為何科學家都想攻頂富士山？揭密山頂上的「神祕測候所」

富士山測候所在拆除雷達後，現在是傳播氣象觀測歷史的場域。圖／Wikicommons

編按：PM2.5與空汙只會存在城市裡嗎？事實上，當工業廢氣與汽車排放被捲入高空，它們便會搭上穩定的強風，跨境傳播到地球的另一端，甚至影響全球的大氣狀況。這也是為什麼科學家們需要一個「天選之地」，來觀測地球整體的大氣汙染。《歡迎來到富士山測候所》將帶你揭開這座全日本最高峰，如何憑藉其獨特的地理優勢，成為全球大氣研究的絕佳地點。

對大氣化學家來說，富士山頂是一個很有吸引力的研究場所。

有人類就有變數，都市的空氣無法代表地球

地球的大氣層從上到下分成增溫層、中氣層、平流層、對流層4層。其中對流層又分成自由大氣和行星邊界層，而絕大多數的人類都居住在最底下的行星邊界層中。

在行星邊界層，存著人各種各樣的人類活動。比如汽車行駛時會排放廢氣，工廠的煙囪也會排出混雜著各種不同物質的廢煙。此外還會受到地面的熱量與摩擦、地形的影響，導致大氣的運動方式非常複雜。

因此，假如有一個科學家想採集行星邊界層的空氣，研究「地球整體的大氣汙染程度」，當他在人類活動密集的都市和人口稀少的鄉下地區採集，就會得到截然不同的結果。科學家雖然可以掌握各個地區的空氣汙染情形，卻無法由此得知地球整體的汙染情況。

空汙會環遊世界？「自由大氣層」如何成為汙染物的跨國高速公路？

另一方面，富士山的山頂位於自由大氣層，自由大氣層的空氣基本上不直接受到人類活動的影響。但當大型的低氣壓或強烈的上升氣流發生時，地表的空氣會被捲升至高空，部分原本沉積在行星邊界層的大氣汙染物質也可能被帶入自由大氣層。

自由大氣層常年存在著穩定方向的強風。在緯度35度到65度的區域（日本也在這個區域中），存在著由西向東的風帶，稱為西風帶。西風帶的風會以固定週期環繞地球。而被捲到自由大氣中的一部分大氣汙染物質，也會乘著此風環遊地球。

因此只要採集自由大氣層的空氣，調查樣本含有多少汙染物質，就能得知地球整體的大氣汙染狀況。這些汙染物質可以跨越國境傳播，因此俗稱「跨境空氣汙染物」。而在伸入自由大氣層的富士山山頂上，就可以測量到這些跨境空氣汙染物。

高還不夠！富士山還因為「很尖」成為觀測的天選之地

在自由大氣層內的高海拔地點，可以直接觀測到地球整體的大氣狀態，因此全球一共設置了近30所位於海拔2500公尺高山上的大氣觀測設施。其中最有名的幾個包含位於夏威夷毛納羅亞山上的毛納羅亞觀測所（3397公尺），以及瑞士的少女峰大氣觀測所（3450公尺）等。

而即便跟這幾個其他國家的觀測所相比，富士山頂也擁有非常出色的環境條件。

雖然世界上有很多山峰都位於自由大氣的高度，但其實位於行星邊界層的大氣汙染物，也會從山腳順著山的表面一路從中腹擴散到山頂上。因此自由大氣層中除了一般跨境空氣汙染物外，還會混雜著從行星邊界層上來的汙染物質，在計算正確的數值時必須特別留意。

然而跟其他高山相比，由於富士山的山形勻稱平滑，山頂又成尖形，使得行星邊界層的大氣汙染物不容易從山腳或中腹上升到山頂。因此更容易精確測量到跨境空氣汙染物的狀況。

同時，富士山所在的日本列島又正好位於亞洲大陸的最東側。當時亞洲以中國為首的國家正值經濟高速起飛的時期，工廠和汽車等開始排放大量廢氣，空氣汙染問題日益嚴重。中國等國家排放的大氣汙染物上升到自由大氣後，很容易飄到緯度相近又位於下風位置的富士山頂，因此只要在富士山頂觀測，就能了解中國等國家的經濟活動對地球整體大氣汙染的影響。

出於以上原因，富士山在地理上位於絕佳的位置。