シンチレーション法におけるレーザ光パス可変システムの開発と都市熱環境評価への応用

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12750535
• 研究機関: 新潟工科大学
• 研究代表者: 飯野 秋成 新潟工科大学, 工学部, 助教授 (80272706)
• キーワード: シンチレーション法 / 顕熱フラックス / 多高度計測 / ゼロ面変位 / ミラー / クロストーク / レーザ光 / シンチロメータ

研究概要

申請者らは、市街地からの顕熱フラツクスの直接測定の可能性を探り出す方法として、シンチレーション法に着目した。そして、顕熱フラックスを測定するときに問題になる地表面粗度を表すゼロ面変位を算出するために、まず多高度計測を実現させる方法を実現させる必要がある。市街地において多高度計測を実現させる計測システムを提案し、その可能性を考察することを目的とし、本年度は以下のような成果を得た。
多高度計測を行う方法として、ミラーを利用して、レーザ光を3回反射させる方法を基本的なパターンとして提案し、ミラーは多層銀薄膜で入射角45°および90°で反射率がそれぞれ最大かつ偏光ずれのおきないミラーを用いた。この方法では、レーザ光のミラーへの入射角度によるクロストークは無視できないことから、フィールドにおいてレーザ光を3回反射させた計測を行い、入射角度の違いによる影響を評価した。その結果、入射角度がずれすぎるとクロストークが大きくなり、顕熱フラックスの計測結果に大きく影響が現れることを確認した。また、本実験においては鉛直方向のレーザ光のパスも無視できないことを示した。
この知見をもとに、市街地での多高度計測を実現させる方法として、シンチロメータの送受信機を同一に縦に設置し、3回反射をベースにシンチロメータの微小な動作だけで多高度を作り出せる方法を提案し、この計測高度切り替えシステムを製作した。2高度で切り替えの検証を行った結果、1〜2秒で容易に繰り返し高度を切り替えることができ、レーザ光の軸ずれなどの問題も全くなく測定が行えることを示した。

研究成果

• [文献書誌] 藤縄敦, 飯野秋成, 富田裕章: "シンチレーション法におけるレーザ光の反射を利用した地表面熱フラックスの計測"日本建築学会北陸支部研究報告集. 第43号. 271-274 (2000)
• [文献書誌] 藤縄敦, 飯野秋成, 富田裕章: "都市地表面熱フラックスの計測におけるシンチレーション法の応用に関する研究その1 ミラーを利用した計測システムの開発のための基礎的検討"日本建築学会大会学術講演梗概集環境工学II. D-2. 13-14 (2000)
• [文献書誌] 藤縄敦, 飯野秋成: "市街地の顕熱フラックスの計測のためのシンチレーション法におけるレーザ光反射システムの製作"日本建築学会第24回情報・システム・利用・技術シンポジウム論文集. 1. 213-216 (2001)
• [文献書誌] 飯野秋成, 藤縄敦, 石田浩之: "市街地上空における多高度計測のためのレーザ光反射システムの製作-シンチレーション法の応用による市街地の顕熱フラックスの計測方法の開発に関する研究-"新潟工科大学研究紀要. 第6号. 57-62 (2001)
• [文献書誌] 塚本健二, 飯野秋成: "シンチレーション法による都市地表面からの顕熱フラックスの計測に関する研究その1 多高度計測のためのレーザ光反射システムの製作"日本リモートセンシング学会第32回学術講演会論文集. 1(発表予定). (2002)