誤差範囲が小さく正確なオゾン吸収断面積の測定方法に変更

2023年2月24日、環境保護庁（EPA）は、現在のオゾン吸収断面積を1.1329×10^-17cm²molecule^-1または304.39 atm^-1cm^-1（誤差範囲0.94 atm^-1 cm^-1）とした推奨測定方法を使った断面積値への更新を提案しています。 新しい値は、以前の値である308atm^-1 cm^-1より1.2%低い値ですが、誤差範囲が0.31%低減されています。コメントは2023年3月27日まで募集されています。ここでは、「背景」「測定値に関する提案内容」「その他の提案内容」について記事になっています。

背景：

1961年、Hearnの文献では、オゾン吸収断面積は1.1476 x10^-17cm²molecule^-1または 308.3 atm^-1cm^-1で、誤差範囲は1.4%とされていました。

1980年代には米国国立標準技術研究所(National Institute of Standards and Technology, NIST)はEPA（United States Environmental Protection Agency、EPA）と共同で、現在のオゾン測定の国際標準を測定する標準参照光度計(Standard Reference Photometer、SRP)を開発しました。SRPは紫外線(UV)測光に基づいており、この計測値で測定された断面値がUVオゾン測定の基準値として使用されます。

現在では、すべてのオゾン分析器の読み取り値は、NIST製のSRPを基準としています。ただし、現在までもオゾン吸収断面積の精度を向上させる努力は続けられており、値の不確実性、つまり誤差範囲を小さくすることが最優先事項になっています。

2016年、フランスの国際度量衡局(Bureau international des poids et mesures、BIPM)の化学および生物学における計量のための諮問委員会(Consultive Committee for Metrology in Chemistry and Biology、CCQM-GAWG)のガス分析ワーキンググループは、タスクグループを招集し、1950年以降に公開されているオゾンの吸収断面積の測定値を検討しました。このタスクグループは、オゾン濃度の測定のためにSRPを含む標準的なUV測光機器を使って測定される断面積値とその誤差範囲の測定を推奨する責任を負っています。

Hodgesらにより2019に発表されたタスクグループの意見内容に基づき、その後の2020年10月にCCQM-GAWGは、国際的な利害関係者グループを招集し、「オゾン吸収断面積の測定方法の変更」を採用するのかについて話し合いました。

そして、いくつかの国際および国内の計量機関、NIST、およびEPAを含む環境機関を代表するこのグループは、UV光度計の測定方法が進歩し改善されたため、2019年のタスクグループが推奨した方法での測定値がより誤差範囲が少ないと判断し、新しい測定方法で測定されたオゾン断面値を採用することに同意しました。

測定値に関する提案内容：

以上の背景より、EPAは「大気中のオゾン測定のための基準測定原理と校正手順」を変更し、標準温度と標準圧力でのオゾン吸収断面積の測定基準値を304.39 atm^-1cm^-1と記載することを提案しています。

この更新されたオゾン吸収断面積の採用により、オゾン濃度の測定値が上昇する可能性はあります。しかし、測定誤差が1.4%から0.31%に低減することから継続的に測定した測定値や今後の予測測定値への影響は少ないと判断しました。EPAは今回「表層のオゾンモニタリング測定の精度を向上させることに同意すること」、「パート50の付録DのUV吸収断面値をより正確な国際的にコンセンサスを得た値へ変更すること」についてコメントを求めています。

その他の提案内容：

EPAは、以上のオゾン濃度の測定値の更新以外に、2つの参考文献の公表日を更新し、更新された断面積の値に関する新しい参考文献を追加しました。また、第6.0 節に誤って配置された図を新しく作られた第7.0 節移動することも提案しています。

全ての提案に対するコメントは、3月27日まで受け付けています。

参考：

大気中のオゾン測定（化学発光法）のための基準測定原理と校正方法