(57)【要約】【課題】ＳＰＭの量とＳＰＭの粒子形状と成分を測定するための大気散乱光スペクトル強度計測器を提供する。【解決手段】大気散乱光の所定波長を測定する単波長測定部と、単波長測定部の姿勢を制御して赤道儀により方位を一定として俯角を変化させて大気散乱光を測定し俯角に対応した大気散乱光の信号値を得るための制御を行う制御部と、単波長測定部の受光素子から出力された信号値を増幅する増幅率が設定可能な増幅器と、増幅器により増幅された信号値の出力をデジタルデータに変換するアナログ・デジタル信号変換器と、アナログ・デジタル信号変換器により変換されたデジタルデータに対してＳＰＭの物性値に関する量を計算するデータ処理を行うデータ処理装置と、データ処理されたデータに対して赤道儀の俯角に対応させてデータを格納するデータ記憶装置と、データ格納装置に格納されたデータに基づいてＳＰＭの空間分布を出力する出力処理装置とを備える。【選択図】図２
2010175498.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気散乱光の平行光成分を受光する所定長のフードの端部に設けられた狭帯域干渉フィルタを介して受光素子により大気散乱光を受光し、当該大気散乱光の所定波長を測定する単波長測定部と、
前記単波長測定部が複数設けられ、複数の単波長測定部の姿勢を制御して、赤道儀により方位を一定として俯角を変化させて大気散乱光を測定し当該俯角に対応した大気散乱光の信号値を得るために前記単波長測定部に対する制御を行う制御部と、
前記単波長測定部の受光素子から出力された信号値を増幅する増幅率が設定可能な増幅器と、
前記増幅器により増幅された信号値の出力をデジタルデータに変換するアナログ・デジタル信号変換器と、
前記アナログ・デジタル信号変換器により変換されたデジタルデータに対してＳＰＭの物性値に関する量を計算するデータ処理を行うデータ処理装置と、
データ処理されたデータに対して赤道儀の俯角に対応させてデータを格納するデータ記憶装置と、
データ格納装置に格納されたデータに基づいてＳＰＭの空間分布を出力する出力処理装置と
を備えることを特徴とする大気散乱光スペクトル強度計測器。
【請求項２】
請求項１に記載の大気散乱光スペクトル強度計測器において、
前記単波長測定部は、
大気散乱光を入射する窓が一方の端部に設けられたフードと、
前記フードの他方の端部に設けられた狭帯域干渉フィルタと、
前記フードを介して大気散乱光からの平行光を受光する受光素子と、
壁面に受光窓が設けられ前記受光窓から測定光を受光する受光素子を収納する冷却用の筺体と、
前記筺体に設けられた前記受光素子を冷却する電子冷却素子と、
を備える
ことを特徴とする大気散乱光スペクトル強度計測器。
【請求項３】
請求項１に記載の大気散乱光スペクトル強度計測器において、
３個の単波長計測部が設けられ、
それぞれの単波長計測部が測定する所定波長は４３０ｎｍ，５２０ｎｍ，６３０ｎｍであり、
データ処理装置はそれぞれの単波長計測部が測定した信号値の比を演算して、ＳＰＭの物性値に関する量を計算する
ことを特徴とする大気散乱光スペクトル強度計測器。
【請求項４】
請求項１に記載の大気散乱光スペクトル強度計測器において、
４個の単波長計測部が設けられ、
それぞれの単波長計測部が測定する所定波長は２８７ｎｍ，４３０ｎｍ，５２０ｎｍ，６３０ｎｍであり、
データ処理装置は、それぞれの単波長計測部が測定した信号値の比を演算して、ＳＰＭの物性値として、水蒸気に関する量および酸性化成分に関する量を計算する
ことを特徴とする大気散乱光スペクトル強度計測器。
【請求項５】
請求項１に記載の大気散乱光スペクトル強度計測器において、
２個の単波長計測部が設けられ、
それぞれの単波長計測部が測定する所定波長は４８０ｎｍ，６３０ｎｍであり、
それぞれの単波長計測部には偏光フィルタを設けて、それぞれの単波長計測部が偏光強度を測定し、
データ処理装置は、それぞれの単波長計測部が測定した信号値の比を演算して、ＳＰＭの粒子の非球体性に関する量を計算する
ことを特徴とする大気散乱光スペクトル強度計測器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大気汚染物質のうち浮遊粒子状物質（Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ  Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｍａｔｔｅｒ；ＳＰＭ）の量とＳＰＭの粒子形状と成分を遠隔，非接触で測定する大気散乱光スペクトル強度計測器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術として、例えば、特許文献１に示されるように、大気中に浮遊する微粒子などの個数、粒径分布などを遠隔において計測するリモートパーティクルカウンター装置が知られている。
【０００３】
リモートパーティクルカウンター装置は、パルスレーザー、レーザー出射光学系、散乱光の集光光学系、散乱光の検出部である高速ゲート機能を有するＣＣＤカメラ等の高感度２次元光検出器及び制御計測系を具備し、レーザー出射地点より遠方にある大気中の浮遊微粒子からのレーザー照射によって生じた微粒子個々からの後方散乱光を画像として検出することで、大気中に浮遊する微粒子等の個数、粒径分布等を遠隔において計測できるように構成されているものである。
【０００４】
また、特許文献２に示されるように、複数の大気汚染物質の濃度を測定し、データを集積、解析するための大気汚染物質測定システムおよびそのシステムに使用するセンサ装置が開発されている。このセンサ装置においては、ＳＰＭの測定は、空気採取口から外気を取り込み空気流通路に設けられた光散乱測定方式のセンサ（市販の「デジタル粉塵計」）によって、ＳＰＭの濃度の測定を行う。
【０００５】
大気汚染物質，ＳＰＭを非接触かつ遠方から計測する手段として、これまでの技術で利用できる現実的な手法としては、次のようなセンサ装置および方法が利用できる。これらの特徴および欠点について説明すると、
（１）３色分解カメラを利用する方法：
実現例；デジタルカメラ（単板式カメラ），３板式カメラ
特徴；市販品があり、低価格であり、可搬性がある。ＳＰＭ量の空間分布の測定が可能である。
欠点；光量測定分解能が８ビット（２８＝２５６）程度で小さい。ＳＰＭ形状，成分測定は困難である。波長３７０［ｎｍ］以下と６５０［ｎｍ］以上の観測は不可能である。
【０００６】
（２）スペクトルカメラを利用する方法： 
実現例；試作品レベル
特徴；ＳＰＭ量の分布を高精度で測定できる。ＳＰＭ成分の空間分布の測定も可能である。
欠点；非常に高価であり、可搬性に難点がある。測定時間と操作にも難点がある。波長３５０［ｎｍ］以下と１［μｍ］以上の測定は難しい。波長３５０［ｎｍ］〜１．７［μｍ］を計測するにはスーパーアポクロマート・レンズが必要となる。
【０００７】
（３）スペクトロメータ（分光器）を利用する方法：
実現例；ＣＣＤスペクトロメータ
特徴；ＳＰＭ量およびＳＰＭ成分を高精度に測定できる。波長２００［ｎｍ］〜１．７［μｍ］の測定が可能である。
欠点；高価であり、別途光学系が必要である。可搬性は小であり、空間分布の測定は不可能である。測定時間が長く、回折格子の交換が必要となる。酸化性物質を非接触で測定するにはＵＶ領域の光の強度を測定する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−２３３０７８号公報
【特許文献２】特開平１１−２８１７５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来から、大気研究の一環として、デジタル粉塵計などを用いて、ＳＰＭ観測が行われているが、空中のＳＰＭ量およびＳＰＭ成分を測定することは、十分な精度では観測できていない。
【００１０】
大気中のＳＰＭを観測するにはライダー（航空機からの観測）が最適であり、アジアの地上ライダー網は構築されつつある。しかし、観測点は現在も不十分である。ライダーは個人的に導入できるものではなく、保守経費も要する。粉塵計では高度数ｋｍのＳＰＭは計測できない。さらに、観測可能な粒子径の問題もある。また、バルーンを上げて観測する場合には、バルーンを上げるために申請と専門業者の介入が必要となる。したがって、現状において、数ｋｍのＳＰＭを多点観測する手段は無いに等しい。大気中のＰＭの観測には光学的測定が適している。
【００１１】
したがって、本発明の目的は、簡易な装置構成による光学的測定により大気汚染物質のうちＳＰＭの量とＳＰＭの粒子形状と成分を遠隔かつ非接触で測定するための大気散乱光スペクトル強度計測器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するため、本発明による大気散乱光スペクトル強度計測器においては、月光を利用して、ＳＰＭによる月光スペクトル変化を、光学感度を高くしたデジタルカメラにより捉えるようにして、空気中のＳＰＭを測定する。月光は、期間も限定され気象条件にも影響されるが、費用もかからず、かつ宇宙から大気を透過する有用な光源として利用できる。大気中を通過する月光には、大気中の様々な物質の情報が含まれている。その中の情報として、空中のＳＰＭ特性を測定する。
【００１３】
具体的に、本発明による大気散乱光スペクトル強度計測器は、大気散乱光の平行光成分を受光する所定長のフードの端部に設けられた狭帯域干渉フィルタを介して受光素子により大気散乱光を受光し、当該大気散乱光の所定波長を測定する単波長測定部と、前記単波長測定部が複数設けられ、複数の単波長測定部の姿勢を制御して、赤道儀により方位を一定として俯角を変化させて大気散乱光を測定し当該俯角に対応した大気散乱光の信号値を得るために前記単波長測定部に対する制御を行う制御部と、前記単波長測定部の受光素子から出力された信号値を増幅する増幅率が設定可能な増幅器と、前記増幅器により増幅された信号値の出力をデジタルデータに変換するアナログ・デジタル信号変換器と、前記アナログ・デジタル信号変換器により変換されたデジタルデータに対してＳＰＭの物性値に関する量を計算するデータ処理を行うデータ処理装置と、データ処理されたデータに対して赤道儀の俯角に対応させてデータを格納するデータ記憶装置と、データ格納装置に格納されたデータに基づいてＳＰＭの空間分布を出力する出力処理装置とを備えることを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の大気散乱光スペクトル強度計測器において、前記単波長測定部は、大気散乱光を入射する窓が一方の端部に設けられたフードと、前記フードの他方の端部に設けられた狭帯域干渉フィルタと、前記フードを介して大気散乱光からの平行光を受光する受光素子と、壁面に受光窓が設けられ前記受光窓から測定光を受光する受光素子を収納する冷却用の筺体と、前記筺体に設けられた前記受光素子を冷却する電子冷却素子と、前記筺体内を真空にする真空ポンプとを備えることを特徴とするものである。
【００１５】
本発明の大気散乱光スペクトル強度計測器は、１つの形態として、３個の単波長計測部が設けられ、それぞれの単波長計測部が測定する所定波長は４３０ｎｍ，５２０ｎｍ，６３０ｎｍであり、データ処理装置は、それぞれの単波長計測部が測定した信号値の比を演算して、ＳＰＭの物性値に関する量を計算することを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明の大気散乱光スペクトル強度計測器は、別の形態として、４個の単波長計測部が設けられ、それぞれの単波長計測部が測定する所定波長は３８０ｎｍ，４３０ｎｍ，５２０ｎｍ，６３０ｎｍ（または３８０ｎｍ，５２０ｎｍ，６３０ｎｍ，７６０ｎｍ）であり、データ処理装置は、それぞれの単波長計測部が測定した信号値の比を演算して、ＳＰＭの物性値として、水蒸気に関する量および酸性化成分に関する量を計算することを特徴とするものである。
【００１７】
更に別の形態として、本発明の大気散乱光スペクトル強度計測器は、２個の単波長計測部が設けられ、それぞれの単波長計測部が測定する所定波長は４８０ｎｍ，６３０ｎｍであり、それぞれの単波長計測部には偏光フィルタを設けて、それぞれの単波長計測部が偏光強度を測定し、データ処理装置は、それぞれの単波長計測部が測定した信号値の比を演算して、ＳＰＭの粒子の非球体性に関する量を計算することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
このような特徴を有する本発明による大気散乱光スペクトル強度計測器によれば、高感度な受光素子を利用して、月光スペクトル変化を高感度な受光素子により撮影することにより、ＳＰＭの測定を行う。月光は期間も限定され気象条件にも影響されるが費用もかからず、かつ宇宙から大気を透過する有用な光源として利用できる。このため、地上で月光スペクトルを測定することにより、大気中を通過する月光に含まれている大気中の様々な物質の情報を光学的測定により取り出すことができる。太陽光も月光と同様であるが、あまりにも強烈なため受光素子を劣化させる恐れがあり、取り扱いが難しい。このため、本発明の大気散乱光スペクトル強度計測器においては、主として月光による空の散乱光（色相）を利用して測定する。これにより、簡易な装置構成による光学的測定によって、大気汚染物質のうちＳＰＭの量とＳＰＭの粒子形状と成分を遠隔かつ非接触で測定することができる大気散乱光スペクトル強度計測器が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の大気散乱光スペクトル強度計測器を構成する要素である単波長用測定部の構成を示す断面図である。
【図２】本発明の大気散乱光スペクトル強度計測器のＳＰＭ散乱光強度測定部の構成を説明する図である。
【図３】本発明の大気散乱光スペクトル強度計測器において信号増幅，データ変換，データ処理，データ記録を行う電気系統の構成を説明する図である。
【図４】地上付近を霧（一種のＳＰＭ）が覆っている様子が撮影された大気撮影画像を示す図である。
【図５】図４の大気撮影画像を縦線に沿って下から上にデジタイズし、Ｐｂ，Ｐｇ，Ｐｒ値のデータを得て、ＡＤ（Ｐｇ）／ＡＤ（Ｐｒ），ＡＤ（Ｐｂ）／ＡＤ（Ｐｒ）値と図４のピクセル番号対応を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための形態について説明する。図１は、本発明の大気散乱光スペクトル強度計測器を構成する要素である単波長用測定部の構成を示す断面図である。図１に示すように、単波長用測定部１００は、窓部１０１を有するフード１０２、断熱材により構成される本体部の筐体１０３、筐体１０３の測定光の入射部に取り付けられる狭帯域干渉フィルタを用いたフィルタ部１０４，本体部１０３に設けられる受光素子１０５，受光素子１０５を冷却する電子冷却素子１０６，受光素子１０５からの電気信号を取り出すコネクタ部１０７，電子冷却素子１０６を駆動するための電気信号線１０８から構成されている。コネクタ部１０７には受光素子１０５により測定した光信号をアナログ信号として取り出すための信号線１０９が接続される。この信号線１０９は、後述するように、大気散乱光スペクトル強度計測器のデータ処理部に接続されて、計測した光信号のアナログ信号が送出されて、正規化のために所定の増幅率で増幅され、アナログ・デジタル変換器に入力されて、デジタルデータに変換されて、データ処理がなされる。
【００２１】
このように、単波長測定部１００は、大気散乱光を入射する窓部１０１が一方の端部に設けられたフード１０２と、フード１０２の他方の端部に設けられた狭帯域干渉フィルタのフィルタ部１０４と、フード１０２を介して大気散乱光からの平行光を受光する受光素子１０５と、壁面に受光窓が設けられ前記受光窓から測定光を受光する受光素子１０５を収納する冷却用の筺体１０３と、筺体１０３に設けられた受光素子１０５を冷却する電子冷却素子１０６とを備えた構成とされており、さらに、筐体１０３に入り込んだ塵などを除くために筺体１０３内を真空にする真空ポンプが備えられた構成となっている。
【００２２】
図２は、本発明の大気散乱光スペクトル強度計測器のＳＰＭ散乱光強度測定部の構成を説明する図である。図２に示すように、１つの態様として、大気散乱光スペクトル強度計測器のＳＰＭ散乱光強度測定部は、第１の単波長測定部１１０と、第２の単波長測定部１２０と、第３の単波長測定部１３０の３個の単波長測定部が用いられて、これらの３個の単波長測定部が平行に束ねられて、方位制御部１４０の駆動機構と固定され、駆動機構の制御により所定の方向からの大気散乱光を受光できる構造とされる。図示されないが、方位制御部１４０は、赤道儀の制御機構により受光する方位（俯角）を、制御信号により制御されるように構成されている。
【００２３】
このようにして、ＳＰＭ散乱光強度測定部の単波長測定部１００は、大気散乱光の平行光成分を受光する所定長のフードの端部に設けられた狭帯域干渉フィルタを介して受光素子により大気散乱光を受光し、大気散乱光の所定波長を測定する。複数の単波長測定部が設けられたＳＰＭ散乱光強度測定部では、方位制御部が、複数の単波長測定部の姿勢を制御して、赤道儀により方位を一定として俯角を変化させて大気散乱光を測定し当該俯角に対応した大気散乱光の信号値を得るための制御を行う。
【００２４】
ＳＰＭ散乱光強度測定部は、ＳＰＭ量の測定には、例えば、３個のそれぞれの単波長測定部１００のフィルタ部１０４として、次のような所定波長の狭帯域干渉フィルタが用いられて、それぞれの波長のスペクトルを計測する。すなわち、波長λｂ＝４３０［ｎｍ］，波長λｇ＝５２０［ｎｍ］，波長λｒ＝６３０［ｎｍ］の３波長の狭帯域干渉フィルタが用いられ、それぞれのスペクトルが計測される。計測値は、それぞれ第１の単波長測定部１００、第２の単波長測定部１２０、第３の単波長測定部１３０から、その計測された波長毎にＰｒ信号，Ｐｇ信号，Ｐｂ信号として出力される。
【００２５】
図３は、本発明の大気散乱光スペクトル強度計測器において信号増幅，データ変換，データ処理，データ記録を行う処理装置本体部の電気系統の構成を説明する図である。ＳＰＭ散乱光強度測定部（図２）から出力された計測された波長毎のＰｒ信号，Ｐｇ信号，Ｐｂ信号が、処理装置本体部（図３）に入力されて、後述するように、データ処理が行われる。
【００２６】
処理装置本体部は、図３に示すように、それぞれの計測スペクトル毎の増幅器２０１，２０２，２０３と、アナログ・デジタル変換器２０４，２０５，２０６と、計測データのデータ処理を行うデータ処理装置２０７と、データ処理装置から出力されたデータを格納する記憶装置２０８から構成されており、増幅器２０１，２０２，２０３のそれぞれの増幅率を制御する信号Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂは、標準光源により測定前に設定されて、それぞれの増幅器２０１，２０２，２０３に供給される。アナログ・デジタル変換器２０４，２０５，２０６は、増幅器２０１，２０２，２０３により増幅されたＰｒ信号，Ｐｇ信号，Ｐｂ信号の信号値の出力をデジタルデータに変換する。変換されたデジタルデータは、データ処理装置２０７に入力されて一時的に記憶されて、後述するように、所定のデータ処理が行われて、ＳＰＭ量及び成分などが測定され、データ処理の結果データは、記憶装置２０８に格納される。記憶装置２０８には、データ処理されたデータに対して赤道儀の俯角に対応させてデータを格納されており、図示されない出力処理装置により、データ格納装置に格納されたデータに基づいてＳＰＭの空間分布が出力される。
【００２７】
次に、本発明の大気散乱光スペクトル強度計測器を作製する場合の具体的な実施例について説明する。単波長光用測定部１００については、次のような仕様で作成する。フード１０２に設ける窓部１０１は、合成水晶のウィンドウ(平行板フィルタ)を用いる。直径をＤ１，窓と光学受光素子面までの距離をＬとし、受光素子の有効径をＤ２とすると、画角θ［ｒａｄ］は、
θ＝２ｔａｎ−１｛０．５（Ｄ１＋Ｄ２）／Ｌ｝
となる。このようなフード１０２のみの単波長光用測定部１００では、屈折／反射光学系を持たないため，窓部１０１の透過性が測定可能波長領域を決定する。フィルタ基板，電子受光素子の窓板にも配意する。光学ガラスＢＫ７を用いると、測定可能波長領域は３５０［ｎｍ］〜１．５［μｍ］である。
【００２８】
フィルタ部１０４は、狭帯域干渉フィルタ(誘電体多層膜バンドパスフィルター)を用いる。フィルタ基板は窓と同一素材を用いる。θ＜３［ｄｅｇ］とする。偏光を測定する場合は上記フィルタに偏光フィルタを重ねる。受光素子を冷却して、受光素子の熱雑音を減らすための電子冷却素子１０６としては、ペルチェ素子などを用いる。
【００２９】
受光素子１０５としてはＣＣＤを用いる。測定する波長により、次のような種類の受光素子を使い分ける。
（ａ）波長２００〜１０００［ｎｍ］用には、シリコン・フォトダイオード（ＵＶ高感度型，可視光高感度型）を用いる。
（ｂ）波長１〜１．７［μｍ］用には、ＩｎＧａＡｓフォトダイオードを用いる。
【００３０】
このような単波長用測定部をＮ本（複数本）平行に束ねて、ＳＰＭ散乱光強度測定部を構成する。
３つの単波長用測定部（Ｎ＝３）を用いる場合について説明する。それぞれの単波長用測定部の信号線Ｐに添字ｒ，ｇ，ｂを付け区別する。単波長用測定部の信号線Ｐｒ，Ｐｇ，Ｐｂはアナログ信号線である。Ｎ本の単波長測定部のユニットは、方位制御部１４０により赤道儀に付けられ空の任意の位置の画角θの光量を計測する。
赤道儀は方位を一定にして，俯角０〜１８０［ｄｅｇ］まで連続的に動かし，俯角に対応したＰｒ，Ｐｇ，Ｐｂ信号値を得る。
【００３１】
単波長用測定部の信号線Ｐｒ，Ｐｇ，Ｐｂからのアナログ信号は、信号値が３個の独立した増幅器２０１〜２０３により増幅され，アナログ・デジタル信号変換器（ＡＤ）２０４〜２０６によりデジタルデータに変換器されて、１６ビット以上のデジタルデータとなる。増幅器２０１〜２０３のＩｒ，Ｔｇ，Ｉｂ端子は増幅率を調整することを示す。増幅率は標準光源により測定前に決定する。増幅率が極端に相違する場合，それぞれの単波長測定部において高精度化のためフィルタ部１０４には補色フィルタを追加する。最小の増幅率と補色フィルタの最大の吸光位置を接近させる。
【００３２】
単波長用測定部の信号線Ｐｒ，Ｐｇ，Ｐｂからの信号は、デジタルデータに変換されて３種類のデジタル信号値となり、データ処理装置２０７により演算されて，後述するように、ＡＤ（Ｐｇ）／ＡＤ（Ｐｒ），ＡＤ（Ｐｂ）／ＡＤ（Ｐｒ）などのＳＰＭの物性に関する量が計算される。計算された結果のデータは、データ処理装置２０７に内臓されたタイマ（Ｔ）の値（時刻）を付加して、記憶装置２０８に記憶される。ここで付加されたタイマ値の時刻は赤道儀の俯角に対応しており、ＳＰＭの空間分布を作成するための指標となる。ここでの演算処理の除算は、フォトダイオードの入射光の非線形応答性を補正するための演算である。データ処理装置２０７において、複雑な非線形関数計算Ｑ｛｝を行う場合には、例えば、Ｑ｛ＡＤ（Ｐｇ），ｑ０，ｑ１，…｝Ｑ｛ＡＤ（Ｐｒ），ｑ０，ｑ１，…｝とする演算を行う。ここでｑ０，ｑ１，…は非線形関数の非線形性を定めるパラメータである。
【００３３】
本発明の大気散乱光スペクトル強度計測器によって、ＳＰＭ量と成分を測定する場合には、ＳＰＭ散乱光強度測定部は３個の単波長測定部を用いる。それぞれの単波長用測定部は、波長λｂ＝４３０［ｎｍ］，波長λｇ＝５２０［ｎｍ］，波長λｒ＝６３０［ｎｍ］の狭帯域干渉フィルタが用いられ、それぞれの単波長用測定部により、スペクトル信号値Ｐｂ，Ｐｇ，Ｐｒ値を得る。データ処理装置では、比ＡＤ（Ｐｇ）／ＡＤ（Ｐｒ），ＡＤ（Ｐｂ）／ＡＤ（Ｐｒ）を計算して、記録する。
【００３４】
本発明の大気散乱光スペクトル強度計測器によって、ＳＰＭ量と水蒸気，酸化性成分を測定する場合には、ＳＰＭ散乱光強度測定部に４個の単波長測定部を用いる。それぞれの単波長用測定部においては、波長λｕｖ＝２８７［ｎｍ］，波長λｂ＝４３０［ｎｍ］，波長λｇ＝５５０［ｎｍ］，波長λｉｒ＝９３０［ｎｍ］の狭帯域干渉フィルタが用いられ、それぞれの単波長用測定部により、スペクトル信号値Ｐｕｖ，Ｐｂ，Ｐｇ，Ｐｉｒ値を得る。水蒸気に関する量をＡＤ（Ｐｂ）／ＡＤ（Ｐｇ），ＡＤ（Ｐｉｒ）／ＡＤ（Ｐｇ）の演算により求める。酸化性成分に関する量をＡＤ（Ｐｕｖ）／ＡＤ（Ｐｇ）の演算により求める。
【００３５】
本発明の大気散乱光スペクトル強度計測器によって、ＳＰＭ粒子の形状に関する量を測定する場合には、ＳＰＭ散乱光強度測定部は２個の単波長測定部を用いる。それぞれの単波長用測定部は、波長λｇ＝４８０［ｎｍ］，波長λｒ＝６３０［ｎｍ］の狭帯域干渉フィルタが用いられ、かつ波長λｇのフィルタについては偏光フィルタを使用して、Ｐ偏光，Ｓ偏光の強度を測定する。それぞれの単波長用測定部によって、信号値Ｐｇ（Ｐ），Ｐｇ（Ｓ），Ｐｒ値を得る。データ処理装置により、粒子の非球体性に関する量を、
ＡＤ（Ｐｇ（Ｐ））／ＡＤ（Ｐｒ）  −  ＡＤ（Ｐｇ（Ｓ））／ＡＤ（Ｐｒ）
を計算することにより得る。
【００３６】
また、本発明の大気散乱光スペクトル強度計測器によって、ＳＰＭ粒子径に関する量を測定する場合には、ＳＰＭ散乱光強度測定部は２個の単波長測定部を用いる。それぞれの単波長用測定部は、干渉フィルタとして、波長λｒ＝６００〜６４０［ｎｍ］，波長λｉｒ（ｎ）＝７００〜１７００［ｎｍ］のフィルタが用いられ。信号値Ｐｒ，Ｐｉｒ（ｎ）を得る。データ処理装置により、ＳＰＭ粒子径に関する量を、
ＡＤ（Ｐｉｒ（ｎ））／ＡＤ（Ｐｒ）＝ｆ（λν）
の計算により得る。ここで、ｆは関数である。ＳＰＭ散乱光強度の波長依存性νは粒子径に関する経験値（オングストローム係数）である。
【００３７】
このようにして、大気散乱光スペクトル強度計測器によって測定したＳＰＭに関する各データは、赤道儀の向けられた方向の跡（ｔｒａｃｅ）についての分布計測になっているので、ＳＰＭ塊の存在と性質が明らかになる。また、この測定を定時間隔で行うとＳＰＭ塊の性質の時間変化あるいは太陽光の照射角度による散乱光の相違が明らかになる。これにより、遠方よりＳＰＭ塊の情報が得られ，大気汚染の状況が実時間で分かる。
【００３８】
本発明による大気散乱光スペクトル強度計測器によって、ＳＰＭに関係する量の測定例とついて説明する。図４は、地上付近を霧（一種のＳＰＭ）が覆っている様子が撮影された大気撮影画像を示す図であり、図５は、図４の縦の黄色線部分を下から上にデジタイズし、Ｐｂ，Ｐｇ，Ｐｒ値を得て、ＡＤ（Ｐｇ）／ＡＤ（Ｐｒ），ＡＤ（Ｐｂ）／ＡＤ（Ｐｒ）値と図４のピクセル番号対応を示した図である。
【００３９】
図４および図５を参照すると、図５よりＰ線以下の低空の霧が水滴のみからなる霧ではなく青，緑光を吸収する物質を含む汚染された霧であることがわかる。水滴のみから構成される霧ならば白くなっており、信号値Ｐｂ〜Ｐｇ〜Ｐｒはほぼ等しくなっている。すなわち、ｂ／ｒ，ｇ／ｒ比が約１である。その霧の背景に青空があると、この比はｂ／ｒ＞１となる。
【符号の説明】
【００４０】
１００  単波長用測定部
１０１  窓部
１０２  フード
１０３  筐体
１０４  フィルタ部
１０５  受光素子
１０６  電子冷却素子
１０７  コネクタ部
１０８  電気信号線
１０９  信号線
１１０  第１の単波長測定部
１２０  第２の単波長測定部
１３０  第３の単波長測定部
１４０  方位制御部（赤道儀）
２０１，２０２，２０３  増幅器
２０４，２０５，２０６  アナログ・デジタル変換器
２０７  データ処理装置
２０８  記憶装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図４】
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