人工衛星搭載型温室効果ガス検知システムについて
衛星光電子工学応用火山性噴火ガス検知赤外(IR)分光・FT-IR分光レーザーリモートセンシングモジュールをオプションとして実装することで、地上に発生・噴出した、地球温暖化の主因とされる温室効果ガス発生地点・排出地点・ガス種・量・排出総量・濃度・移動方向・移動速度等を検知するガス検知衛星光電子工学技術として、リアル物理データとして、主成分である水蒸気や二酸化炭素のほか、二酸化硫黄(亜硫酸ガス)、硫化水素や塩化水素等の各種温室効果ガスを、常時収集するシステムである。
①24時間常時、②リアルタイム、かつ③in situでの定性·定量解析による数値化・可視化を実現
特徴
1.地表付近の平均大気は水蒸気を除けば、窒素(78.08%)、酸素(20.95%)、アルゴン(0.93%)、二酸化炭素(0.03%)、その他のガスで大部分が構成されている。また、現在、地球の平均気温は14℃前後である。大気中に水蒸気、二酸化炭素、メタンなどの温室効果ガスがなければ、マイナス19℃程度になるといわれている。太陽から地球に降り注ぐ光は、地球の大気を素通りして地面を暖め、その地表から放射される熱を温室効果ガスが吸収し大気を暖めているからとされている。
2.近年、産業活動が活発になり、①二酸化炭素、メタン、さらにはフロン類などの温室効果ガスが大量に排出されただけでなく、同時に、②酸素が大量に消費されかつ森林破壊が急激に進み、③もともと植生に覆われた土地が不毛地になっていく砂漠化が進行しために空気中の酸素濃度が低下したため、大気中の温室効果ガス濃度が高まり熱の吸収が増えた結果、気温が上昇し始めている。これが地球温暖化とされている。
3.温室効果ガス別の地球温暖化への寄与は、二酸化炭素76.7%、メタン14.3%、一酸化二窒素7.9%、オゾン層破壊物質でもあるフロン類(CFCs、HCFCs)1.1%、となっています。つまり、石油や石炭など化石燃料の燃焼などによって排出される二酸化炭素が最大の温暖化の原因と言える。
4.この二酸化炭素濃度は、産業革命前1750年の280ppmから2013年には400ppmを超え、40%以上も増加した。大気中の二酸化炭素、メタン、一酸化二窒素は、過去80万年間で前例のない水準まで増加すると予測される。
5.世界平均気温は工業化前と比べて、2011~2020で1.09℃上昇している。陸域では海面付近よりも1.4~1.7倍の速度で気温が上昇し、北極圏では世界平均の約2倍の速度で気温が上昇すると予測されている。最近30年の各10年間の世界平均気温は、1850年以降のどの10年間よりも高温化した。
今後、
①温室効果ガス濃度がさらに上昇し続けるまたは
②酸素濃度が減少し続けると、または、
③砂漠化が進行すると、今後気温はさらに上昇すると予測される。
IPCC第6次評価報告書によると、今世紀末までに3.3~5.7℃の上昇(SSPD-8.5)と予測されている。
6.国土強靭化ソリューション、温暖化防止ソリューション、持続可能な社会インフラ実現ソリューションである人工衛星搭載型温室効果ガス検知システムは、衛星光電子工学応用火山性噴火ガス検知赤外(IR)分光・FT-IR分光レーザーリモートセンシングモジュールをオプションとして実装することで、地上に発生・噴出した、地球温暖化の主因とされる温室効果ガス発生地点・排出地点・ガス種・量・排出総量・濃度・移動方向・移動速度等を検知するガス検知衛星光電子工学技術として、リアル物理データとして、主成分である水蒸気や二酸化炭素のほか、二酸化硫黄(亜硫酸ガス)、硫化水素や塩化水素等の各種温室効果ガスを、常時収集(例えば、1時間に一回収集)することで
①24時間常時、②リアルタイム、かつ③in situでの定性·定量解析による数値化・可視化を実現している。
温室効果ガスの検知・予知・予測構成
人工衛星搭載型ガス検知システムでは、火山性噴火ガス検知赤外(IR)分光・FT-IR分光レーザーリモートセンシングモジュールがリモートセンシングした温室効果ガス情報を用いて、システム内の人工知能プロブラムが人海戦術や温室効果ガス発生地点・排出地点・ガス種・量・排出総量・濃度・移動方向・移動速度等の予測判断の専門家の知識や直感、個人差・ばらつき・ムラ等に依存しない噴火予兆の24時間常時・リアルタイム・in situでの定性·定量解析による予知・予測を実現している。
人工衛星搭載型ガス検知システムの光源であるフェムト秒レーザーは、核兵器・通常兵器無効化ソリューションとして人工進化研究所と弊所が提供している対戦闘機・対ミサイル・対ICBM用次世代迎撃レーザーシステム(AERI・HEL地対空防衛システム/ミサイル防衛システム https://www.aeri-japan.com/anti-icbm-interceptor-lasersystem )と共通の高エネルギーレーザー(HEL)モジュールを用いている。
人工進化研究所と弊所の超高エネルギーレーザー(AERI・HEL技術)は、50MWクラスのスーパーパワーで、空間分解能10平方μm~10平方mm、可変波長紫外~中赤外領域の任意波長が選択でき、CW~フェムト秒(10fs程度)の超短パルス幅といった高分解能と高時間分解能を有する極短パルスを、200km程度の超遠距離で任意に生成できる。
温室効果ガス検知・検知・予知・予測構成
人工進化研究所と弊所が国土強靭化ソリューション、温暖化防止ソリューション、持続可能な社会インフラ実現ソリューションとして提供する人工衛星搭載型温室効果ガス検知システムは、上記衛星光電子工学応用赤外(IR)分光・FT-IR分光レーザーリモートセンシングモジュールを実装している。
これにより、地球温暖化の原因とされている温室効果ガス(水蒸気、二酸化炭素、メタン、一酸化二窒素、フロンなど)の高精度な全球規模の①24時間常時、②リアルタイム、かつ③in situでの観測(モニタリング)が実現可能である。
衛星光電子工学応用赤外(IR)分光・FT-IR分光レーザーリモートセンシングモジュールを実装(搭載)することで、短波長赤外領域の観測スペクトルから二酸化炭素、メタン、水蒸気の濃度(例えば、カラム平均濃度)を推定することができる。
本システムによる経済効果
これにより、従来の衛星写真や観測点計測のような、人海・静的観測ではなく、人工衛星レーザー応用リモートセンシング(衛星光電子工学応用技術)によるダイナミック・リアルタイム・in situ観測による温室効果ガス総量実測や予測を実現できるようになる。本システムによる経済効果は少なくとも100兆円を下回らない。従来の人知に頼る温室効果ガス総量実測や予測の分野に革命的進化をもたらすことができる。
総括
以上、人工進化研究所と弊所が提供する人工衛星搭載型温室効果ガス検知システムは、気候変動問題への対応に関係するグローバル機関、政府機関・気象庁や大学、研究者らが人海戦術で、点在(定点設置)された各種の高精度の観測装置を用いた計器観測、及び人手による現地観測を通して温室効果ガスのガス発生地点・排出地点・ガス種・量・排出総量・濃度・移動方向・移動速度等の監視が24時間常時、②リアルタイム、かつ③in situでの定性·定量解析による数値化・可視化が実行可能となり、気候変動問題解決技術に革新的進歩をもたらすものである。