光センサを用いた新規火山ガス放出率測定装置の開発による活動的火山脱ガス過程の解明

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本研究の目的は，光センサを用いた火山噴煙の二酸化硫黄カラム量の測定装置を開発することである。特に，研究開始初年度である本年度は，予備研究において製作した光センサを用いた新規測定装置の性能評価と，新たな装置開発に向けた試作機の製作を開始した。予備研究においては，光センサ３台を用いて，それぞれに異なる波長帯の光学バンドパスフィルタをかぶせることで，二酸化硫黄の吸収による光量の減衰を定量的に評価するための試作機を製作した。この試作機を，大学内において野外観測することで，火山噴煙のないバックグラウンドな大気での応答性能を評価した。次に，阿蘇山において試作機のテスト観測を行った。本年度の前半は，これらのフィールド観測と実験室でのテストで得られた結果を解析することに時間を費やした。阿蘇山において，従来の紫外分光計で測定した結果と試作機の結果は，二酸化硫黄カラム量の多い時間帯はよく一致している一方で，低い二酸化硫黄カラム量の場合には，試作機の結果はバックグラウンドのノイズが大きく，定量性が低くなることが明らかとなった。このバックグラウンドノイズを低減するために，解析法の検討を行ったが，きれいな処理を行うことは難しかった。そこで，本年度後半では，バックグラウンドノイズを抑えられるように，試作機の改良を試みた。具体的には，光センサをアレイタイプに変更してセンサの前の光学系を統一することで，光センサの視野が３台でわずかに異なっていた部分を，同一の視野を持つように改良することを考案した。これに対応するよう，装置を購入し改良型の試作機の製作を開始した。本年度内に改良型試作機の製作を終えることはできなかったが，光センサを用いた測定装置開発の方向性を示すことができた。