報告書番号

T98029

タイトル（和文）

赤外フーリエ分光法を用いた都市域大気エアロゾルの観測 -エアロゾル物理パラメータの推定可能性の評価-

タイトル（英文）

Monitoring for Atmospheric Aerosols in an Urban Area by Ground Based FTIR Measurement -Error Analysis for Aerosol Properties Retrieval-

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

電力中央研究所で開発した大気観測用赤外フーリエ分光計のバンド３（700～1400 cm-1）によって、分解能0.24 cm-1で測定された都市域大気の下向き赤外放射スペクトルから、大気中エアロゾルの物理パラメータを推定する場合の誤差解析を行った。まず、測定されたスペクトルから、境界層、上部対流圏、成層圏の各層のエアロゾル消散係数を推定する場合の誤差解析を行った結果、境界層のみが推定対象となることがわかった。そこで、次に、都市域境界層内エアロゾルが、水溶性、すす状、ダスト状の各成分で構成されていると仮定して、消散係数スペクトルから各エアロゾル成分の粒径分布関数の変数である粒径個数密度を、ミー散乱理論をもとに推定し、さらに体積密度を求める場合の誤差解析を行った。その結果、各成分ともに、推定対象となることがわかった。また、推定に多重散乱を考慮した場合、精度が向上することが判明した。

概要 （英文）

The possibility of retrieval of urban aerosol properties from the down-welling atmospheric infrared emission spectra between 700 and 1400cm-1 with 0.24cm-1 resolution, which can be measured using the tropospheric infrared interferometric sounder (TIIS) developed by CRIEPI, was estimated from error analysis of the least square fitting method. First, error analysis for retrieving the aerosol extinction coefficient spectra in three atmospheric layers (boundary layer, free troposphere, and stratosphere) showed the retrievability only of the boundary layer. From this result, we proposed the retrieval for particle number density of each aerosol component, which is one of the microphysical parameters for the aerosol size distribution function, using the boundary aerosol extinction coefficients spectra. In the present retrieval, we assumed that aerosols in an urban area consists of three types of components, namely, water-soluble, soot, and dust-like. We estimated the error in the volume density of each aerosol component, which is calculated from the size distribution function with retrieved particle number density. Then, the least square fitting formulation for error analysis was obtained using Mie theory. The estimated error shows that the volume density of each aerosol component in an urban boundary layer is equivalent to the retrieval target. We also showed that the aerosol properties can be retrieved with higher accuracy when the effect of multiple scattering by aerosols is included in the retrieval procedure.

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