound） organic compound（有機化合物） で、メタン・エタンの揮発性 volatility 揮発性（volatility） volatility（揮発性） の誘導体である。冷媒・噴射剤propellant噴射剤（propellant）propellant（噴射剤）・溶剤solvents 溶剤（solvents）solvents（溶剤） として広く使われたが、オゾン層を壊すため、モントリオール議定書で製造が段階的に廃止された。

flowchart TD
    A["塩素原子 Cl が<br>オゾン O3 に反応"] --> B["ClO と O2 に変わる<br>オゾンが壊れる"]
    B --> C["ClO 2分子が結合して Cl2O2 になる"]
    C --> D["日光で Cl2O2 が分解して<br>塩素原子が再生"]
    D --> A

💡 塩素原子は触媒として働き、再生してはオゾンを壊し続ける。1個の塩素原子が多数のオゾン分子を壊せるので、排出を止めても影響は長く残る。

議定書の効果と回復の見通し

有効成層圏塩素量の将来予測（図）は、議定書の改正のたびに下がっていく。

モントリオール議定書に基づく措置は、オゾン層破壊物質の濃度を下げ、オゾンの回復に寄与し続けている。全オゾン量が1980年の値に戻る時期は、南極で2066年ごろ、北極で2045年ごろ、北緯60度〜南緯60度の平均で2040年ごろと見込まれる。2016年のキガリ改正を守ると、2100年までに0.3〜0.5℃の温暖化が避けられると推定される¹⁰。

紫外線の健康影響と、リスクを決める要因

白内障cataract 白内障（cataract）cataract（白内障） による失明は1,500万人で、そのうち約10%が紫外線への曝露に起因しうる⁹。疾患の各論は悪性黒色腫の前駆病変 precursor lesion 前駆病変（precursor lesion） precursor lesion（前駆病変） と危険因子、水晶体lens 水晶体（lens）lens（水晶体） の疾患と白内障手術 cataract surgery白内障手術（cataract surgery） cataract surgery（白内障手術）、翼状片pterygium翼状片（pterygium）pterygium（翼状片）を参照する。

紫外線の量とリスクは、地域の要因と個人の要因が重なって決まる。

混同しやすい点

ただし両者は無関係 unrelated 無関係（unrelated） unrelated（無関係） ではない。フロンの代替物質が温室効果も持つため、モントリオール議定書のキガリ改正による段階的削減が、温暖化の抑制にも役立つ。

まとめ

• 温暖化は、温室効果ガスの増加で気温・降水・風のパターンが変わる問題で、健康には熱・洪水・媒介性感染症・食料・大気汚染air pollution大気汚染（air pollution）air pollution（大気汚染）・紛争の経路で影響し、2030〜2050年に年間約25万人の追加死亡が見込まれる。
• マラリアの伝播は、気温の閾値ではなく最適温度（25〜26℃）を持つ山形の関係で決まる。授業資料の「20℃未満では伝播しない」は目安で、現行の理解は種と条件で異なる。
• オゾン層は、有害な紫外線のうちUV-Bを吸収する。CFCが塩素原子を放ち、触媒として多数のオゾンを壊す。モントリオール議定書により回復に向かい、南極で2066年ごろに1980年の水準に戻ると見込まれる。
• 紫外線の健康影響は、皮膚（黒色腫・皮膚癌skin cancer皮膚癌（skin cancer）skin cancer（皮膚癌）・日光角化症actinic keratosis, AK日光角化症（actinic keratosis, AK）actinic keratosis, AK（日光角化症））、眼（皮質白内障cortical cataract皮質白内障（cortical cataract）cortical cataract（皮質白内障）・翼状片pterygium翼状片（pterygium）pterygium（翼状片））、免疫抑制で、緯度・標高・皮膚の色・行動・職業が重なってリスクを決める。