ブリューワー分光光度計 MKⅢの直射光監視観測 -直射光オゾン・二酸化

ブリューワー分光光度計 MKⅢの直射光監視観測
-直射光オゾン・二酸化硫黄全量観測用常数の校正と観測結果伊藤真人＊・宮川幸治＊
Development of the Calibration System for Brewer DS O3 and DS SO2 Measurements
and their Observation Results in the JMA Brewer MKIII UV Network
Mahito ITO and Koji MIYAGAWA
Abstract
In atmospheric ozone monitoring careful data quality control plays an essential role for correct analysis and
evaluation of the long-term ozone trend.
In this connection the first WMO summary report on the comparison of
total ozone measurements of Dobson and Brewer spectrophotometers ( WMO：2003 ) says that the simultaneous
operation of Dobson and Brewer instruments at the same station is highly recommended to improve the reliability of
the total ozone measurements of the station.
A problem in this measurement redundancy, however, is the present
situation that no officially authorized calibration mechanism exists for Brewer, while Dobson is standardized in the
solid calibration hierarchy established by the GAW/WMO.
As an approach to this problem in the Brewer MKIII UV observation network of the Japan Meteorological
Agency ( JMA ) , we have developed the calibration system for Brewer DS O3 measurement on the basis of the total
ozone comparison between Dobson and Brewer performed under the most appropriate clear atmospheric conditions.
For Brewer DS SO2 measurement, which is needed to evaluate the influence of SO2 on the Dobson total ozone
measurement, a field Brewer MKIII traceable to one of the Brewer standards maintained by the Meteorological
Service of Canada ( MSC ) / Kipp & Zonen was used as the working calibration reference for other field Brewers.
The Japanese Brewer MKIII UV observation network is run concurrently with the Dobson ozone network
comprised of Sapporo, Tsukuba, Kagoshima, Naha, and Syowa Antarctica.
These overlapped networks continue
to store quasi-simultaneous total ozone comparison data as well as SO2 since 2002.
Long-range data
accumulation into the future with these networks is expected to offer valuable data set to further enrich the
understanding of the difference between Dobson and Brewer, which will lead to more accurate and sensitive ozone
trend monitoring at these stations.
The summary of the calibration procedures and observation results in the latest few years are given below.
1 ) The instrument parameters of Brewer MKIII for DS O3 measurement were calibrated by comparing with any of
the Dobson Asian standard D#116, field Dobson at local station, or traveling standard D#129.
The calibration
accuracy was shown to be within about ±1 per cent.
2 ) For Brewer DS SO2 measurement, calibration was done by comparing with Brewer MKII B#113 which was
traceable to the Canadian Brewer MKIII B#158 via Brewer MKIII B#174.
The SO2 calibration was difficult to
carry out because the chance of having enough amount of SO2 for calibration was rather sporadic to happen.
3 ) On a daily basis the total ozone measurements by Dobson and Brewer sometimes indicated large discrepancies
when ozone changed violently.
＊
This was due to the difference of the calculation method of daily value
高層気象台観測第三課
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高層気象台彙報　第64号　2004
( Brewer: daily mean, Dobson: daily representative ) .
On yearly time scale, both of the measurements agreed
very well.
4 ) Observation results in the latest two years showed that the difference between Brewer MKIII DS O3 and the total
ozone by Dobson stayed within about ±1 per cent except for Syowa Antarctica.
Excellent agreement was
observed at Sapporo, Tsukuba, Kagoshima after 2003, and Naha where the total ozone variation is small through
seasons.
5 ) The difference between Brewer DS O3 and the total ozone by Dobson showed similar seasonal variation as stated
in the WMO summary report.
Kagoshima.
The variation was small at Sapporo, Tsukuba, and Naha, and rather large at
The variation at Syowa Antarctica was the most distinctive.
6 ) Through Brewer DS SO2 measurement some characteristic behaviors of the SO2 at these stations were revealed.
The SO2 at Sapporo kept nearly constant values of 2 to 3 m atm-cm through seasons.
calibration error or urban background air pollution is still uncertain.
observed at Tsukuba.
Whether it was caused by
Abrupt increase of SO2 was sometimes
These phenomena could be the influence of Miyakejima volcano, about 220 km
southwest of Tsukuba, but not yet confirmed.
Sudden high level of SO2 lasting for few days often occurred at
Kagoshima, which could be ascribable to the eruption of Sakurajima volcano located about 10 km from the station.
The frequency of the sudden increase at Kagoshima seemed to have seasonal variation.
sometimes showed sudden but a small amount of increase.
The SO2 at Naha
It was noticeable that the SO2 level over 5 m
atm-cm was rarely observed even at Syowa Antarctica.
１．はじめに
数の校正や測器の修理・維持管理が可能となったこと，
ブリューワー分光光度計 ( Brewer Spectrophotometer：以
3) Dobson による精確なオゾン観測が各地において実施さ
下 Brewer と呼ぶ )MKIII を利用した全天光波長別紫外域日
れるようになり (Miyagawa：1996，1997，宮川：2002) ，比
射観測 ( uv - 観測 ( 290.0 ∼ 325.0nm) や ux- 観測 ( 286.5 ∼
較観測や評価が可能となったこと，また 4) 二酸化硫黄全
363.0nm)) では，その観測精度監視のため，直射光波長別
量観測用常数を Brewer MKIII の特定測器から移植可能と
紫外域日射観測 ( ss- 観測 (290.0∼363.0nm)) ，直射光オゾン
なったこと等により，直射光オゾン全量 ( 以下 DS- O3 全量
全量・直射光二酸化硫黄全量観測 (ds- 観測 ) ，及び天頂光オ
と呼ぶ )・直射光二酸化硫黄全量 ( 以下 DS- SO2 全量と呼ぶ )
ゾン全量・全天光二酸化硫黄全量観測 (zs -観測 )を毎時並行
の観測用常数の校正を試みてきた．
して行なっている ( 気象庁：1993，伊藤ほか：1991，伊藤
本論では，これらの観測用常数の校正方法を紹介する
ほか：2001，伊藤・宮川：2002) ．いっぽう南鳥島では，
とともに，2002 年 1 月に開始された Brewer MKIII による
Brewer MKII をオゾン分光光度計として，直射光オゾン全
約 2 年間の観測結果等について報告する．また，WMO
量・直射光二酸化硫黄全量観測 ( ds -観測 ) ，天頂光オゾン全
(2003 ) の結果との関連性についても考察を試みる．なお，
量・天頂光二酸化硫黄全量観測，及びオゾン反転観測 ( um-
Brewer MKII や MKIIII に関する専門用語等については，
観測 ) を大気路程に応じた観測時刻 ( 気象庁：1982) に実施
伊藤・宮川 (2001)，伊藤ほか(2002)，気象庁 (1993)，及び
している (能登・伊藤：1998，伊藤・能登：1999) ．
測器のマニュアル ( Sci-Tec：1994a，1994b，Kipp & Zonen ：
しかし，これらの観測用常数の校正基準については，
1999，2001) 等を参照いただきたい．
今のところ WMO( World Meteorological Organization ) にお
いて勧告されるに至っていない．最近の WMO による報
２．DS-O3 全量・DS- SO2 全量の観測用常数の校正方法
告書 ( WMO：2003) では，ドブソン分光光度計 ( 以下 Dobson
２.１常数校正の現状
と呼ぶ ) と Brewer とのいくつかの比較観測結果とその問
DS -O3 全量・DS -SO2 全量の観測用常数は，ハワイのマ
題点が指摘され，両測器による観測値のトレンド解析に
ウナロア等の低緯度で高地における絶対検定 (Langley
は少なくとも数年間の比較観測が必要としてはいるもの
plot)で設定することが理想的である．しかし，通常は基準
の，具体的な校正体制については言及していない．
測器との比較観測により校正される．世界における
いっぽう当台では，1)カナダ気象局 ( MSC：Meteorological
Brewer は， MSC 所属の Brewer B#017(IOS (International
Service of Canada) との二国間協力によりこれら観測用常
Ozone Service) 使用，なお B は Brewer を数字は測器番号を
数の校正方法を検討してきたこと，2) Brewer の作動用常
示す ) ，B#039 ( WMO 使用 ) ，及び B#158 ( Kipp & Zonen 使
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ブリューワー分光光度計MKⅢの直射光監視観測-直射光オゾン・二酸化硫黄全量観測用常数の校正と観測結果-
Table 1
Inst. No.
(Station)
B#168
(Syowa)
Brewer MKIII constants for O3 and SO2 direct sun observations.
Term
<first constants in 2001 Canada>
290 in 2002 ----> now in use
O3 Obs. Constants
ETC
absn
1778
0.3437
1788
0.3437
SO2 Obs. Constants
ETC
absn
Cor.
498
1.1490
2.3500
498
1.1490
2.3500
Intercomparison
187-195 in 1999 Saskatoon
278-286 in 2000 Tsukuba
Compared to Instrument
O3
SO2
vs B#011
vs B#011
vs D#116 & D#125
-----
B#169
(Sapporo)
<first constants in 2001 Canada>
<first constants in 2001 Tsukuba>
305 in 2001 ----> 265 in 2001
001 in 2002 ----> now in use
1534
1572
1579
1537
0.3416
0.3416
0.3416
0.3416
201
291
328
211
1.1444
1.1444
1.1444
1.1444
2.3500
2.3500
2.3500
2.3500
066 in 2001 Saskatoon
083-092 in 2001 Tsukuba
276-297 in 2001 Tsukuba
199-207 in 2003 Sapporo
vs B#158
vs B#158
vs D#116 & D#125
vs D#126
vs
vs
vs
vs
B#158
B#158
B#174
B#113
B#173
(Kagoshima)
<first constants in 2001 Canada>
<first constants in 2001 Tsukuba>
305 in 2001 ----> 007 in 2003
007 in 2003 ----> now in use
1766
1763
1719
1757
0.3449
0.3449
0.3449
0.3449
427
467
389
490
1.1536
1.1536
1.1536
1.1536
2.3500
2.3500
2.3500
2.3500
223-228
090-092
276-297
314-316
Saskatoon
Tsukuba
Tsukuba
Kagoshima
vs B#011
vs B#158
vs D#116 & D#125
vs D#128
vs
vs
vs
vs
B#011
B#158
B#174
B#113
B#174
(Tsukuba)
<first constants in 2001 Canada>
<first constants in 2001 Tsukuba>
093 in 2001 ----> now in use
1778
1811
1811
0.3403
0.3403
0.3403
634
676
676
1.1419
1.1419
1.1419
2.3500
2.3500
2.3500
251-261 in 2000 Saskatoon
083-092 in 2001 Tsukuba
276-297 in 2001 Tsukuba
vs B#011
vs B#158
vs D#116 & D#125
vs B#011
vs B#158
vs B#174
B#175
(Naha)
<first constants in 2001 Canada>
<first constants in 2001 Tsukuba>
305 in 2001 ----> now in use
1809
1773
1779
0.3437
0.3437
0.3437
903
703
720
1.1508
1.1508
1.1508
2.3500
2.3500
2.3500
065-066 in 2001 Saskatoon
091-092 in 2001 Tsukuba
276-297 in 2001 Tsukuba
vs B#011
vs B#158
vs D#116 & D#125
vs B#011
vs B#158
vs B#174
B: Brewer Instrument (B#113: JMA Standard),
in
in
in
in
2000
2001
2001
2002
D: Dobson Instrument (D#116: Asian Standard)
用 )等を基準器 (Traveling Standard) として校正されている．
ット位置で測定された光子計数値 ( 対数値 ) の略号である．
これらの測器の一部は，定期的にマウナロアへ持ち込ま
これらの計測値から，以下の式(Sci-Tec: 1997)によって
れている．これに対し国内の Brewer は，比較用移動測器
DS -O3 全量・DS -SO2 全量の算出を行なう．
で校正している南鳥島用測器を除き，このような校正体
制はとられていない．
DS -O3 全量 (m atm-cm)
いっぽう国内のオゾン観測については，Dobson による
MS (11) = ( MS (9) – B1 ) / ( A1 * M2)
精確なオゾン観測網が整備され，校正体制も整っている．
MS (11): DS- O3 全量
各地の測器は当台のアジア地区準器 D#116(D は Dobson を
MS (9): オゾン二重波長比
数字は測器番号を示す )にもとづいて校正した移動準器
B1: オゾン波長組の大気外常数 (O3 ETC)
D#129 により 3 年毎に校正され，さらに D#116 は，3 年毎
A1: オゾン波長組のオゾン吸収係数の差 (O3 absn)
に国際準器との国際比較により校正されている (宮川ほ
M2: 高さ 22km のオゾン層の大気路程 Air Mass( μ )
か：2002 )．そのため，国内では DS- O3 全量の観測用常数
を，各地の Dobson との比較観測により校正することが可
DS -SO2 全量 (m atm-cm )
能である．
MS (10) = ( MS (8) – B2 ) / ( A2 * A3 * M2 ) – ( MS (11) / A2 )
MS (10): DS -SO2 全量
DS -SO2 全量観測用常数については，2002 年４月に当台
で行なったカナダ B#158 との比較観測により，当台 MKIII
MS (8): 二酸化硫黄二重比
B#174 の常数が校正された．その後，紫外線観測用準器
MS (11): DS- O3 全量
B#113 にこの常数を移植することができ，各地の測器をほ
A2: 二酸化硫黄波長組についてのオゾンに対する吸収
ぼ 3 年毎に校正することが可能となった．ただし，この
係数比 (通常 2.44)
比較観測は，SO2 全量の濃度が低い場合には，校正精度
A3:二酸化硫黄波長組のオゾン吸収係数の差 ( SO2 absn )
が低くなる．
B2: 二酸化硫黄波長組の大気外常数 ( SO2 ETC )
以上の 2 種の観測用常数について，今まで筆者らが実
施した Brewer MKIII の校正結果の変遷を Table 1 に示す．
上記 MS( 8)と MS (9) は次の通り．ただし，F (n) は対数値．
MS(8 ) = MS (4) – 3.2 * MS ( 7)
２.２観測用常数
MS(9 ) = MS (5) – 0.5 * MS ( 6) – 1.7 * MS( 7 )
Brewer による DS- O3 全量・DS -SO2 全量の観測では，
MS( 4) = F(5) – F(2 )
MS(5 ) = F(5 ) – F(3)
同時にこれら 2 種類の値を測定する．測定は，シャッタ
MS( 6) = F(5) – F(4 )
MS(7 ) = F(6 ) – F(5)
ー ( SH) の 8 つのスリット位置(Slit Mask Position)のなかの
2∼6 の位置で行なわれる．これらを Table 2 に示す．表中
なお，実際の計算では，不感時間補正，温度補正 ( 測器
右端 F( n) は，Brewer 制御プログラムで使用される各スリ
種別による ) ，レイリー散乱補正を行なった後，上記の計
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高層気象台彙報　第64号　2004
Slit Mask
0
Wavelength Setting (nm)
Slit
Position
5000
Slit mask position and wavelength
No.
UV Obs.
Slit-0 (hg)
F(n)
4500
O 3/SO2 Obs
----
302.1
F( 0)
dark
dark
F(1 )
1
----
2
Slit-1
286.5 -363.0
306.3
F(2)
3
Slit-2
----
310.1
F( 3)
4
Slit-3
----
313.5
F( 4)
5
Slit-4
----
316.8
F( 5)
6
Slit-5
----
320.1
F( 6)
7
Slit-dt
( dt-test : 310.0 & 316.8 )
F( 7)
O3 double ratio
Table 2
4000
3500
y = 3.4888x + 1768.1
3000
300
500
700
900
O3 * μ
算を行なう．これらの詳細については，Sci-Tec(1994a ) や
Kerr et al.(1988)を参照していただきたい．
Fig.1
以上の通り，DS -O3 全量観測では，B1( 以下 O3 ETC と
呼ぶ ) と A1(以下 O3 absn) ，DS -SO2 全量観測では，B2 (以
Results of the comparison between Brewer #174 and
Dobson #116(#125) as exemplifying the traditional method to
determine O3 ETC(B1) and O3 absn( A1) by the best fit line.
下 SO2 ETC)，A3( 以下 SO2 absn) ，及び A2 ( 以下 SO2 Cor. 通
常 2.44) が必要で，これらは SO2 Cor.を除き，測器常数と
比較観測後に標準ランプ点検を行なう．
して扱われる．
比較時間帯については，ほぼ大気路程μ=3 から noon( 主
にμ=2.7∼1.3 ) までとする．特にμ=2.6∼1.4 の時間帯では
２.３比較観測方法
欠測のないよう実施する．これら一連の比較を，少なく
(a) DS -O3 全量観測用常数校正のための比較
とも 3 回以上 ( DS -O3 全量がそれぞれ異なる快晴日が理想 )
常数は，Dobson との同時連続 ds 比較観測により校正さ
れる．比較観測値は，両測器で測定された DS- O3 全量値
実施する．Brewer が定常観測に使用されている場合には，
数週間以上のデータを用いる．
とする．これは，両測器の観測波長が異なるため，波長
別光子計数値，単一波長比，オゾン二重比等では比較す
( b) DS-SO2 全量観測用常数校正のための比較
ることができないためである．
この場合は，Brewer 相互の比較観測となる．そのため，
Brewer では hg- 点検 ( 水銀ランプ点検 ) と ds- 観測
両測器の通信速度のちがいで観測時刻が若干ずれること
(DS-O3・DS- SO2 全量観測 ) を組み合わせた連続観測を，
があるが， ( a ) のように時刻合わせを行なえば，ほぼ同
Dobson では A 波長組と D 波長組の通常の ds -観測 ( DS - O3
時刻に観測値が得られる．方法は ( a ) の Brewer と同様で
全量観測 )を連続して実施する．これにより，Brewer は 5
ある．
分に１回，Dobson では 3 分に 1 回のデータを連続で取得
可能となる．
２.４解析方法と比較結果
Brewer の連続観測は，ti- 点検 (時刻合わせ )，sr -点検 ( AZ
(a) DS -O3 全量の解析方法と比較結果
一回転 step 数校正 ) ，si- 点検 (太陽光スポット合わせ )，ap 点検 ( 電源等監視点検 ) ，hg- 点検を行なった後，
比較結果の解析方法については，能登・伊藤 ( 1998)に詳
しいので省略するが，求める O3 ETC(B1 )と O3 absn (A1)
は，Brewer のオゾン二重比 MS( 9) と，Dobson の観測値
例：pd ds ds b1 ds ds hg ds ds b1 ds ds hg pf 20
(O3dob) に大気路程μ ( M2) を乗じた値との近似式
というように ( 最後の数字 20 はそれまでの観測・点検の繰
MS (9) = A1 *O3dob * M2 + B1
り返し数，pd は disk への印字出力 on，pf は同出力 off) 入
力する．なお，内部標準ランプによるオゾン二重比 ( 以下
を用い最小二乗法で求める ( Kerr et al: 1988)．このときの
R6 と呼ぶ ) や二酸化硫黄二重比 ( 以下 R5 と呼ぶ ) を監視す
傾きが O3 absn(A1 )，切片が O3 ETC(B1) となる．例を Fig.1
るため，数時間毎に sl- 点検を行なう．また Dobson では，
に示す．
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ブリューワー分光光度計MKⅢの直射光監視観測-直射光オゾン・二酸化硫黄全量観測用常数の校正と観測結果-
DS-O3 B#173 vs D#116 (D#125)
290
(a)
DS-SO2 B#173 vs B#174
3
(a)
B#173 (m atm-cm)
B#173
(m atm-cm)
2
280
270
1
0
B#173(Old)
B#173(Old)
B#173(New)
260
260
B#173(New)
270
280
290
-1
-1
B#173(New)using Dobson
0
(b)
DS-O3 B#173 vs D#116 (D#125)
300
280
270
1
0
260
-1
250
1
1.5
B#173(Old)
2
B#173(New)
2.5
Air Mass
1.05
1
0.95
0.9
B#173(Old)
2
B#173(New)
2.5
3
3.5
Air Mass
B#173(New)using Dobson
DS-SO2 B#173 / B#174
30
20
10
0
-10
-20
1.5
2
2.5
3
3.5
1
1.5
B#173(Old)/B#174
Air Mass
B#173(New) / D#116(D#125)
B#173 O3 ETC
1800
(d)
1700
400
SO2 ETC
500
1650
2
B#173(New)/B#174
2.5
3
3.5
B#173(New)usingD/B#174 Air Mass
B#173 SO2 ETC
600
1750
300
200
1600
1
ETC
Fig.2
1.5
B#174
(c)
B#173(Old) / D#116(D#125)
O3 ETC
1
3.5
DS-O3 B#173 / D#116 (D#125)
1.1
1
(d)
3
D#116(D#125)
Ratio (B#173 / B#174)
Ratio (B#174 / D#116(D#125))
(c)
3
2
SO2 (m atm-cm)
Ozone (m atm-cm)
290
2
DS-SO2 B#173 vs B#174
3
(b)
1
B#174 (m atm-cm)
D#116(D#125) (m atm-cm)
1.5
2
New ETC=1719
2.5
3
Old ETC=1763
1
3.5
Air Mass
ETC
Results of the O3 comparison between Brewer #173
Fig.3
1.5
2
New ETC=389
2.5
3
Old ETC=467
3.5
Air Mass
Results of the SO2 comparison between Brewer #173
and Dobson #116(#125) during Oct. 03 to 20, 2001.
and Brewer #174 during Oct. 03 to 20, 2001.
(a) O3 relation between Brewer #173 and Dobson #116.
(a) SO2 relation between Brewer #173 and Brewer #174.
(b) O3 by Brewer #173 and Dobson #116.
(b) SO2 by Brewer #173 and Brewer #174.
(c) O3 by Brewer #173 before and after calibration.
(c) SO2 by Brewer #173 before and after calibration.
(d) New O3 ETC of Brewer #173 after calibration.
(d) New SO2 ETC of Brewer #173 after calibration.
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高層気象台彙報　第64号　2004
しかしこの方法では，μが小さいほどサンプル数が多
及び B#052( MKII) ，B#060( MKII) ，B#113 (MKII) による同
くなり，μの小さい時刻のデータを重視することになる．
様の試験・比較観測を行なっている．これら測器による
そのため筆者らは，μ=3.0∼2.0 のデータ群と，μ=1.8∼
2003 年の観測例を以下に記述する．なお，B#174 の DS- O3
1.3 のデータ群に区分し，これら 2 群における基準器との
全量観測用常数については，カナダでの校正値を維持さ
平均観測差について，限りなく等しくなるような O3
せているため，Dobson アジア地区準器 D#116 の観測値に
ETC(B1) 値を決定し，その後，平均観測差が 1.000 に限り
対して約 1%高い．そのため本論では，B#174 のオゾン全
なく近くなる O3 absn( A1) を求める方法を用いている．
量値には 1%の補正を加えている．
これらの校正方法 ( O3 ETC( B1)と O3 absn (A1)を同時に
校正する方法 ) は，測器に全く常数が付けられていない場
( a) 日観測結果
合や，大掛かりな測器内部のオーバーホールを行なった
場合に限って使用する．通常，O3 absn( A1)は変更しない．
ほぼ快晴日であった 2003 年第 270 通日 (以下，JD とす
る )と 302 JD の観測例を Fig.4 に示す．
そのため，上記の基準となる O3dob から逆算した O3 ETC
つくばでの Dobson による DS- O3 全量観測は，AMμ=2.5，
(B1) の平均値を測器常数とする．この方法による比較結果
AMμ=1.5，Noon，PMμ=1.5，PMμ=2.5 の計 5 回 ( 夏場 )
の例を Fig.2 に示す．図に示されるように，Dobson の基準
であるが，Noon のμが 1.5 以上になる場合には，AMμ=2.5，
器に対しほぼ±1%以内の常数校正が可能となる．
Noon，PMμ=2.5 の計 3 回 ( 冬場 ) となる ( 気象庁：1991) ．
なお，Dobson の基準値 O3dob については，Brewer と観
図中の観測は全て観測種別「0」( 晴天直射光 )の値である．
測時刻が若干異なるので，Brewer の観測時刻に合わせる
これに対し Brewer での DS- O3 全量観測は，B#174，
よう近似補間させる．また，Brewer のデータでは，観測
B#052，及び B#113 の場合，波長別紫外域日射観測の合間
値の標準偏差 ( O3 STD：1 回の観測値は 5 回の測定値の平
に観測するよう設定してあるので，毎時観測となる．
均値であり，それら偏差を表す ) が常に算出されており，
B#060 は，上記μの観測時刻に集中させて観測する特別ス
通常，2.5 未満の観測値は使用しない．そのため，比較観
ケジュールとなっている．Brewer の場合，前述の通り，
測でも O3 STD＜2.5 の観測値 (曇や大気混濁度により光路
一回の観測の STD が，2.5 以下の場合に観測が成立する
が不安定な環境の場合に出現 )は除去している．
(Sci-Tec：1994a，Kipp & Zonen：1999) ．
(b) DS -SO2 全量の比較結果
との観測値の差は，ほぼ 3m atm-cm( 1%) 以内となっている．
Fig.4 に示されるように，基準となる Dobson と Brewer
DS -SO2 全量比較結果の解析方法は， ( a ) と同様，通常
この差は，観測用常数を 2 年以上前に設定したことを考
は基準測器による観測値から SO2 ETC を逆算して求め，
慮すると，Brewer の観測精度が従来に比べ格段に良くな
それらの平均値を常数としている．
ったことを意味する．これらの精度向上は，測器光学系
データについては，( a ) の O3 STD＜2.5 の選別で得られ
の整備方法の向上と，乾燥空気送風装置 ( 伊藤・宮川：2002)
たものを使用する．また，全量計算では DS -SO2 全量観測
の整備等による日々のメンテナンスによる成果と考えら
時の DS- O3 全量値が必要であり，Dobson と比較していた
れる．
いっぽう日観測値については，Dobson の場合は日代表
場合には Dobson による観測値も使用できる．いっぽう，
比較観測時にこの DS- SO2 全量値が低いと，比較誤差が大
値 (Representative O3) を，Brewer の場合は日平均値 ( Daily
きくなるため，比較そのものが成立しない場合も多い．
Mean O3) を使用することになっている．そのため，一日
特に南鳥島のような環境下では成立しない．このような
のオゾン全量値が変化した場合，Dobson と Brewer との日
場合には，測定値を０とするように逆算し，SO2 ETC を
観測値が大きくずれる場合もある．数日の快晴日におけ
求めることもできる．
るこれらの例を Table 3 に示す．
Fg.3 に，通常の解析で得られた比較観測結果の例を示
このように，一日の観測値としてどちらが良いかの議
す．なお，SO2 比較結果の誤差の議論については，今ま
論は別とし，Brewer の場合，観測回数が多いのでオゾン
まで報告された例はない．
全量値の日変化がよく判る．なお，南鳥島における
Brewer MKII は，気象庁ではオゾン分光光度計として使用
３．DS-O3 全量・DS- SO2 全量の観測結果
しているため ( スケジュールも Dobson に準ずる ) ，その日
３.１つくばにおける観測値の比較結果
観測値は Dobson と同様，日代表値として報告されている．
つくばでは， D#125 によるオゾン定常観測を，また
B#174(MKIII) による紫外域日射監視用の DS -O3 全量観測，
- 40 -
ブリューワー分光光度計MKⅢの直射光監視観測-直射光オゾン・二酸化硫黄全量観測用常数の校正と観測結果-
270 & 302 JDs in 2003 Tsukuba
290
285
270 JD
DS-O3 (m atm-cm)
280
275
270
265
260
302 JD
255
250
245
240
7
8
9
D#125
Fig.4
10
B#174
11
12
B#052
B#113
13
14
15
JST
16
B#060
DS O3 observation results using D#125, B#174, B#052, B#060 and B#113 on the 270th and 302th JDs, 2003 at Tsukuba.
Table 3
The daily representative O3 by Dobson and the
季節変化が認められるが，ほぼ±2%以内で推移している
ことが判る．季節変化については，
daily mean O3 by Brewer on 4 days, 2003 at Tsukuba.
(a) 前述した日観測値の採用方法のちがい，
[ JD ]
270th
273th
( 5)
297
297th
( 5)
271
(b) 各測器のμ依存性 (常数設定誤差：特に O3 ETC 設
302th
( 5)
定のちがい ) ，
275
Brewer#174
276.0 (14 )
297.5(15)
273.7( 8 )
261.2 (14)
Brewer#052
275.3 (14 )
297.9(14)
272.8( 12)
260.6 ( 14 )
等によるものと考えられる．最近の WMO(2003) の報告で
Brewer#060
276.7 (22 )
299.4(26)
275.0( 23)
263.0 ( 24 )
は，チェコ国 Hradec Kralove における D#074 と B#098 の
Brewer#113
------------
------------
275.9 ( 14)
262.6 ( 12 )
比較結果 (両観測とも日平均値を使用 )において，本論より
m atm-cm
258
( 3)
Dobson#125
(c) 各測器の温度依存性，
顕著な季節変化 ( Brewer の方が夏に低く冬に高い ) が示さ
(): Sample number
れている．その原因については，
( b) 年観測結果
(1) Dobson が SO2 の影響を受けやすいこと，
Fig.5 につくばにおけるこれら測器の 2003 年の観測値
(2) 成層圏の温度による影響が両測器で異なること，
を示す．Brewer の DS -O3 全量値は，一般に内部標準ラン
(3) 太陽低高度角での観測や高オゾン濃度下での観測
プ点検結果による補正を加える ( Sci-Tec：1994a，Kipp &
において散乱光の影響度が両測器で異なり，また両測
Zonen：1999 ) ．しかし，本論では Brewer の観測精度を議
器の観測アルゴリズムも異なること，
論する目的があるので，この補正は行なっていない．
(4) 両測器の絶対検定 (Langley plot) の方法にちがいが
Dobson の観測値は日代表値の中で直射光観測のもの ( 観
あること，
測種別「0」と「9」)を，Brewer の観測値は日平均値が日々
(5) Brewer の観測には温度特性があると言う意見もあ
書き込まれる ozavg yy.nnn ファイル (yy：西暦下二桁，nnn：
るがその点は補正されていること，
としている．特に (2 ) についは，両測器の単一波長比のい
測器番号 )の値を使用した．
Fig.5(a) は，日々の DS- O3 全量値を点で，それらの 7 日
くつかが (Dobson の A 波長組，Brewer の MS4 等 )，成層圏
移動平均値を線で表示した．B#174 は年間，B#052 は 2 月
の温度 ( 衛星 GOME による )に依存しているのではないか
以降，#060 は 7 月以降，#113 は 10 月以降の値である．図
と指摘された．しかし，[1 ] 後述するように札幌 B#169 の
の通り，どの Brewer の観測値もほぼ Dobson の観測値と
常数校正を過去に遡って校正したが，校正前の比較差に
同様の変化を示している．
は顕著な季節変化が現れていたものの，校正後はその変
Fig.5(b) は，D#125 を基準にした各 Brewer の観測差を示
化がほとんど消滅したこと， [2 ] 後述の Fig.6 で示される
す．図中の曲線は，これらの観測差の 7 日移動平均値で
ように，その季節変化 ( Brewer の方が夏に高く冬に低い )
ある．図に示される通り，夏に低く冬に高くなる若干の
は札幌や那覇ではほとんど認められず，南極昭和では最
- 41 -
高層気象台彙報　第64号　2004
小値が夏より前にシフトし，各観測地点によっても変化
Fig.6( d)は，Dobson 観測値を基準とした Brewer 観測値の
の形状や程度も異なること，[3 ] 前述の報告書で使用され
観測差であり，これら図中の曲線はそれぞれの 7 日移動
た Brewer が MKII 型測器であり，常数の設定以降に測器
平均値を示す．Fig.6(e) は，Brewer による DS -SO2 全量値
の感度変化があったのではないかと推察されること ( 従来，を示す．また Fig.6( f)は，Brewer の内部標準ランプ点検に
日本で使用していた MKII は全て感度が変化した ) ，[4 ] つ
よる R6 値 ( O3 二重比 ) と R5 値 ( SO2 二重比 )を示す．これ
くば上空における成層圏温度と観測差との関係では，顕
らの値の変化は O3 全量や SO2 全量の観測が正常に行な
著な相関が認められないこと，等によりこの季節変化の
われているかどうかの指標とされる．
原因は，筆者らの意見 (b) 及び WMO (2003)の意見 (4) の可
能性が高いと考えている．ただしこの詳細は，常数設定
札幌 [ Brewer: B#169
Dobson: D#126 ]
のちがいが観測差に及ぼす影響についての調査や，各地
札幌 B#169 は，2001 年 11 月末の札幌への輸送時に測器
点における成層圏温度変化と観測差との関係についての
感度が変化したが，当時，当観測用常数校正のための比
調査等を実施した上で改めて議論したい．
較観測ができなかった．そのため，2003 年 7 月に実施し
Fig.5(c) は，B#174 を基準にした各 Brewer の観測差を示
た比較観測による校正値を 2002 年 1 月からの測定値に適
す．Dobson の観測値は除外してある．この図の通り Brewer
用し，再計算を行った．Dobson と Brewer の DS- O3 全量
相互の観測差は，ほぼ±1%以内となった．特に B#060 は
値はほぼ同様に年変化し，それらの観測差は，2002 年前
±0.5%以内で B#174 と一致していると考えてよい．また，
半を除きほぼ±1%以内となっている．観測差に若干の年
各測器とも Fig.5(b) のような季節変化はほとんど認められ
変化が認められるものの，他地点の変化よりも小さく推
ない．
移している．2003 年 7 月には測器光学系のオーバーホー
Fig.5(d) は，Brewer による DS -SO2 全量の観測値を示す．
ルを実施し，R5 に若干の断続が認められたが，それを除
B#174 はカナダ準器との比較観測により観測用常数を維
いて測器状態は R6，R5 ともに安定しており良好である．
持しており，その他の測器は 2001 年 10 月に，この B#174
DS -SO2 全量については，突発的に増大することはない
から常数を移植した．図の通り，B#052 は B#174 に対し 4
が，他地点より常に１∼2m atm-cm 程度大きい可能性があ
∼2m atm-cm 低く推移する．いっぽう，B#060 や B#113
る．これは都市化により，成層圏ではなく対流圏におけ
は 1m atm-cm 以内でほぼ B#174 に近い値を示してはいる
る SO2 の増加に原因があるかもしれない．
ものの，負の値で推移する期間も認められた．これは，
比較観測において SO2 全量が低い場合，その常数校正が，
つくば [ Brewer: B#174
非常に難しいことを示している．
Dobson: D#125 ]
つくば B#174 の測器常数は，整備当初より変更してい
ない．DS- O3 全量値は，３.１で述べた通り若干の季節変
３.２全観測官署における観測値の比較結果
化はみられるもののほぼ Dobson による観測値と一致する．
波長別紫外域日射観測官署の札幌，つくば，鹿児島，
DS -SO2 全量は，この 2 年間で減少傾向となっているが，
那覇，南極昭和では，紫外線観測監視用の DS-O3・DS- SO2
突発的に増加することがある．突発的な増加は，2000 年
全量観測を行なっている．これらの観測地点では 1991 年
8 月以降，三宅島火山の噴火により出現頻度が増加したが
1 月から MKII による観測が開始されたが ( つくばでは
(藤本ほか：2001)，2002 年以降は減少している．また，全
1990 年 1 月，南極昭和では 1992 年 2 月 ) ，2001 年度に MKIII
体的な減少傾向については， (1) その噴火回数の減少によ
が整備され，2002 年 1 月より同測器による定常観測が開
るものか， (2) 測器の状態変化によるものか，現在のとこ
始された (南極昭和では 2001 年 2 月 ) ．
ろ確証が得られていない．通常，噴火による SO2 全量の
これらの地点における MKIII の観測結果を Fig.6 に示す．増加は風向きに支配され，後述の鹿児島のように突発的
参考のため紫外域日射観測の DUV 値や Dobson による観
に現れる．いっぽう当測器の状態は，整備当初の 2001 年
測値を付け加えた．左列より，札幌，つくば，鹿児島，
4 月より非常に安定している (R6 や R5 が安定 ) ．そのため，
那覇，南極昭和となっている．
この減少傾向については，突発的な増加現象とともに，
Fig.6(a) は，Brewer による紫外線 DUV 値 ( duv yy.nnn フ
今後，精査する必要がある．
ァイル内収納値 ) で，外部標準ランプ点検による感度トレ
ンド補正を施している．Fig.6(b)は，Brewer MKIII による
鹿児島 [ Brewer: B#173
鹿児島 B#173 の測器常数は，2003 年 1 月に変更した．
DS -O3 全量値 ( 日平均値 )，Fig.6(c)は，Dobson による DS-O3
全量値 ( 日代表値の中で直射光観測の観測種別「0」と「9」)，
Dobson: D#128 ]
常数変更以前の DS-O3 全量値については，Dobson の観測
- 42 -
ブリューワー分光光度計MKⅢの直射光監視観測-直射光オゾン・二酸化硫黄全量観測用常数の校正と観測結果-
DS O3
450
(a)
O3 (m atm-cm)
400
350
300
250
200
0
90
120
150
180
210
240
270
B#174
B#174AV7
B#052
B#052AV7
B#060
B#060AV7
B#113
B#113AV7
300
330
360
J ulia n D a y in 2 0 0 3
0.1
(Brewer - D#125) / D#125
Difference
60
D #125_REP ds(0 & 9)
D ifference fro m D #1 2 5
(b)
0.05
0
-0.05
-0.1
0
(Brewer - B#174) / B#174
30
60
90
120
150
180
210
B#174
B#174(AV7)
B#052
B#052(AV7)
B#060
B#060(AV7)
B#113
B#113(AV7)
240
270
300
330
360
J ulia n D a y in 2 0 0 3
D ifference fro m B#1 7 4
0.1
(c)
Difference
30
D #125AV7
0.05
0
-0.05
-0.1
0
30
60
90
120
150
180
210
240
270
300
330
360
J ulia n D a y in 2 0 0 3
B#052
B#052( AV7)
B#060
B#060(AV7)
B#113
B#113(AV7)
D S SO 2
20
(d)
SO2 (m atm-cm)
15
10
5
0
-5
0
30
B#174
Fig.5
60
90
B#052
120
150
180
B#060
210
B#113
240
270
300
330
360
J ulia n D a y in 2 0 0 3
DS O3 and DS SO2 observations in 2003, Tsukuba.
DS O3 by Dobson shows the data of “0” and “9” in “Representative O3” data, and DS O3 by Brewer shows the data of “Daily
Mean O3”.
(a)
DS O3 observation results using D#125, B#174, B#052, B#060 and B#113.
(b)
DS O3 Difference [( Brewers – D#125 ) / D#125] of the Brewers from D#125.
(c) DS O3 Difference [(Brewers – B#174) / B#174 ]of the Brewers from B#174.
(d) DS SO2 observation results using B#174, B#052, B#060 and B#113.
- 43 -
高層気象台彙報　第64号　2004
Sapporo
DUV (J / m^2)
(a)
8000
Sapporo B#169 DUV
4000
4000
4000
2000
2000
2000
O3 (m atm-cm) by Brewer MKIII
2003
O3 (m atm-cm) by Dobson
Difference
(Brewer - Dobson) / Dobson
2003
0
2002
2004
Tsukuba B#174 DS daily mean O3
500
500
400
400
400
300
300
300
200
200
200
2003
100
2002
2004
Sapporo D#126 DS representative O3
2003
100
2002
2004
Tsukuba D#125 DS representative O3
500
500
400
400
400
300
300
300
200
200
200
0.1
100
2002
2004
Sapporo B#169 against D#126
0.1
2003
100
2002
2004
Tsukuba B#174 agaist D#125
0.1
0.05
0.05
0.05
0
0
0
-0.05
-0.05
-0.05
-0.1
2002
20
2003
-0.1
2002
2004
Sapporo B#169 DS SO2
20
2003
-0.1
2002
2004
Tsukuba B#174 DS SO2
20
15
15
15
10
10
10
5
5
5
0
0
700
2003
2002
2004
Sapporo B#169 R6 & R5
1100
2004
2003
2004
2003
2004
Kagoshima B#173 against D#128
2003
2004
Kagoshima B#173 DS SO2
2003
-5
2002
2004
Tsukuba B#174 R6 & R5
1000
2003
2004
Kagoshima B#173 R6 & R5
Adjustment
Adjustment
600
2003
0
-5
-5
2002
Kagoshima B#173 DUV
Kagoshima D#128 DS representative O3
500
2003
31.555N 130.548E
Kagoshima B#173 DS daily mean O3
500
100
2002
SO2 (m atm-cm)
0
2002
2004
Sapporo B#169 DS daily mean O3
(c)
1000
900
R5
R5
R5
R6 & R5
8000
6000
100
2002
(f)
Tsukuba B#174 DUV
6000
(b)
(e)
8000
kagoshima
36.058N 140.126E
6000
0
2002
(d)
Tsukuba
43.060N 141.329E
500
400
900
800
800
700
R6
300
700
200
600
100
2002
2003
500
2002
2004
600
R6
R6
500
2003
400
2002
2004
Year
Year
- 44 -
2003
2004
Year
ブリューワー分光光度計MKⅢの直射光監視観測-直射光オゾン・二酸化硫黄全量観測用常数の校正と観測結果-
Naha
Naha B#175 DUV
8000
Syowa
26.207N 127.686E
8000
6000
6000
4000
4000
2000
2000
0
2002
2003
0
2001
2004
Naha B#175 DS daily mean O3
69.005S 39.581W
Syowa B#168 DUV
2002
2003
2004
Syowa B#168 DS daily mean O3
500
500
400
400
300
300
200
200
100
2002
100
2001
Fig.6
Observation
records from January
2002( 2001)
2003
2004
Naha D#127 DS representative O3
2002
2003
March 2004 in the
2004
Syowa D#119 & #122 DS representative O3
500
500
400
400
through
Japanese
ozone
and
UV network.
(a) DUV and ( b ) DS - O3 by
Brewer MKIII, ( c ) O3 by
300
300
Dobson, ( d ) Difference of
200
200
100
2002
100
2001
O3 between Brewer MKIII
and Dobson, ( e) DS - SO2
0.1
2003
2004
Naha B#175 against D#127
0.1
2002
2003
by Brewer MKIII, ( f ) R6
2004
& R5 values of Brewer
Syowa B#168 against D#119 & #122
MKIII.
0.05
0.05
0
0
-0.05
-0.05
DS O3 by Dobson shows
the data of “0” and “9”
in
“Representative
data,
and
DS
O3
O3”
by
Brewer shows the data of
-0.1
2002
20
2003
-0.1
2001
2004
Naha B#175 DS SO2
20
15
15
10
10
5
5
0
0
2002
2003
2004
“Daily Mean O3”.
Syowa B#168 DS SO2
[ Stations and instruments ]
Sapporo: B#169 & D#126
-5
2002
1100
Tsukuba: B#174 & D#125
2003
-5
2001
2004
2003
2004
B#173 & D#128
Naha B#175 R6 & R5
1000
1000
R5
900
800
800
700
700
600
600
400
2001
2004
Naha:
B#175 & D#127
Syowa:
B#168 & D#119
( D#122 )
R6
500
R6
2003
Syowa B#168 R6 & R5
900
R5
500
2002
Kagoshima:
2002
2002
2003
2004
Yea
Year
- 45 -
高層気象台彙報　第64号　2004
値より 2%程度高い値を示していたが，変更後は Dobson
の値にほぼ一致している．
このように，最近 2 年間の観測差は，1991 年 (つくばは
1990 年，南極昭和は 1992 年 ) から実施してきた Brewer
DS -SO2 全量値は，桜島火山の影響により突発的に増加
MKII による観測差と比較すると，格段に向上したと言え
する回数が他地域よりも多く，その紫外線データは世界
る．この理由には，(1 ) 測器光学系の整備技術が向上した
でも注目を集め，解析等が行なわれている ( Fioletov and
こと，( 2) MKII で大きな感度変化を起こした UG11 カット
Evans：1997) ．DS- SO2 全量は 2 年とも春∼夏，夏∼秋の
オフフィルターの必要性が MKIII ではなくなったこと，
2 期に多く，夏の 7 月頃に一時期低くなっている．また，
(3) 測器内部を乾燥させる新型乾燥空気送風装置を装着
2002 年より 2003 年の方が若干高く推移している．R6 と
させたこと，( 4) 内部湿度をはじめとする測器状態監視を
R5 は，2002 年 11 月に断続するが，これは測器光学系の
日々実施し，障害対応を国内で早急に実施できる体制を
オーバーホールのためで，それを除き測器は安定した状
構築してきたこと，(5 ) Dobson の観測自動化と高精度な光
態となっている．
学系整備により， Brewer の比較基準となる Dobson の
DS -O3 全量観測値の精度が向上したこと，等々があげら
那覇 [ Brewer: B#175
れる．
Dobson: D#127 ]
那覇 B#175 は，整備当初より常数の変更は行なってい
本論で解析した結果は，南極を除き，WMO( 2003) によ
ない．他地点と比べ DS- O3 全量値が低く，その年変化も
り報告されたいくつかの地点の比較結果よりも良い結果
少ない．また，これらの観測値と Dobson の観測値との観
を得た．しかし，同報告書にも提言されているように，
測差もほぼ一定で推移している．
Brewer と Dobson との観測値のトレンド解析を行なうには，
DS -SO2 全量は，時折 5m atm-cm 程度に増加することが
DS -O3 の観測についてだけでも数年以上の比較観測が必
あるが，それ以外はほぼ 0m atm-cm で推移している．ま
要と考えられる．前述したような両測器の観測差に季節
た，R6，R5 とも安定し，観測を行なうための測器状態も
変化が認められる原因究明にも ( 筆者らは，常数校正精度
非常に良好と考えられる．
が最も大きく影響すると考えているが ) ，多くの精確なデ
ータを集積したうえで議論することが必要不可欠である．
南極昭和 [ Brewer: B#168
Dobson: D#119 & D#122 ]
南極昭和 B#168 も，整備当初より常数の変更は行なっ
４．まとめ
ていない．DS -O3 全量値は，当初 (2001 年前半 ) ，Dobson
本稿では，紫外線観測監視のための Brewer DS- O3 全
の値とほぼ一致していた．しかし，2001 年後半からやや
量・DS- SO2 全量観測のための常数校正方法の現状を紹介
低め，2002 年中・後半に高め，2003 年前半で低め，とい
し，校正のための比較観測結果，並びにその常数を用い
うように，観測差の変動が国内 4 地点に比べ激しくなっ
た過去 2 年間の観測結果について報告した．これらは以
ている．これは DS- O3 全量の季節変化が激しいことにも
下の通りにまとめられる．
起因すると考えられるが，前述した WMO(2003) の意見 (3)
のように，低い太陽高度角での両測器の比較 ( 散乱光の影
(1)
DS-O3 全量観測用常数の校正については，南鳥島を
除き，Dobson アジア地区準器 D#116 をはじめ，それを
響 ) に問題があるのかもしれない．いずれにしても，今後
基準として校正された各観測官署の Dobson との比較観
精査する必要がある．
測により行なっている．この比較により，ほぼ±1%以
DS -SO2 全量はほぼ 0m atm-cm で推移するが，2 年間で
内の観測差の精度で校正が可能である．
数回ほど 5m atm-cm に増加している．R6，R5 は，ともに
大きな変化がなく，測器状態が安定していることを示し
(2)
DS- SO2 全量観測用常数の校正は，カナダ準器との比
較により校正された B#174 からその常数を波長別紫外
ている．
域日射観測装置国内準器の B#113 に移植し，その測器
と各観測官署の測器との比較観測により行なっている．
以上のように，Brewer と Dobson とでは，南鳥島を除き，
日観測値の選別方法が異なるものの (Brewer：日平均値，
ただし，その比較観測では SO2 全量が低い場合，校正
Dobson：日代表値 ) ，最近の 2 年間では各観測地点とも
精度が悪くなる．
Brewer の観測値は Dobson のそれらとほぼ同様の変化を示
(3)
DS-O3 全量の日観測結果は，Brewer と Dobson との
し，その観測差は，地点により異なるが±3%以内で推移
観測値の選別方法が異なるため (Brewer：日平均値，
している．特に，札幌，つくば，那覇ではほぼ±1%以内
Dobson：日代表値 )，オゾン全量が日変化した場合，両
で一致する結果となった．
測器間で大きく異なることがある．しかし，年観測結
- 46 -
ブリューワー分光光度計MKⅢの直射光監視観測-直射光オゾン・二酸化硫黄全量観測用常数の校正と観測結果-
果をみると，オゾン全量が激しく変化する日は少なく，
and other Factors on surface radiation．
両測器の年変化はおおよそ一致する．
Canadian Perspective on the Changing Ozone Kayer, ed. by
(4)
最近 2 年間の MKIII による DS- O3 全量観測では，観
Ozone Science: A
D.I. Wardle, J.B. Kerr, C.T. McElroy and D.R. Francis,
測用常数を高精度で校正できた場合，ほぼ±1%以内で
Envoromental Canada, 73 - 90．
Dobson の観測値と一致する．現状では，測器メンテナ
藤本敏文・坂本尚章・吉松和義・斎藤篤志 (2001)：紫外域
ンスを常時行なっているつくば，2002 年後半以降の札
日射観測における三宅島起源火山性ガスの影響．日本
幌，2003 年以降の鹿児島，オゾン全量の年変化の少な
気象学会 2001 年秋季大会講演予稿集, 80, 240．
い那覇などでは，Dobson の結果とほぼ一致する．
伊藤朋之・上野丈夫・梶原良一・下道正則・上窪哲郎・
Brewer と Dobson との DS-O3 全量の観測差には，
伊藤真人・小林正人 (1991)：地上到達紫外線量の監視技
WMO ( 2003) の報告と同様，季節変化が認められる．こ
術の開発−オゾン層変化に伴う地上到達紫外線量の変
の変化は，札幌，つくば，那覇で少なく，鹿児島でや
化のスペクトル観測による評価−．研究時報, 43, 213 -
や顕著，南極昭和で顕著に現れている．
273．
(5)
(6)
DS- SO2 全量観測では，校正による誤差はあるものの，伊藤真人・能登美之 (1999)：オゾン観測監視のためのブリ
その観測値の動向がほぼ把握されつつある．札幌では
ューワー分光光度計用外部標準ランプ点検装置．高層
日常的に他地点より大きい可能性があること，つくば
気象台彙報, 59, 55 - 58．
ではごくまれではあるものの突発的に増大する日があ
伊藤真人・宮川幸治 (2001)：二重分光光度計ブリューワー
ること，鹿児島では突発的に増大する日数が多いこと，
MKIII による紫外域日射観測．高層気象台彙報, 61, 5 -
那覇や南極昭和でも若干ではあるが 5m atm-cm を越え
28．
る日が出現していること，等が明らかとなった．
伊藤真人・佐藤
健・下木原卓也・平良
修・宮川幸治
(2002)：新型ブリューワー分光光度計 MKIII の測器調
これらの現象の把握により，Brewer と Dobson との観測
整・校正結果−測器整備と各官署への設置−．高層気
差の特徴が，少しではあるが明らかとなった．しかし，
象台彙報, 62, 45 - 52．
これらのちがいについて議論するには，WMO( 2003) で提
伊藤真人・Vladimir Savastiouk・Michael Brohart(2003)：ブ
言されているように，今後少なくとも数年以上の精確な
リューワー分光光度計用分光常数校正装置の開発と手
比較観測が必要となる．また，これらの値を内部標準ラ
法．高層気象台彙報, 63, 31 - 40．
ンプ点検による R6 値や R5 値で補正する方法 ( Sci-Tec：
Kerr J.B., Asbridge I.A. and W.F.J. Evans (1988 ) ：
1994a，Kipp & Zonen：1999) の詳細な吟味，さらに，天頂
Intercomparison of total ozone measured by the Brewer and
光 O3・SO2 観測 (zs- 観測 ) の常数校正方法や観測精度につ
Dobson
いても，検討する必要がある．今後これらのデータの集
Geophysical Res., 93, No.D9, 11, 129 - 11, 140．
積により，紫外線の増加・減少の要因がより明らかにな
spectrophotometers
at
Toronto ． Jour.
of
Kipp & Zonen(1999) ： Brewer MKIII spectrophotometer
ることが期待される．
operator’s manual, OM- BA- C231 Rev B．Kipp & Zonen Inc,
Canada, 135pp．
謝
辞
Kipp & Zonen( 2001 )： Brewer ozone spectrophotometer final
本稿を草するに際し, 日頃より測器の常数校正につい
test record, serial #174, Doc# am-ba-c05 Rev D．Kipp &
てご助言を賜っているカナダ国 IOS (International Ozone
Zonen Inc, Canada, 75pp．
Service)の Mr. Ken Lamb 氏，同国 Kipp & Zonen の Mr.Albert
気象庁 (1991)：オゾン観測指針．気象庁, 91pp．
Maione 氏，本稿について貴重なご助言を賜った気象研究
気象庁 (1993)：紫外域日射観測指針．気象庁, 83pp．
所気象衛星・観測システム研究部の廣瀬保雄主任研究官，
Miyagawa K. (1996) ：Development of automated measuring
また札幌管区気象台，鹿児島地方気象台，沖縄気象台，
system for Dobson ozone spectrophotometer．
南極昭和基地，南鳥島気象観測所の各担当官の皆様，並
Symposium in Italy in 1996, 2, 951 - 954．
びに観測部環境気象課オゾン層情報センターの皆様に厚
Ozone
Miyagawa K. (1997)：Development of an automated system for
くお礼申し上げます．
the Dobson ozone spectrophotometer． The Geophy. Maga.
Series 2, 2 -1, 77 - 107．
引用文献
宮川幸治 (2002 )：ドブソンオゾン分光光度計の新自動制御
Fioletov V.E. and W.F. Evans( 1997) ：The Influence of ozone
- 47 -
方式．高層気象台彙報, 62, 27 - 44．
高層気象台彙報　第64号　2004
宮川幸治・廣瀬保雄・伊藤真人 ( 2002)：マウナロアにおけ
る WMO ドブソンオゾン分光光度計の国際相互比較．
Sci-Tec(1994b)： Brewer ozone spectrophotometer acceptance
manual, serial #113, AM-BA- C05 Rev.C．Sci-Tec Inst. Inc,
高層気象台彙報, 62, 1 - 6．
Canada, 101pp．
能登美之・伊藤真人 (1998)：南鳥島におけるオゾン観測資
WMO( 2003)： Comparison of total ozone measurements of
料の補正方法について．高層気象台彙報, 58, 39 - 44．
Dobson and Brewer Spectrophotometers and recommended
Sci-Tec(1994a )： Brewer MKII spectrophotometer operator’s
transfer functions.
Prepared by J. Staehelin, J. Kerr, R.
manual (OM-BA-C05 Rev.H) ．Sci- Tec Inst. Inc, Canada,
Evans and K. Vanicek, World Meteorological Organization
102pp．
Global Atmosphere Watch, No.149 ( WMO TD No.1147),
35pp．
- 48 -

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