2003 Fiscal Year Annual Research Report
チリ熱帯域における成層圏・中間圏の水蒸気同位体分子のミリ波同時観測
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15253004
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
水野 亮 名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 助教授 (80212231)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小川 英夫 大阪府立大学, 総合科学部, 教授 (20022717)
大西 利和 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (30314058)
福井 康雄 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 教授 (30135298)
中根 英昭 国立環境研究所, 大気圏環境研究領域, 上席研究官 (50155777)
米倉 覚則 大阪府立大学, 総合科学部, 助手 (90305665)
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| Keywords | 成層圏中間圏 / 大気微量成分(水蒸気) / リモートセンシング / マイクロ波放射計 / 超伝導受信機 / 地上観測 |
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| Research Abstract |
本研究は、年率約1%で増加していると考えられている成層圏および中間圏の水蒸気の振る舞いを観測的に明らかにし、増加のメカニズムに対する新たな知見を得ることを目的とし、多周波同時観測ミリ波分光放射計を新たに開発・製作し、南米チリ共和国の4800mの高地に設置して水蒸気分子の同位体比測定を行うものである。
初年度にあたるH15年度は、(1)アタカマ高地における現地調査とチリ政府および業者との交渉、(2)多周波同時分光観測のための基礎開発と実機の製作、(3)チリ、ラス・カンパナス天文台におけるH_2^<18>Oモニタリングの実施と解析アルゴリズムの改良を行った。
(1)に関しては、現地調査によりミリ波観測で重要な接地抵抗値の問題が明らかになり、その対策を施すことができた。(2)に関しては、多周波同時受信の基礎技術のひとつであるサイドバンド分離型超伝導受信機(以下2SB受信機と記す)の開発実験を進めた。100GHz帯で15dB以上のサイドバンド分離比が得られ、豊川太陽研において成層圏オゾンスペクトルの取得に成功している。またこれと並行して、2台の超伝導受信機を冷却するためのクライオスタットおよび光学系の設計・製作を行った。H16年には同装置をアタカマ高地に設置し水蒸気同位体同時観測を開始する予定である。また実験を進めるにあたり、太陽研実験室で超伝導素子のマウンティングを行う必要が生じたため、ワイヤーボンダーを購入した。同装置の導入は2SB受信機の成功に大きく貢献した。(3)に関しては、H15年9月からH16年2月まで連続してH_2^<18>Oのモニタリング観測を行った。40MHz離れた周波数に強いオゾンスペクトルのコンタミネーションがあり、この影響を除去するための解析アルゴリズムを開発した。その結果、H_2^<18>Oの鉛直分布を求めることが可能となり、現在解析を進めている。研究は順調に進んでいる。
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[Publications] Tomoo Nagahama: "A semiannual variation of ozone in the middle mesosphere observed with the millimeter-wave radiometer at Tsukuba, Japan"Journal of Geophysical Research. 108. ACH12-1-ACH12-6 (2003)
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[Publications] Shin'ichiro Asayama: "A Waveguide Band-Stop Filter as an Image Rejection Filter for Measurement of Stratospheric Ozone"International Journal of Infrared and Millimeter Waves. 24. 1833-1839 (2003)
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[Publications] Shin'ichiro Asayama: "A Fixed-Tuned W-Band Waveguide SIS Mixer with 4.0-7.5 GHz IF"International Journal of Infrared and Millimeter Waves. 24. 1091-1099 (2003)
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[Publications] Hiroya Andoh: "Numerical Matrix Analysis for Performances of Wideband 100GHz Branch-Line Couplers"International Journal of Infrared and Millimeter Waves. 24. 773-788 (2003)
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[Publications] Shin'ichiro Asayama: "An Integrated Sideband-Separating SIS Mixer Based on Waveguide Split Block for 100 GHz Band with 4.0-8.0 GHz IF"International Journal of Infrared and Millimeter Waves. 25. 107-117 (2004)
