高時間分解能一酸化炭素測定器の高精度化

対流圏における大気汚染物質の化学過程・輸送過程を定量的に研究するためには、航空機観測により一酸化炭素(CO)濃度を高精度・高時間分解能で測定することが必要である。これまで、真空紫外共鳴蛍光法を用いた高時間分解能CO測定器の開発を行ってきた。この方法は、共鳴線ランプという特殊光源から放射される光を試料空気に照射し、COからの共鳴蛍光を検出することにより濃度を決定するものである。本研究では、このCO測定器を高精度化・小型化するための様々な改良を行った。平成13年度に引き続き、本年度に達成された研究実績について以下に記す。(1)航空機内の温度・湿度が急激に変化した場合、結露等により検出器の信号強度が不安定になるケースが見られた。その対策として、検出器の温度をコントロールするとともに、パージガスとして乾燥空気を導入する機構を整備した。(2)蛍光セルの構造を改良し、セル壁面での反射・散乱に起因するバックグラウンド光を減少させてS/N比を向上させた。(3)測定器の消費電力を最小限に抑え、直流電源を小型化・軽量化した。(4)較正に用いるCO標準ガスを、世界的に信頼を得ているアメリカ海洋大気庁の標準ガスと比較し、両者が2%以内で一致することを示した。これら様々な改良を経て、航空機観測においてCO濃度を高速(1秒)・高精度(1%)で測定できる安定なシステムを完成させた。開発した装置を用いて西太平洋域で航空機観測を実施し、汚染物質の化学過程・輸送過程解明のための貴重なデータを得ることに成功した。

対流圏における大気汚染物質の化学過程・輸送過程を定量的に研究するためには、航空機観測により一酸化炭素(CO)濃度を高精度・高時間分解能で測定することが必要である。これまで、真空紫外共鳴蛍光法を用いた高時間分解能CO測定器の開発を行ってきた。この方法は、共鳴線ランプという特殊光源から放射される光を試料空気に照射し、COからの共鳴蛍光を検出することにより濃度を決定するものである。本研究では、このCO測定器を高精度化・小型化するための様々な改良を行った。平成13年度に引き続き、本年度に達成された研究実績について以下に記す。(1)航空機内の温度・湿度が急激に変化した場合、結露等により検出器の信号強度が不安定になるケースが見られた。その対策として、検出器の温度をコントロールするとともに、パージガスとして乾燥空気を導入する機構を整備した。(2)蛍光セルの構造を改良し、セル壁面での反射・散乱に起因するバックグラウンド光を減少させてS/N比を向上させた。(3)測定器の消費電力を最小限に抑え、直流電源を小型化・軽量化した。(4)較正に用いるCO標準ガスを、世界的に信頼を得ているアメリカ海洋大気庁の標準ガスと比較し、両者が2%以内で一致することを示した。これら様々な改良を経て、航空機観測においてCO濃度を高速(1秒)・高精度(1%)で測定できる安定なシステムを完成させた。開発した装置を用いて西太平洋域で航空機観測を実施し、汚染物質の化学過程・輸送過程解明のための貴重なデータを得ることに成功した。