レーザーセンサーによる大気環境情報の新計測技術に関する研究

大気環境や気象現象の実態を正確に把握するためには、離散的な測定法ではなく、空間的・時間的に連続した情報の得られるアクティブな遠隔計測法により総合的な解析を行うことが必要である。そこで本研究では、アクティブな遠隔計測技術としてのレーザーセンサーの基礎及び応用に関する研究開発を行うことを目的として、特に数kmの比較的近距離の大気現象を測定対象として計測法のハード及びソフトウェアの両面から検討を加えた。本年度の研究成果は次の通りである。1.小型・可搬レーザーレーダーシステムの開発研究 (1)紫外域エキシマレーザーレーダーシステムを開発し、気象要素としての大気密度、温度、湿度、気圧などの計測法の基礎実験を行い、可能性を検討した。(2)紫外域レーザーによる差分吸収方式では排煙中の【NO_2】密度を20ppb,【O_3】の大気中密度を2〜30kmの高度で測定することができた。(3)半導体レーザーを用いたランダム変調方式では、大気中のエアロゾル量及び視程を数kmまで計測可能な小型可搬システムが実現できた。2.高感度・高精度レーザーセンサーの研究 (1)光ファイバーを用いた遠隔吸収光センサーの高精度化、高安定化を検討し、実用性が見出された。(2)赤外半導体レーザー吸収センサーでは高感度・高速応答(10μs)及び小型・可搬特性が実証された。3.局所大気現象の計測技術の開発 (1)偏光解消度測定ミー散乱レーザーレーダーにより、降雪・やませ等の定量的測定;及びエアロゾルとして特に黄砂の形状や粗成の測定を試みた。(2)レーザーレーダー信号の高速・高精度処理のためのアルゴリズムの提案も行った。以上の成果は報告書(B287-R52-3,及びB331-R52-3)として印刷し公表した。

大気環境や気象現象の実態を正確に把握するためには、離散的な測定法ではなく、空間的・時間的に連続した情報の得られるアクティブな遠隔計測法により総合的な解析を行うことが必要である。そこで本研究では、アクティブな遠隔計測技術としてのレーザーセンサーの基礎及び応用に関する研究開発を行うことを目的として、特に数kmの比較的近距離の大気現象を測定対象として計測法のハード及びソフトウェアの両面から検討を加えた。本年度の研究成果は次の通りである。1.小型・可搬レーザーレーダーシステムの開発研究 (1)紫外域エキシマレーザーレーダーシステムを開発し、気象要素としての大気密度、温度、湿度、気圧などの計測法の基礎実験を行い、可能性を検討した。(2)紫外域レーザーによる差分吸収方式では排煙中の【NO_2】密度を20ppb,【O_3】の大気中密度を2〜30kmの高度で測定することができた。(3)半導体レーザーを用いたランダム変調方式では、大気中のエアロゾル量及び視程を数kmまで計測可能な小型可搬システムが実現できた。2.高感度・高精度レーザーセンサーの研究 (1)光ファイバーを用いた遠隔吸収光センサーの高精度化、高安定化を検討し、実用性が見出された。(2)赤外半導体レーザー吸収センサーでは高感度・高速応答(10μs)及び小型・可搬特性が実証された。3.局所大気現象の計測技術の開発 (1)偏光解消度測定ミー散乱レーザーレーダーにより、降雪・やませ等の定量的測定;及びエアロゾルとして特に黄砂の形状や粗成の測定を試みた。(2)レーザーレーダー信号の高速・高精度処理のためのアルゴリズムの提案も行った。以上の成果は報告書(B287-R52-3,及びB331-R52-3)として印刷し公表した。