オゾンの光分解生成物の量子収率測定

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12480149
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 松見 豊 名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 教授 (30209605)
• 研究分担者: 今村 隆史 国立環境研究所, 地球環境研究グループ, 総合研究官 ; 川崎 昌博 京都大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70110723) ; 高橋 けんし 名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 助手 (10303596)
• キーワード: オゾン / 光分解 / 量子収率 / 励起酸素原子 / レーザー誘起蛍光法 / 大気モデル / スピン禁制 / ホットバンド

研究概要

対流圏・成層圏におけるオゾンの太陽紫外光による光分解過程は次の二つが主である。
O_3+hν(λ<310nm)→O(^1D)+O_2(a^1Δ_g) (1a)
O_3+hν(λ<1180nm)→O(^3P)+O_2(X^3Σ^-_g) (1b)
波長領域296-305nmにおいて(1a)(1b)のそれぞれの分岐比を実験的に調べた。(1)成層圏下部から対流圏において太陽放射フラックスが有効な波長領域であるため、それらの高度においてオゾンの光分解で生成するO(^1D)は大気化学反応の駆動に重要な役割を果たしている。(2)この波長領域における研究は、過去にも報告されている。それらの報告ではO(^1D)の生成量子収率が1を超えるという実験結果が多い。しかしながら、λ>201nmにおけるオゾンの光解離反応では、熱化学的な制約により酸素原子の生成量子収率が1を超えることはありえない。したがって、過去の実験はやり直す必要がある。我々は、感度が高くかつ直接に生成酸素原子を検出することが可能な真空紫外レーザー誘起蛍光法を用いた実験を行った。この測定結果から、305nmより短波長側でのO(^1D)原子の生成量子収率は解離波長にほとんど依存せず、0.89でほぼ一定であることが分かった。305nmよりも短波長域は、熱振動励起したオゾン、すなわちホットバンドによる寄与もほとんどなく温度による変化も小さいため、対流圏上部のような低温域でもこの量子収率値が保たれていると考えられる。また本研究結果は、NASA/JPL'97のモデル推奨値が大きすぎることを明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] N.Taniguchi,Y.Matsumi 他2名: "Relaxation processes of translationally hot O (^1D) by collisions with O_2"J.Phys.Chem.. 104. 3894-3899 (2000)
• [文献書誌] A.Sugita,Y.Matsumi 他4名: "Control of photofragment velocity anisotropy by optical alignment of CH_3I"J.Chem.Phys.. 112. 2164-2167 (2000)
• [文献書誌] N.Taniguchi,Y.Matsumi 他1名: "Photodissociation of O_3 around 309 nm "J.Phys.Chem.. 104. 8936-8944 (2000)
• [文献書誌] A.Sugita,Y.Matsumi 他5名: "Effect of molecular bending on the photodissociation of OCS"J.Chem.Phys.. 112. 7095-7101 (2000)
• [文献書誌] M.Kono,Y.Matsumi: "Reaction processes of O (^1D) with fluoroethane compounds"J.Phy.Chem. 105. 65-69 (2001)
• [文献書誌] M.Kono,Y.Matsumi: "Reaction kinetics of O(^1D) with CF_3CN"Phy.Chem.Chem.Phys.. 2. 5578-5583 (2000)
• [文献書誌] S.Unny,Y.Matsumi 他6名: "Velocity map imaging of multiphoton dissociation ionization(in press)"Phy.Rev.Lett.. (2001)