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近年、化石燃料の大量消費や大都市への人口や産業の集中などによって地球大気環境問題が多発し、深刻化してきた。それらを解明するためには地球環境状態や現象の広域にわたる実時間で精密な計測・解析手段の実現が期待されている。本研究は大気の風向・風速、温度、湿度の気象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気象要素観測ライダーシステムを開発し、多元かつ精確な大気環境の計測手段を開拓することを目的として進められたものである。
本研究の成果は次の通りである。
1.風速測定方式として新しい差分弁別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およびファブリーペロ-干渉計を利用するライダーを試作して動作実験を行い、距離3kmまで分解能1m/s以下で速度の観測が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方式を検討し、詳細な解析を行った。また、ファブリーペロ-干渉計を用いる分光検出部を試作し、動作実験により距離5kmまで分解能約10Kが得られた。
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構成して動作実験を行い、3kmの高度まで絶対湿度の測定が可能であった。
小型のライダー光源としてダイオード励起型の全固体レーザーの実用化のための設計法および波長可変パラメトリック発振器の研究、開発を行った。
以上の結果より、気象三要素が一台のライダー構成で基本的に計測できることが実証され、今後の実用化の指針も得られた。すなわち、本研究は環境計測や気象計測の技術の発展に大きく寄与するものと考えられる。
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