大気環境動態解析のための気象要素観測ライダーの開発

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07558195
• 研究機関: 福井大学
• 研究代表者: 小林 喬郎 福井大学, 工学部, 教授 (90006247)
• 研究分担者: 平等 拓範 福井大学, 工学部, 助手 (50216595)
• キーワード: ライダー / レーザーレーダー / インコヒーレントドップラー / レイリー散乱 / 風速 / 気温 / 湿度 / リモートセンシング

研究概要

本研究は、地球環境問題などの動的で広域にわたる現象の精密な研究手段を提供することを目指し、大気の温度、風向・風速・湿度の気象の三要素の三次元空間分布を一台のシステムで同時観測を可能とする新しい方式の気象要素観測ライダーシステムを開発し、精密な大気環境計測手法を検討することを目的としている。
現在までの研究の進行状況は次のとうりである。
1.風速の測定方式として差分周波数判別法を用いる新しいインコヒーレント方式ドップラーライダーを提案し、高分解能マッハゼンダー干渉計を試作して室内実験を行い、速度の測定精度1m/sで測定可能との結果を得た。
2.気温の計測にはUV域レイリー散乱方式ライダーを検討し、詳細な解析を行った。また、FPエタロンを用いる分光検出部を試作し、室内実験により精度が約10Kが得られ、さらに精度を改善することを試みている。
3.湿度の測定にはUV域の振動ラマン散乱方式ライダーを組み立てて動作実験を行い、1kmの高度まで絶対湿度が測定可能との結果を得た。
以上の結果、気象三要素が一台のライダーを用いて基本的に計測できることが判明しており、また湿度の測定は実際の大気での動作実験を行い、絶対量の測定が可能となった。
しかしながら、温度と風速については、高安定レーザーの改良に時間を消費してしまい、室内実験による基本的な動作の実証ができた段階で研究の期限切れとなってしまった。今後、さらに室外での動作実験による特性の確認や、他の計測器と同時観測を行い、計測精度を検証することなどの重要な課題が残されている。また、長期的な気象観測を行って多くのデータを蓄積することや、新しい大気の遠隔計測手法として総合的検討を加えてることも重要である。

研究成果

• [文献書誌] Z.Liu: "Differential discrimination technique for incoherent Doppler lidar for measuring atmospheric wind and packscatter ratio" Optical Review. 3.,1. 47-52 (1996)
• [文献書誌] 劉兆岩: "風速計測のための差分:方式ドップラーライダー" 第17回レーザセンシングシンポジウム論文集. 29-32 (1995)
• [文献書誌] T.Kobayashi: "A compact eye-safe lidar based on optical parametric oscillafors for remote aerosol sensing" Abstracts of 18th International Laser Radar Conference. 195- (1996)
• [文献書誌] Z.Liu: "Incoherent Doppler lidar system using differential discrimination technique for tropospheric wind measurement" Abstracts of 18th Internotional Laser Radar Conference. 47- (1996)
• [文献書誌] 華灯〓: "対流圏気温の3次元分布計測のためのUV域レイリー散乱ライダーの提案" 福井大学工学研究報告. 45・1(印刷中). (1997)
• [文献書誌] Z.Liu: "Advances in Atmospberic Remote Sensing with Lidar-Incoherent Doppler Lidar System Using Differential・・・" Springer, 4 (1996)
• [文献書誌] 小林喬郎: "固体レーザー" 学会出版センター, 270 (1997)