研究成果報告書 J95A0113.HTM

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[Ａ−１　オゾン層変動の総合的観測及び解析に関する研究]

（１）地上からの総合的観測手法の開発とその評価に関する研究

��赤外ヘテロダイン分光法による微量分子測定手法の開発に関する研究


[研究代表者]

　

東北大学

●福西　浩

[環境庁国立環境研究所]

 　

（委託先）

 　

東北大学

●福西　浩・岡野章一・田口　真

[平成５〜７年度合計予算額]

１３，７１１千円

（７年度当初予算額４，３６４千円）


[要旨]

　成層圏及び対流圏における大気微量成分の高度分布を地上から測定することを目的として、赤外レーザーヘテロダイン分光計を製作した。赤外レーザーヘテロダイン分光計は、高分解能、高感度、小型軽量等の利点があるが、特に本研究で開発された分光計は、広い分光波数範囲、光軸調整の容易性、ガス吸収セルによるキャリブレーションシステムという特徴を持つ。平成５年度はレーザーヘテロダイン分光計の光学系及び電気系の製作を行った。この分光計は局発として液体窒素冷却型の半導体レーザーを４個搭載し、それぞれ９００��-1、１１００��-1、１１９０��-1、１２２０��-1付近の波数域で発振する。観測の対象となる分子は硝酸、オゾン、一酸化二窒素、メタンである。現在までの試験観測の結果、良好な大気吸収スペクトルが得られている。平成６年度には製作した赤外半導体レーザーヘテロダイン分光計（ＴＤＬＨＳ−３）は南極昭和基地においてオゾン、硝酸、メタン、一酸化二窒素の観測に使用され、１９９４年の南極オゾンホール発達消滅過程における多くのデータが得られた。国内でもＴＤＬＨＳ−２による硝酸の観測を実施する計画であったが、硝酸の吸収帯がある９００��-1付近を発振する半導体レーザーが発振しなくなり、メーカーでも製造不可能とのことで硝酸観測は断念した。代わりに波数１１８０��-1付近で一酸化二窒素の観測を実施した。観測は仙台の東北大学理学部キャンパスにおいて１９９４年５月から１２月までに１９回行った。得られた一酸化二窒素吸収線スペクトルからインバージョン法を用いて高度分布を導出するとともにインバージョン法の誤差を数値シミュレーションによって評価した。平成７年度は南極昭和基地から持ち帰ったＴＤＬＨＳ−３を東北大学理学部青葉山キャンパス内に設置し、一酸化二窒素の観測を行った。また南極昭和基地で得られたオゾンホール発達・消滅期のオゾン、一酸化二窒素、硝酸のデータ解析を進めた。その結果オゾンホールが発達している時期に高度２０�勸幣紊領琉茲韮瓜�間以下の時間スケールのオゾン密度変動が見つかった。このような速いオゾン密度変動が観測された日は極渦境界が昭和基地の上空に存在していたことが解った。したがって、観測された速いオゾン密度変動は極渦内外の大気交換過程を反映しているものと考えられる。


[キーワード]

大気微量成分、赤外分光、レーザーヘテロダイン分光計、リモートセンシング、オゾンホール