2010 Fiscal Year Annual Research Report
放射温度計を用いた気象および天体観測とその教材化について
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22916004
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| Research Institution | 埼玉県立春日部女子高等学校 |
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Principal Investigator |
鈴木 文二 埼玉県立春日部女子高等学校, 教員
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| Keywords | 赤外線放射温度計 / 雲底温度 / 月面温度 |
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| Research Abstract |
工業生産用監視センサーとして市販されている8～16μmの中間赤外線検出素子を備えた「放射温度計」を使って観測・実験を行った。温度計は、測定範囲が広く(-50～500℃)、狭視野(2°)、デジタル出力可能、短い応答時間(1秒以下)という特徴をもつ。観測対象は、層雲、乱層雲などの雲底、月面からの熱放射である。絶対値の較正と感度分布の検定には、暖房用のハロゲンファンヒーターを用いた。
下層雲の雲低温度は、高層気象の観測データと数℃の範囲内で整合性があり、凝結高度を説明するための実習に活用できることが確かめられた。一方で、光学的に薄い高層雲では、放射効率の補正を行っても十分な精度が得られなかった。しかし、可視光の全天カメラと組み合わせることによって、雲の高低と天気の変化という直感的に理解しやすい教材作成が可能である。
月の観測は位相角68°～258°で行い、月表面からの熱放射の変化を捉えることに成功した。水蒸気の少ない冬場では、約0.06等の誤差で測定可能であったが、夏場では大きな吸収が起にり、概ね1.5等ほど低い値となった。また、位相角180°における月面温度の観測から放射平衡を仮定して求めた可視域のアルベドは約0.05となり、惑星科学の実習として十分に実用的であることがわかった。さらに、直径30cm弱の砂団子型の月モデルを作成した。ヒーターで表面を加熱し、熱放射を測定したところ、モデルの位相角依存性は、観測とよく一致した。ステファン・ボルツマンの式のみで解析することができるため、高校や大学の基礎実験として効果的である。
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Research Products
(4 results)
