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青空偏光は人類の宝物

はじめに:
 青空は綺麗に澄み切ったときに強い青空偏光を放つ。大気汚染や地球温暖化がすすむと青空は白く濁り、更には黒く濁る。すると、青空偏光は急減します。既に、青空偏光を失った国や地域も多く見られます。まさに、青空偏光は人類の宝物です。また、青空偏光は中級環境大気の健康のバロメーターです。われわれ人類は青空偏光を観測し、地球環境大気の健康度を監視していく必要があります。

1.青空偏光の数値観測:
 我々は浜松市の佐鳴湖西岸で、ここ4年、1年365日、毎日、青空偏光を数値観測しています。得られたデータをグラフに表し、情報処理して青空偏光の気象データの特徴を示すヒストグラムも作成しております。

2.日本の空の青空偏光度:
 春先は春霞で青空は白く濁り、青空偏光度は低い値をとります。6月のツユに入りますと長雨で平均青空偏光度は最低になります。7月は回復し、8月になると台風、大雨で偏光度はゼロの日がありますが、台風一過の晴天で青空偏光はあがります。9,10月の秋になりますと、秋晴れの日が増え、青空偏光は上昇に転じます。11、12、1、2月、の冬に入りますとカラカラ天気で青空は澄み切り、青空偏光は最高の値をとります。また、集中豪雨で空気が綺麗に洗われ、かつ、フェーン現象で湿っ気も抜けますと、特に高い青空偏光度が観測されます。即ち、青空偏光の値で青空の綺麗さが、おおまかに6種類に分類できることが分かります。青空偏光度の気象データが数値で表現でき、分類されることが明らかになりました。

3.青空偏光度の数値観測:
 カメラ露出計と偏光フィルターがあれば誰でも青空偏光度が簡単に測定できます。毎日測定すれば、青空の綺麗さの季節変化、年変化が分かります。世界の青空偏光を測定すれば、世界の青空の綺麗さを数値で示す世界数値マップが作成できます。我々人類に貴重な情報を与えてくれます。希望者には理論解説書と観測表を差し上げています。

4.海外の青空偏光度数値観測:
 世界で一番美しい青空を求め、また、青空の美しさの世界数値マップを作成すべく、年3回程度、海外にでかけ、青空偏光度を観測しております。ただ、滞在日数が10日前後と少ないため充分なデータの収集は困難です。皆様のご協力をお願いするしだいです。

5.青空偏光気象観測所:
 我々は毎日、午前7時から30分程度、浜松市の佐鳴湖西岸の時計台公園で、定点・定時観測をしております。近所にお住まいの方は、是非、ご参加ください。

   写真:静大の雑誌、佐鳴、の表紙に採用されたもの

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理論解説書:青空偏光の数値観測法


1.青空偏光の意味:
 空気分子に太陽光が当たるとレイリー散乱(電子共鳴散乱、双極子の振動による光散乱)される。散乱は光の波長の4乗に反比例する。即ち、波長の短い青色は強く散乱される。そのため、空は青く見える。散乱強度は太陽光強度に比例し、空気分子の密度と厚みに比例する。青空が完全に綺麗で純粋であれば太陽から離角90度からは
100パーセントの偏光偏光のシグナルがやってくる。大気汚染物や水蒸気が含まれると、混合物の密度、大きさ、厚みに比例した青空偏光の遮断による減少が起きる。曇天の時は青空偏光はゼロである。

2.青空偏光の位置、方向、幅:
 太陽からの離角90度の方向から最高強度の青空偏光がやってくる。角度幅は約60度である。青空偏光の位置は太陽から90度の同心円上に帯状に分布する。日の出、日の入り、の時は、青空偏光は全天を2分する、天の川状に分布する。真昼には山際にフラフープ状に分布する。太陽の動きと共に移動する。

3.青空偏光度測定器:
 測定の精度は落ちますが、カメラの露出計を用いますと、小、中、高、大学生、一般人、等、万人に活用できますので、すこぶる値打ちがあります。カメラの自動露出を利用しますと、光強度はシャッツター速度に比例し、絞りの2乗に比例します。偏光の最大強度を狙うため、太陽から90度方向にむけることと、例えば、画角が狭い300mの
望遠レンズが必要です。

4.偏光度の理論式:
 空からくる光I0は自然光Inと偏光Ipの和からなります。偏光フィルターをカメラにつけ、偏光フィルターを回転させて偏光が通過する時の最高強度I1と偏光をカットしたときの最低強度I2、および、偏光フィルターなしのときの光強度I0、を測定すれば青空偏光度が求まります。ここで、自然光が偏光フィルターを通過する割合をRとし、偏光フィルターが同じ偏光方向を向いた偏光を通過させる割合をCとします。定数RとCで補正する必要がありますが、定数なので最初は1とみなしても大丈夫です。ここに、青空偏光度Hは次式で与えられます。H=(I1-I2)/I0/C

5.実際の測定:
 毎日、測定すれば、青空の美しさの経時変化、季節変化、地域変化、世界の分布が測定できます。その有益性は計り知れません。画期的です。是非、人類の宝物である美しい空を守るため、青空偏光の数値測定にみんなで参加すべきであると思われます。測定希望者はご連絡下さい。

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