「白鳳丸」EqPOS 航海におけるゾンデ観測の実施
*1,*2、青木周司
*1、本田秀之
*3、長谷部文雄
*4、植松光夫
Operation of sonde observations based at R/V Hakuho Maru 
in the “EqPOS” cruise
Yoichi INAI
*1,*2, Shuji AOKI
*1, Hideyuki HONDA
*3, Fumio HASEBE
*4 and Mitsuo UEMATSU
Abstract
Aerological observations were conducted in the eastern Paciﬁc equatorial region during the period from February 2 
to February 7, 2012 using rubber balloons based at R/V Hakuho Maru. The total number of soundings is six. One of 
the main aim of these soundings was to survey upper-atmospheric meteorological conditions in the same period when 
stratospheric whole air samplings were conducted using newly developed compact cryogenic air samplers. Another was 
to investigate stratosphere-troposphere exchange of mass and chemical species, especially, the dehydration processes in 
the tropical tropopause layer. Vertical proﬁles up to approximately 29 km for ozone and water vapor mixing ratios and 
those up to approximately 8 km for carbon dioxide concentration were measured by these soundings.  
2012 年 2 月 2 日から 2 月 7 日にかけて、東部太平洋赤道上において海洋研究開発機構（JAMSTEC）学術
研究船「白鳳丸」から合計 6 回のゾンデ観測が実施された。これらは、同じく「白鳳丸」で実施された 4
回の大気球を用いた小型クライオサンプラーによる成層圏大気採取実験時の高層気象データを取得するた
めに、そして上部対流圏 / 下部成層圏の物質交換過程、特に熱帯対流圏界層における大気脱水過程について
調査する目的で実施された。これらのゾンデ観測により、地表から高度 29 km 程度までのオゾン、水蒸気
鉛直分布、地表から高度 8 km 程度までの二酸化炭素鉛直分布等が測定された。
1.はじめに
2012 年 2 月 2 日から 2 月 7 日 ( 現地時間 ;「白鳳丸」船内生活で実際に使用されていた時刻。以降 local time (LT) と表記 )
にかけて、東部太平洋赤道域において KH 12-1 航海、通称 Equatorial Paciﬁc Ocean and Stratospheric/tropospheric atmosphere 
study (EqPOS) 航海中の海洋研究開発機構（JAMSTEC）学術研究船「白鳳丸」をプラットフォームとしてゴム気球ゾン
デによる高層大気観測を実施した。これらの観測は、同じく「白鳳丸」で実施した小型クライオサンプラー（森本ら、
2009）による成層圏大気採取実験と合わせて実施したものである。4 回の成層圏大気採取実験により採取された成層圏 4
高度の大気は実験室に持ち帰った後、種々の大気微量成分濃度や同位体比が精密に測定された。この大気採取が行われ
た高度は 19 km から 30 km まで間の 4 高度域に限られる。本稿にまとめるゾンデによる観測は、これを補完する地表か
ら高度 30 km 程度までの連続的なオゾン、水蒸気の鉛直分布と、対流圏における二酸化炭素の鉛直分布を明らかにする
ために実施した。全ゾンデ観測の放球日時、測定される物理量については、表 1 にまとめた。以降、2 節では、本観測
領域における気象場について、3 節では、受信系設備の設置とゴム気球放球場所について、4 節では、使用された観測機
器と観測経過について記述し、そして 5 節で全体をまとめる。
*1 東北大学大学院理学研究科（Graduate School of Science, Tohoku University）*2 現在は京都大学生存圏研究所（Now at Research Institute for Sustainable Humanosphere, Kyoto University）*3 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所（Institute of Space and Astronautical Science, Japan Aerospace Exploration Agency）*4 北海道大学大学院地球環境科学研究院（Faculty of Environmental Earth Science, Hokkaido University）*5 東京大学大気海洋研究所（Atmosphere and Ocean Research Institute, The University of Tokyo）
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2.観測期間の気象場
気球観測を実施する場合、気球へのヘリウムガス充填作業や放球作業において気象状態、特に風の影響を強く受け
る。そこで最初に「白鳳丸」をプラットフォームとした気球観測が実施された領域における気象場を示す。図 1 は、気
球観測が本格的に開始された 2012 年 2 月 3 日における、地表付近（1000 hPa 面）の気温、水平風を示している。データ
は European Centre for Medium-Range Weather Forecasts（ECMWF）の ERA-Interim 再解析データを使用している。また同
日における対流活動を把握するため、図 2 に衛星観測された外向き赤外放射（Outgoing Long-wave Radiation: OLR）の水
平分布を示す。OLR の値は地表または光学的に厚い雲の雲頂からの赤外放射強度を示しており、小さい値ほど低温であ
ることを示す。対流圏においては基本的に高度に伴い気温が低下するので、より小さな OLR 値を示す領域ほど、より背
の高い積乱雲が存在していると判断できる。図 2 によれば、インドネシアからメラネシアそして西経 120 度南緯 30 度付
近にかけての南太平洋収束帯（south Paciﬁc convergence zone: SPCZ）や、南米大陸の南半球部に背の高い積乱雲が発達し
ている事が分かる。「白鳳丸」における気球観測が行われた東部太平洋赤道域上空に注目すると、その北側に熱帯収束帯
（inter-tropical convergence zone: ITCZ）の雲が存在するが西経 90 度から 100 度付近は雲が途切れていることが確認できる。
一方、図 1 の水平風に注目すると、特に中部太平洋域で東よりの貿易風が卓越しているが、東部太平洋赤道上においては、
ごく弱い南風であったことが示されている。この東部太平洋赤道上における水平風が微弱な状態は「白鳳丸」乗船中に
も実際に体感しており気球観測が終了する 2 月 7 日以降まで継続した。このことは、厳しい時間的制約の中、気球放球
作業が非常に順調に実施できた大きな要因であった。
図 1 第 1 回目の水蒸気ゾンデ、 オゾンゾンデ、 GPS ゾンデによる観測が行われた 2012 年 2 月 3 日の 1000 hPa 面における日平均気温 （カラーバー） と水平風 （矢）。 気象場の作成には ECMWF ERA-Interim 再解析データを使用し、 図中赤 x は白鳳丸における全ゴム気球放球地点を示す。
表 1 ゴム気球ゾンデ放球の日時と場所および観測項目。 それぞれ、 放球時間 （世界標準時刻 ； UT）、 放球時間 （LT）、 放球経度、 放球緯度、 測定される物理量 （T: 気温、 RH: 相対湿度、 GPS: ジオポテンシャル高度、 東西風速、 南北風速、 気圧、 H2O: 露点 ・ 霜点温度、 O3: オゾン分圧、 CO2: 二酸化炭素分圧）、主目的とする観測データの取得の成否 （success/false; S/F ） を示す。 また本リストには記載しないが、大気球で飛揚される小型クライオサンプラーには明星電気 RS-06G GPS ゾンデ（4.1 節参照）が搭載された。
宇宙航空研究開発機構研究開発報告  JAXA-RR-13-01162
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3. 受信系設備の設置と気球放球場所
気球によるゾンデ観測に先立ち、データ受信のための機材の設置、気球へのヘリウム充填作業と放球を行う場所の選定、
および作業手順の段取りが行われた。本節ではこれらについて記述する。
3.1受信系設備の設置
受信系設備は、アンテナ、プリアンプ、同軸ケーブル、受信機、専用のソフトウェアがインストールされたデータ処
理用の PC などで構成される。本ゾンデ観測においては、明星電気のシステム（明星電気株式会社 RD-08AC 簡易 GPS
ゾンデ受信システム）が利用された。使用される周波数帯は 400MHz から 406MHz である（この範囲内で使用周波数を
GPS ゾンデの起動時に設定できる）。受信機と PC は後部甲板より 1 層上階の 3 DECK にある第 3 研究室の卓上に設置した。
そこから船外へ同軸ケーブルを引き、アンテナとプリアンプを「白鳳丸」のメインマストの基部の手摺りに固定した（図 3）。
図 2 2012 年 2 月 3 日における外向き赤外放射 （OLR） の水平分布。 (http://www.esrl.noaa.gov/psd/data/gridded/data.uninterp_OLR.html より取得。 )
図 3 白鳳丸メインマスト基部の手摺りに設置されたプラウンアンテナ。 写真では支柱に塩化ビニールパイプを使用しているが、 観測開始前に、 より高強度で高剛性な木製棒に交換した。
大気球研究報告63
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陸上基地におけるゾンデ観測では、より微弱な信号でも受信可能で指向性のある（よって他の電波源からの干渉を軽
減できる）八木アンテナが使用されることが多い。しかし、船上における観測では船自体が移動や回頭を行う。このた
め指向性のあるアンテナでは、頻繁にアンテナの向きを修正する必要が生じる。その場合、これを適切に行わなければ
重大なデータの欠損を招く恐れがある。そこで、本観測においては、これによるデータ欠損の危険性を回避できることと、
作業の簡素化を図るため、無指向性のブラウンアンテナを使用することにした。
アンテナで受信した信号はプリアンプにより信号強度を増幅した後、同軸ケーブルで受信機まで伝達される。今回の
観測においては、1 本のブラウンアンテナからプリアンプを介して受信卓まで 1 系統の同軸ケーブルを敷きプリアンプ
給電ユニットに接続し、そこから T 字 3 股ジャックに短い同軸ケーブルを 3 本接続したものを取り付け、受信信号を 2
系統に分岐することにした。分岐された信号はそれぞれ異なる受信機へ入力され、両方の受信機でデータ受信を行った。
このように 2 系統の受信機を用いて観測を行ったのは、互いにバックアップを行うという事に加えて、今回の観測は非
常にひっ迫した放球スケジュールになる事が予想されたので、状況によっては周波数をずらした 2 つのゾンデによる同
時観測を可能にするためである。
本来であれば、アンテナから同軸ケーブル、受信機、データ受信 PC まで全てにバックアップを準備することが望ましい。
また受信機に入力される信号強度の観点からも、独立な 2 本のアンテナを設置し、それぞれ独立なプリアンプと同軸ケー
ブルを使用した方が望ましい。しかし今回は、使用可能なアンテナを 1 本しか準備できなかったこと、アンテナから受
信機までの距離が長く、準備していた 15 m の同軸ケーブル 1 本では長さが不足したため 2 系統分 2 本の同軸ケーブルを
連結し長さ 30 m の 1 本のケーブルとして使用せざるを得なかったことから、上記のようなケーブル接続となった。
3.2気球放球場所
全ての観測について、気球へのヘリウム充填作業および放球は「白鳳丸」の後部甲板で行われた。この甲板は木製であり、
ささくれて棘状になっている箇所が多数存在していた。そこで気球へのダメージを避けるため、白鳳丸に装備されてい
る畳大のプラスチック製の板を数枚敷き、その上で気球へのヘリウム充填作業を行った。ゴム気球に充填するヘリウムは、
小型クライオサンプラー用のプラスチック製大型気球充填のために後部甲板船首側右舷に設置されたヘリウムカードル
（図 4 の左部、銀色の遮光シートが被せられている）の一部から供給した。
前述のとおり本観測は非常にひっ迫したスケジュールで実施されたので、相対風が微弱ではない状況においても放球
作業を行わざるを得ない事態も想定された。そのような状況に対応するため、以下のような放球の段取りを考えた。1）「白
鳳丸」船尾部の門型フレームを船首側に倒し込む。2）後部甲板中央船尾付近で放球袋を使用して気球へのヘリウム充填
を行う。3）放球直前に船首が風上に向くように操船する。4）放球袋を脱がせ船尾から放球する。しかし、2.1 節に記述
したように幸運にも観測期間全てにわたり地表風が微弱であったため、2 月 6 日の観測以降は門型フレームは船尾側に
倒した状態（図 4、図 5 の状態）で、後部甲板上の任意の場所において放球袋を使用せずに気球へのヘリウム充填作業、
放球が行われた。
図 4 ペルー、 カヤオ港出港直後の 「白鳳丸」 後部甲板の様子。 後部甲板船首側から船尾方向を撮影した。 右舷側に設置されているのがヘリウムカードルであり、 日射による昇温を軽減するため銀色の遮光シートが掛けられている。 船尾の門型フレームは船尾方向に倒されている。
宇宙航空研究開発機構研究開発報告  JAXA-RR-13-01164
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4.使用した観測器と観測経過
ゾンデ観測に使用した測器は、明星電気 RS-06G GPS ゾンデ、Cryogenic Frostpoint Hygrometer (CFH) 水蒸気ゾンデ
（Voemel et al., 2007）、Electrochemical Concentration Cells (ECC) オゾンゾンデ、明星電気・名古屋大学共同開発の二酸化炭
素（CO2）ゾンデ（明星電気株式会社 MCD-10 CO2 Sonde）の 4 種類である。これらは、観測の目的に応じて以下の小節
に記すの 3 つの構成で飛揚された。それぞれの目的や観測経過の詳細について記述する。
4.1 GPS ゾンデによる観測
放球日時：2 月 2 日 9 時 12 分（LT）
使用気球：TOTEX TA300
ヘリウム充填量：約 1.3 m
3/47 L シリンダー 1 本 1 次圧 2.7 MPa 分
GPS ゾンデは今日一般に高層気象観測に用いられている基本的な測器であり、地表から高度 30 km 程度までの気温、
気圧、水平風速と主に対流圏における相対湿度を測定する。本観測で使用された明星電気 RS-06G GPS ゾンデの重さは
約 150 g である。また以下に挙げる全ての構成にこの測器が含まれている。その理由は「白鳳丸」で実施されたゾンデ
観測のすべてが、この測器を介してデータの送信を行っていることによる。このゾンデは電波を発するためラジオゾン
デとも呼ばれる。この GPS ゾンデ単体による観測は、本観測において以下の目的を持って実施された。
1）設置した受信系設備で問題なくデータ受信可能かを他の特殊な測器を用いた観測を開始する前にチェックする。
2）使用するゴム気球はヘリウム充填完了時で直径 1 m 程度と比較的小さなものであるので、ヘリウム充填および放球
作業が簡単である。そこでまずは放球手順の確認を行いながら作業を行い、同時に気球放球作業を補助してもらう予定
のメンバーにゴム気球観測についてのレクチャーを行う。
3）ゾンデ観測と同期間に行われる小型クライオサンプラーによる成層圏大気採取実験は、サンプラーを回収する事が
必須である。このため、事前にサンプラーの航跡予測を行い、サンプラーが回収可能な地点に着水するかどうかを確認
する必要がある。今回の「白鳳丸」実験において、航跡予測は気象庁予報部数値予報課提供の全球モデルデータ（水平
解像度 20 km）および米国環境予測センター（NCEP）から無償ダウンロードすることのできる Global Forecast System (GFS)
データ（水平解像度 0.5 度）を用いて宇宙科学研究所大気球実験室の支援により実施される。この気球航跡予測は中高
緯度においては十分な実績があるが、赤道域における実験は今回が初めてであり、赤道域においても十分な精度で予測
できるかどうか確認する必要があった。そのため、予測航跡と GPS ゾンデの実際の航跡とを比較して、サンプラー回収
に必要な航跡予測精度を発揮できるかどうかを確認する。
図 5 気球観測の行われた KH12-1 航海を終え、 KH12-2 航海に向けホノルルから東京に向け出港する白鳳丸。 荒天に備えるためヘリウムカードルは後部甲板船首側中央部に移動されている。
大気球研究報告65
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上記のような目的のため、本観測においては、本来は行うべきである放球前の測器のグランドチェック（主として湿
度センサーの精度の確認を行う）は、オペレーション簡素化のため行っていない。飛揚後、データの受信は順調に行わ
れ高度約 22 km までの気温、ジオポテンシャル高度、気圧、東西風、南北風、相対湿度を観測する事ができた。同時に
GPS による位置情報も得られ、航跡予測が赤道域においても十分高い精度を保つ事が確認された（図 6）。
4.2CFH 水蒸気ゾンデ＋ ECC オゾンゾンデ＋ GPS ゾンデによる観測
放球日時：2 月 3 日 10 時 56 分（1 回目）、2 月 7 日 13 時 37 分（2 回目）（LT）
使用気球：TOTEX TA1200
ヘリウムガス充填量：約 5.6 m
3/47 L シリンダー 1 本 1 次圧 12 MPa 分（1 回目）、および約 5.2 m
3/ 同 11 MPa 分（2 回目）。
2 回実施されたこの構成による観測は、熱帯域における水蒸気・オゾン同時観測を継続している Soundings of Ozone 
and Water in the Equatorial Region（SOWER： Fujiwara et al., 2010, Hasebe et al., 2013, Inai et al, 2013）プロジェクトの一環
として実施された。一般に水蒸気は対流圏で多く成層圏では微量であり、オゾンは対流圏より成層圏に多量に存在する。
この両者を観測する事で、対流圏−成層圏間の物質輸送・混合過程を明らかにする手掛かりとなる。
CFH 水蒸気ゾンデは、コロラド大学、アメリカ海洋大気局（NOAA）により、成層圏における水蒸気量を測定するた
めに開発された鏡面冷却型水蒸気センサーである。この測器は、地表から成層圏までの全ての高度域について露点ある
いは霜点温度を高い精度で測定することが可能である。測定原理を以下に記述する。1）冷媒により鏡面を冷却しその鏡
面に露 / 霜を付着させる。2）鏡面に生じた露 / 霜の量は鏡面に反射させた光の反射強度によりモニターされる。3）デジ
タルコントローラー制御のヒーターにより、鏡面の露 / 霜の量が一定に保たれるように鏡面の温度が調節される。つま
り鏡面の温度は気相 - 液相 / 気相 - 固相の相平衡温度、すなわち露点 / 霜点温度に保たれる。4）露点 / 霜点温度は大気の
水蒸気分圧に依存するため、経験的換算式（例えば Goff and Gratch, 1946; List, 1984）により大気中の水蒸気量が算出さ
れる。測定精度については、± 0.5 K 程度で、水蒸気混合比に換算すると、水蒸気が最も少なく相対的に誤差の大きくな
る高度 17 km 付近において約 9% である（Voemel et al, 2007）。
ECC オゾンゾンデは、濃度の異なるヨウ化カリウム水溶液の入った 2 つの化学セルと、大気を吸引し一方のセル内に
外気を導入するためのポンプで構成される。これらは保温のため発泡スチロール製の筐体に収められている。吸引され
た大気中に含まれるオゾン分子はセル内のヨウ化カリウムと化学反応し起電力を発生させる。この時発生した電流の値
を測定する事で、吸引した大気中に含まれるオゾン分子の数を算出するという仕組みである。観測精度は上部対流圏 /
下部成層圏領域で約 10% である（Smit et al., 2007）。
図 6 航跡予測 （破線） と実際のゾンデ航跡 （実線） の比較。 航跡予測には NCEP による放球前日2 月 1 日 6 時 （UT） の解析値を初期値として計算された 2 月 2 日 18 時 （UT） における予測値を使用。 同心円は 10 km 間隔で放球地点が中心である。
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CFH 水蒸気ゾンデと RS-06G GPS ゾンデを組み合わせる場合の問題として、CFH に搭載された鏡面ヒーターコイルに
より発生していると思われる電波が GPS ゾンデの GPS アンテナに干渉し、GPS 信号を受信できなくなる事例が事前に
報告されていた。この問題を回避するために、CFH と GPS ゾンデを出来るだけ遠ざけるように配置した（図 7；CFH ヒー
ターコイル部と GPS ゾンデの距離は 70 cm 程度である）。ECC オゾンゾンデは通常、前日までにすべき準備の他に、観
測本番に使用するヨウ化カリウム水溶液の注入など観測当日に行うべき準備がある。「白鳳丸」における 2 回の観測につ
いては、観測当日の作業の簡素化を図るために前日の夜に、本来観測日にすべき ECC の準備、GPS ゾンデへのケーブル
接続、CFH 水蒸気ゾンデも合わせたパッキングと全センサーの動作確認を行った。
CFH 水蒸気ゾンデ観測には冷媒（CHF3）を使用する。この冷媒は室温で気体（1 気圧における沸点は約− 80℃）であり、
「白鳳丸」観測においては小型のシリンダー（直径 10 cm 長さ 40 cm 程度）2 本（合わせて観測 2 回分）に封入し、船内
に持ち込んだ。液体状態の冷媒を CFH に注入するためには、事前に− 80℃程度まで冷却しておく必要がある。そのため
には、− 79℃程度であるドライアイスにより冷却する方法もあるが、「白鳳丸」では、以下のような手順で冷却を行った。
1）乗船後すぐにシリンダーを− 20℃の冷凍庫に格納し予冷した。2）さらに観測前日の夜に− 80℃の超低温冷凍庫に格納
し目的の温度まで冷却した。この際、熱容量の大きな− 20℃の冷媒を超低温冷凍庫に格納することで、一時的に庫内を
昇温させ超低温保管された各試料やドライアイスに悪影響を与える事が心配されたが、そのような影響は実質的に見ら
れなかった。冷媒の CFH への注入については、気球へのヘリウム充填完了後、シリンダーの栓を開け、事前に規定注入
量である 300 cc の箇所に印を付けておいた真空断熱容器に注ぎ入れ、真空断熱容器から CFH に注ぎ入れた。
冷媒を CFH 水蒸気ゾンデに注入した後は、放球前最終のデータチェックを行い、速やかに放球した（図 8）。1 回目、
2 回目観測ともに概ね良好なデータを取得できたが、高度 20 km 以上で霜点温度データに大きな機械的ノイズが見られた。
この原因はコントローラーの不調によるものと思われるが詳細は不明である。
4.3CO2 ゾンデ＋ GPS ゾンデによる観測
放球日時：2 月 5 日 17 時 30 分（1 回目）、2 月 6 日 17 時 14 分（2 回目）、2 月 8 日 17 時 29 分（3 回目）（LT）
使用気球：TOTEX TA1200
ヘリウムガス充填量：約 5.6 m
3/ 浮力錐を用いて純浮力 1200 g 分（3 回全て）。
CO2 ゾンデは二酸化炭素による吸収線のある 4.3 μm と吸収線のない 4.0 μm の 2 波長を用いて光学セル内に導入され
た空気に含まれる二酸化炭素分子の数密度を測定する測器である。この光学センサーに導入される空気は電磁バルブに
より、予め濃度測定された高濃度標準ガス、外気、同じく低濃度側標準ガス、外気と 40 秒毎に切り替えられ、このサイ
クルを繰り返す。高濃度側、低濃度側それぞれの標準ガスはアルミ製テドラーバッグに 8 L 封入される。このうち、4 L
程度は放球前の試運転などで消費され、放球時には 3.6 – 4 L 程度の標準ガスが搭載される仕様になっている。ゾンデの
図 7 組み立て途中の CFH 水蒸気ゾンデ （左側） と ECC オゾンゾンデ。 オゾンゾンデの右側には GPSゾンデが仮付けされている。 CFH の白色発泡スチロール部が鏡面冷却用冷媒容器となっている。
大気球研究報告67
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上昇に伴う気圧の低下で標準ガスが膨張するため、放球時の標準ガス搭載量と上昇速度を規定通りに調整する事が重要
である。なお上昇速度は 3 m/s 程度である事が望ましい。高濃度側、低濃度側、2 つの標準ガス濃度は東北大学で検定さ
れ、濃度はそれぞれ 404.44 ppmv と 384.32 ppmv であった。標準ガスが封入されたテドラーバッグは発泡スチロール製の
容器に収納され、同じく発泡スチロール製筐体に格納されたセンサー部と一緒に飛揚される（図 9）。
1 回目の観測について、放球直後からデータ不良となり、観測は失敗に終わった。その原因としては、光学センサー
部の不具合または光学センサーに空気を導入するホースの接続不良の可能性が考えられる。
2 回目の観測については、CO2 ゾンデは正常に働いたが、放球直後に GPS センサーが明らかに誤った位置情報を示す
ようになり、地表から高度約 7400 m までのジオポテンシャル高度、気圧、東西風速、南北風速のデータを取得する事が
出来なかった。それ以上の高度については GPS センサーの機能が正常に回復し GPS によるデータを取得する事ができ
た。GPS データ異常時のデータについては以下のように復元した。まず、高度 7500 m に達するまでにかかった時間から、
放球直後から高度 7500 m までの気球上昇速度を、暫定的に 2.6 m/s で一定と仮定し高度データを復元した。次に、大気
のスケールハイトを 7684.7 m の一定値と仮定することで気圧データを復元した。以上により、GPS データ不良時の二酸
化炭素混合比の鉛直プロファイルを復元することができた。
3 回目の観測については、全て正常に動作し地表から高度 8000 m 程度までの二酸化炭素濃度鉛直プロファイルを得る
事ができた。
図 9 放球直前の CO2 ゾンデ。 標準ガスコンテナ （下部の大きな発泡スチロール製箱） の上面にCO2 ゾンデ本体と GPS ゾンデが取付けられている。
図 8 CFH 水蒸気ゾンデ＋ ECC オゾンゾンデ＋ GPS ゾンデ放球直前の様子。 放球は現地時間で 2012年 2 月 7 日 13 時 37 分に行われた。
宇宙航空研究開発機構研究開発報告  JAXA-RR-13-01168
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2012 年 2 月 2 日から 2 月 7 日にかけて、東部太平洋赤道上において EqPOS 航海中の「白鳳丸」をプラットフォーム
とした合計 6 回のゾンデ観測が実施された。これらは、同期間に「白鳳丸」にて大気球を用いて行われた 4 回の小型ク
ライオサンプラーによる成層圏大気採取実験時の気象学的データを取得する目的で実施された。一部の機器の不調によ
る観測の失敗もあったが、オペレーション自体はほぼ完遂する事ができた。観測船では同じ航海中に様々な大気・海洋
観測が並行して実施される場合が多い。今回の観測経験から、船上における気球観測では、同乗の研究者や船の乗員と
積極的に意見交換し、他の観測との兼ね合いを事前によく吟味しておく事が非常に重要であった。これを行う事で、別
の観測にシップタイムが割り当てられている期間においても、その観測がゴム気球放球と干渉しないものであれば、人
員さえ工面すれば気球放球が可能になり、観測機会を大幅に増やす事ができる。本観測により、複数の大気微量成分が
ほぼ同時期に現場観測された。今後、今回得られた各微量成分濃度すなわち化学的な知見と各種客観解析データから得
られる力学的場を合わせて解析する事で、赤道域対流圏および成層圏における大気輸送過程の解明に貢献できると考え
本気球観測実施にあたり、非常に過密な船舶運航スケジュールの中、最大限の成果が得られるようにスケジュールを調
整していただきました東京大学大気海洋研究所古谷浩志博士と、水蒸気ゾンデの冷媒冷却のため超低温冷凍庫を使用さ
せていただきました北海道大学大学院地球環境科学研究院亀山宗彦助教に感謝します。清野船長をはじめ、ヘリウム充
填装置のホースの延長工作をしていただきました機関長、アンテナの設置や放球の段取りなどについて助言・助力をい
ただきました一等航海士など「白鳳丸」乗組員の皆様、そして自身の観測で忙しい中、積極的に本観測作業に参加して
いただきました研究者、学生の皆様に感謝します。CO2 ゾンデ観測については名古屋大学松見豊教授、同じく大内麻衣
氏にサポートしていただきました。OLR data は NOAA web page、ERA-interim data は ECMWF web page より取得しました。
図 1 の作図には GFD-DENNOU Library を使用しました。「白鳳丸」観測中の気球航跡予測にはクライオ気球実験に対す
る協力依頼により気象庁予報部数値予報課から全球モデルデータを提供していただきました。図 6 は宇宙科学研究所大
気球実験室井筒直樹助教に提供して頂きました。匿名の査読者 2 名から有益で建設的なコメントを頂きました。
Reference
Fujiwara, M., H. Voemel, F. Hasebe, M. Shiotani, S.-Y. Ogino, S. Iwasaki, N. Nishi, T. Shibata, K. Shimizu, E. Nishimoto, J. M. 
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