オゾン全量分光計

オゾン全量分光計（オゾンぜんりょうぶんこうけい、、略称：TOMS〈トムス〉）は、地球の大気中に含まれるオゾンの総量（オゾン全量）を人工衛星から測定・マッピングするための宇宙空間用分光計（光センサ）である。

NASA（アメリカ航空宇宙局）を中心に開発され、オゾンホールの発見やその規模の経年変化を長期にわたり正確に観測・実証する上で決定的な役割を果たした。

概要 TOMSは、地球の大気外層から反射または後方散乱される紫外線を測定することで、各地域のオゾン全量（上空のオゾンをすべて地表に集めたと仮定した際の総量、単位はドブソン単位〈DU〉）を算出する。 約1日で地球全土のオゾン分布マップを構築できる広い走査幅（スキャン幅）を持っており、成層圏オゾンの長期的トレンドの監視や、火山噴火によって放出される二酸化硫黄（SO₂）の定量評価にも利用される。

測定原理 オゾン全量分光計は、近紫外線域（310ナノメートル - 380ナノメートル付近）の6つの異なる波長バンドを観測する。 太陽光の入射：太陽から地球の大気に入射する直射紫外線の量を計測する。 後方散乱の計測：大気や地表面によって後方散乱（反射）され、宇宙空間へ戻ってきた紫外線の強度を計測する。 大気中に存在するオゾンは特定の波長の紫外線を強く吸収する性質があるため、オゾンに吸収されやすい波長と、吸収されにくい波長の「強度比（アルベドの変化）」を比較する。この比率と光学的厚さ（オゾン層を通過する距離）から反転プロファイルを応用して計算を行い、大気中のオゾン総量を逆算して導き出す。

搭載された主な人工衛星 TOMSは、1970年代から2000年代にかけて複数の衛星に搭載され、長期的な連続観測が行われた。 ニンバス7号（Nimbus-7）：1978年打ち上げ。1993年まで運用され、南極のオゾンホールの存在を明確なマッピングデータとして世界で初めて捉えた。 メテオール3号（Meteor-3）：1991年打ち上げ。ソビエト連邦（のちのロシア）の気象衛星に搭載された。アメリカの観測機器がソ連の宇宙船に搭載された初の共同プロジェクトでもある。 ADEOS（みどり）：1996年打ち上げ。宇宙開発事業団（NASDA、現JAXA）の地球観測衛星に搭載されたが、1997年に衛星の電源系統トラブルにより運用を停止した。 アース・プローブTOMS（Earth Probe TOMS）：1996年打ち上げ。TOMS専用の地球観測衛星として長期間データを供給した。

後継の観測器としては、オゾン観測インストゥルメント（OMI）や、気象衛星などに搭載されるオゾンマッピング・プロファイラー・スイート（OMPS）へと技術が引き継がれている。

脚注

関連項目 オゾン層 / オゾンホール ドブソン分光光度計 - 地上でオゾン全量を測定する機器 ブリューワー分光光度計 - 地上でオゾン全量を測定する機器 分光器