シュタルクライダーによる大気中の電解分布のリモートセンシング

雷雲の発生をモニターする技術としてはマイクロ波レーダーなどが使われているが、直接雷の発生を予知するものではない。本研究では大気中に発生する電界の空間分布をレーザー分光法を用いて直接リモートセンシングする全く新しいタイプのライダーを提案している。本研究は、シュタルクライダー研究の第一段階として、どのような分子を使い、どの波長を用いればどの程度の電界まで計測可能かを理論的・実験的に明らかにし、「シュタルクライダー」の具体的イメージを確立することにある。差分吸収ライダーによってそれらをどの範囲で検知できるかは、レーザーレーダー方程式を用いたシミュレーション解析によって推測できる。本年度は新しく提案した「シュタルクライダー」の実現可能性について理論的考察を行なった。その具体的成果は次の通りである。1.ライダー方式の検討大気中にある分子のリモートセンシング法はこれまで種々行われてきているが、その中で上述の目的に適合した方式を検討した結果、第1は差分吸収ライダー(DIAL)、第2は感度は下がるがラマンライダーが有効であろうとの結論を得た。2.DIALの検知感度のライダー方程式による推定そこで第1候補のDIALに関し、可変波長赤外線レーザーを用いた場合の検知感度や計測距離などをライダー方程式により解析した。3.各種分子のシュタルク効果文献やHITRANデータベースにより赤外部に吸収を持っ各種分子が電界によってどの程度シュタルクシフトするかを調査し、ターゲットとなる分子を定めた。その結果現段階ではNH_3が最も適していることが判明したが、大気中に存在する微量のNH_3ではライダー計測ができないため、大気中にシ-ドする必要がある。大気中に存在する分子ではH_<>2OやCH_4が有力であるが、そのシュタルクシフトに関しては今後検討していく予定である。

雷雲の発生をモニターする技術としてはマイクロ波レーダーなどが使われているが、直接雷の発生を予知するものではない。本研究では大気中に発生する電界の空間分布をレーザー分光法を用いて直接リモートセンシングする全く新しいタイプのライダーを提案している。本研究は、シュタルクライダー研究の第一段階として、どのような分子を使い、どの波長を用いればどの程度の電界まで計測可能かを理論的・実験的に明らかにし、「シュタルクライダー」の具体的イメージを確立することにある。差分吸収ライダーによってそれらをどの範囲で検知できるかは、レーザーレーダー方程式を用いたシミュレーション解析によって推測できる。本年度は新しく提案した「シュタルクライダー」の実現可能性について理論的考察を行なった。その具体的成果は次の通りである。1.ライダー方式の検討大気中にある分子のリモートセンシング法はこれまで種々行われてきているが、その中で上述の目的に適合した方式を検討した結果、第1は差分吸収ライダー(DIAL)、第2は感度は下がるがラマンライダーが有効であろうとの結論を得た。2.DIALの検知感度のライダー方程式による推定そこで第1候補のDIALに関し、可変波長赤外線レーザーを用いた場合の検知感度や計測距離などをライダー方程式により解析した。3.各種分子のシュタルク効果文献やHITRANデータベースにより赤外部に吸収を持っ各種分子が電界によってどの程度シュタルクシフトするかを調査し、ターゲットとなる分子を定めた。その結果現段階ではNH_3が最も適していることが判明したが、大気中に存在する微量のNH_3ではライダー計測ができないため、大気中にシ-ドする必要がある。大気中に存在する分子ではH_<>2OやCH_4が有力であるが、そのシュタルクシフトに関しては今後検討していく予定である。