航空機搭載振幅変調1.57μm差分レーザー吸収分光計：二酸化炭素の部分気柱量と反射体距離の同時測定

航空機搭載振幅変調1.57µm差分レーザー吸収分光計：二酸化炭素の部分気柱量と反射体距離の同時測定

An airborne amplitude-modulated 1.57 µm differential laser absorption spectrometry: simultaneous measurement of partial column-averaged dry air mixing ratio of CO₂ and target range

著者: Sakaizawa D., Kawakami S., Nakajima M., Tanaka T., Morino I., Uchino O.
雑誌名: Atmos. Meas. Tech., 6, 387-396
DOI: 10.5194/amt-6-387-2013
概要: 衛星軌道からレーザーを用いた微量気体観測への応用を目指し、2波長のレーザーを反射体（地表面等）に照射し、2波長の散乱信号の差分から二酸化炭素（CO₂）気柱量を推定するレーザー吸収分光計（Laser absorption spectrometer: LAS）を開発した。地上試験でLASの性能評価を完了し、2009年8月と翌年2月に航空機に搭載して実証試験を実施した。同時搭載されたフラスコサンプリング装置やCO₂の直接測定装置から得た高精度CO₂濃度データ（検証データ）を用いてLASで取得したCO₂気柱量の評価を行った。用いたLASは十分なレーザー出力と受信望遠鏡口径を有していないものの、得られた高度0.5km〜7kmのCO₂の光学的厚さは検証データから計算したCO₂光学的厚さに対して0.99の相関係数が得られた。またCO₂気柱量では平均1.5ppmの差で一致した。冬期の大気境界層内の高度2kmまでのエアロゾル光学的厚さが0.07〜0.12の都市上空では、LASによるCO₂気柱量と検証データとの差は−1.5ppm程度、標準偏差（1σ）は2.4ppmとなった。