ライダーによる都市大気中浮遊物質と気温の鉛直分布の同時測定法の開発

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08878070
• Research Institution: Tokyo Metropolitan University
• Principal Investigator: 長澤 親生 東京都立大学, 工学部, 教授 (80145664)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 阿保 真 東京都立大学, 工学部, 助手 (20167951)
• Keywords: ライダー / 大気汚染物質 / 気温 / 大気境界層 / 回転ラマン

Research Abstract

都市の下層大気中の浮遊物質の動態を明らかにするために、都下八王子市の都立大学構内において、大気境界層付近までの浮遊物質濃度と大気温度の鉛直分布を同時に連続的に測定できるライダーシステムの開発を行った。まず浮遊物質測定法として、送信にNd:YAGレーザーの第2高調波、受信に偏光プリズムを用いたミ-散乱偏光ライダーを開発した。このライダーにより散乱信号強度と偏光解消度の測定を行い、エアロゾル濃度と球形か非球形かの粒形情報の鉛直分布が得られた。次に大気温度の測定法として、大気分子の回転ラマンスペクトルの温度依存性を利用した回転ラマンライダシステムの開発を行った。送信光には、インジェクションシーダ-付のNd:YAGレーザーの第2高調波を用いてた。レーザの出力は300mJ、繰り返し10Hzである。受信光は20cmのシュミットカセグレン望遠鏡により集め、ビームスプリッターにより2つに分けた光を、それぞれ中心波長の異なる狭帯域干渉フィルターを用い回転ラマン成分を取り出した。2つのフィルターは蛍光による影響を避けるため、アンチストークス成分を用い、中心波長は530.2nmと529.0nmで、帯域幅0.7nmの物それぞれ2枚重ねて使用した。それぞれのフィルターの送信波長(532.1nm)におけるブロッキングは1枚あたり10^4以上である。2つのフィルターの出力比が気温に依存することを利用し、大気温度の高度分布を測定した。館野の高層気象台のラジオゾンデデータとの比較により、17分間の測定で高度1.5kmから5kmの範囲で良い一致が得られた。高度1.5km以下ではライダーとゾンデの結果が一致しなかった。この一致の原因は、ラジオゾンデとライダーの観測点が離れているためか、その他の誤差要因どうかを検討中であり、平成9年度も引き続き比較実験を行う。