| 研究概要 |
対流圏において、一酸化炭素(CO)はオゾン(O_3)および水酸ラジカル(OH)に対して強い影響を及ぼす気体である。対流圏では、オゾン及びその前駆気体の空間的・時間的変動が大きいため、その光化学過程・輸送過程を定量的に研究するためには、これらの気体を航空機観測によって高精度・高空間分解能で測定することが重要である。しかしながら、航空機上で高空間分解能の測定を行うためには、1秒程度の速い応答性を持った測定器が必要である。本研究では真空紫外光(VUV)の一酸化炭素の共鳴蛍光を利用した測定器の開発に着手した。一酸化炭素を150nm付近の波長の真空紫外光(VUV)で励起すれば、160-200nmの波長の蛍光が放出される。この蛍光強度は、一酸化炭素濃度に比例することから、蛍光強度の測定から一酸化炭素濃度が高時間分解能で測定できる。
測定器の主要部分はCO共鳴線ランプ,真空紫外分光器,蛍光セル,および光電子増倍管(PMT)から成る。CO共鳴線ランプは150nm付近のCO共鳴線(4th positive band)を強く放射するような光源であり,その光のうち適切な波長域のみを分光器により選択して蛍光セル内に照射する仕組みになっている。PMT窓にはfused silica(160nm以上を透過)を用いており,セル内における励起光の弾性散乱の寄与は小さい。また,ランプ窓にはcrystalline quartz(147nm以上を透過)を用いており,136nmより短波長の光が引き起こす水蒸気(H_2O)の干渉を完全に除去すること成功している。背景光の主要な要因は,酸素分子による共鳴ラマン散乱である。この背景光と感度を精度良く決定するために,実際の航空機観測では10分毎に純空気とCO標準ガスをセル内に導入して較正を行う。
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