成層圏二酸化塩素及び一酸化臭素測定器の開発
【研究分野】超高層物理学
【研究キーワード】
二酸化塩素 / 一酸化臭素 / 二酸化窒素 / オゾン / 分光器 / 成層圏 / 二酸化臭素 / 回折格子
【研究成果の概要】
平成4年度に焦点距離32cmの回折格子を持つ、波長掃引型分光器を製作した。光検出器としては、光電子増倍管を用い、それに印加する高電圧を自動的に制御することにより、増幅率の大きなダイナミックレンジを達成した。回折格子の刻線数は2400gr/mmでありこれにより高い波長分解能を得ることが出来た。この結果スリット幅を広げ、光の入射強度をそれに比例して大きく取ることが出来た。
二酸化塩素(OClO)及び一酸化臭素(BrO)による可視部の吸収は0.1%のオーダーであり、二酸化窒素とオゾンの吸収は1%のオーダーである。ここではまず、測定器の精度を確かめるために二酸化窒素(NO_2)・オゾン(O_3)の吸収が大きい430〜502nmの可視領域に測定域を絞った。
地球大気外から入射する太陽放射は天頂で散乱されて地上へ到達する.この散乱を受けた光は昼間と薄明時(太陽天頂角90ﾟ付近)において成層圏中(高度25km付近)を通過してくる際にその光路長が約20倍薄明時の方が長くなっている.このようにして得られた2つの吸収量の異なるスペクトルどうしのスペクトル比を求め,それと既知の値である二酸化窒素・オゾンの吸収断面積をLambert Beerの法則を用いて最小二乗法の適用によりフィッティングを行い二酸化窒素とオゾンの全量を求めた.
豊川の名大太陽地球環境研究所で、長期間連続観測を行ったデータを詳細に解析した結果、観測されたスペクトル比の中に波長に対して吸収物質に依らない放物線形の大きな構造を見出した。また、その除去方法を解析プログラムに追加した。この改良の結果オゾン、二酸化窒素の測定精度±1%以内を達成した。全吸収量からNO_2,O_3の吸収量を引いた残差は0.1%以下の大きさであり、極域OClO,BrOの吸収量より小さい。このことからこの分光器はOClO,BrOを検出する能力のあることが分かった。
【研究代表者】