Tác động của các sự ấm đột ngột trong tầng bình lưu mạnh đến ozone trong tầng bình lưu giữa theo quan sát sóng milimét

Pleiades Publishing Ltd - Tập 57 - Trang 361-368 - 2017
S. V. Solomonov1, E. P. Kropotkina1, S. B. Rozanov1, A. N. Ignat’ev1, A. N. Lukin1
1Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia

Tóm tắt

Bài báo này báo cáo dữ liệu nghiên cứu về sự biến đổi trong hàm lượng ozone ở tầng bình lưu giữa trên Moscow dựa trên các quan sát bước sóng milimét trong thời gian diễn ra một loạt các đợt ấm đột ngột trong tầng bình lưu giữa mùa đông đã xảy ra trong hai thập kỷ qua. Mối quan hệ giữa ozone với sóng hành tinh và cường độ của xoáy lạnh ở tầng bình lưu đã được thiết lập. Phân bố theo chiều dọc của ozone đã được theo dõi bằng một máy quang phổ nhạy cảm cao với dải sóng hai milimet. Các hiện tượng phát hiện được về hàm lượng ozone thấp tương đối kéo dài trong tháng 12 ở các kỳ lạnh nửa năm đã xem xét có liên quan đến biên độ cao hơn của sóng hành tinh với n = 1. Những hiện tượng như vậy đã diễn ra trước sự phát triển của các đợt ấm đột ngột mạnh giữa mùa đông, mà, theo đó, đã đi kèm với sự gia tăng đáng kể hàm lượng ozone trong tháng 1. Sự phong phú ozone này có liên quan đến biên độ thấp hơn của sóng với n = 1 và biên độ cao hơn của sóng với n = 2, đồng thời đi kèm với sự gia tăng geopotential Hc.v. ở trung tâm xoáy lạnh. Các đặc điểm cụ thể của sự biến đổi trong hàm lượng ozone dưới ảnh hưởng của các quá trình khí quyển lớn không chỉ được quan sát trong các kỳ lạnh nửa năm nhất định mà còn được nhìn thấy rõ trong mô hình trung bình tổng quát cho các mùa đông có sự ấm lên đột ngột mạnh.

Từ khóa

#ozone #tầng bình lưu #đợt ấm đột ngột #sóng hành tinh #sự phong phú ozone #khí quyển

Tài liệu tham khảo

BADC. http://badc.nerc.ac.uk/view/badc.nerc.ac.uk__ATOM__dataent_ASSIM. Bekoryukov, V.I., Bugaeva, I.V., Glazkov, V.N., Zhadin, E.A., Kiryushov, B.M., Tarasenko, D.A., and Fedorov, V.V., Interrelation of variations in the total ozone content in the extratropical latitudes of the Northern Hemisphere with the parameters of a stratospheric circumpolar cyclone, Izv., Atmos. Ocean. Phys., 2001, vol. 37, no. 6, pp. 757–763. Draxler, R.R. and Rolph, G.D., HYSPLIT (HYbrid Single- Particle Lagrangian Integrated Trajectory) Model, 2013. http://ready.arl.noaa.gov/HYSPLIT.php. Fernandez, S., Rüfenacht, R., Kämpfer, N., Portafaix, T., Posny, F., and Payen, G., Results from the validation campaign of the ozone radiometer GROMOS-C at the NDACC station of Réunion island, Atmos. Chem. Phys., 2016, vol. 16, pp. 7531–7543. doi 10.5194/acp-16-7531-2016 Gaikovich, K.P., Kropotkina, E.P., and Solomonov, S.V., Vertical ozone profile determination from groundbased measurements of atmospheric millimeter-wave radiation, Izv., Atmos. Ocean. Phys., 1999, vol. 35, no. 1, pp. 78–86. Krasil’nikov, A.A., Kulikov, Yu.Yu., Mazur, A.B., Ryskin, V.G., Serov, N.V., Suvorov, E.V., Fedoseev, L.I., and Shvetsov, A.A., Microwave sounding of ozone and other atmospheric trace gases, in Fizika mikrovoln (Physics of Microwaves), IPF RAN, 1999, vol. 1, pp. 171–178. Manney, G.L., Santee, M.L., Rex, M., et al., Unprecedented Arctic ozone loss in 2011, Nature, vol. 478, no. 7370, pp. 469–475. doi 10.1038/nature10556 Manney, G.L., Lawrence, Z.D., Santee, M.L., Livesey, N.J., Lambert, A., and Pitts, M.C., Polar processing in a split vortex: Arctic ozone loss in early winter 2012/2013, Atmos. Chem. Phys., 2015, vol. 15, pp. 5381–5403. doi 10.5194/acp-15-5381-2015 Nash, E.R., Newman, P.A., Rosenfield, J.E., and Shoerberl, M.R., An objective determination of the polar vortex using Ertel’s potential vorticity, J. Geophys. Res., 1996, vol. 101, no. D5, pp. 9471–9478. Smyshlyaev, S.P., Pogorel’tsev, A.I., Galin, V.Ya., and Drobashevskaya, E.A., Influence of wave activity on the composition of the polar stratosphere, Geomagn. Aeron. (Engl. Transl.), 2016, vol. 56, no. 1, pp. 95–109. Solomonov, S.V., Gaikovich, K.P., Kropotkina, E.P., Rozanov, S.B., Lukin, A.N., and Ignat’ev, A.N., Remote sensing of atmospheric ozone at millimeter waves, Radiophys. Quantum Electron., 2011, vol. 54, no. 2, pp. 102–110. Solomonov, S.V., Kropotkina, E.P., Rozanov, S.B., Ignat’ev, A.N., and Lukin, A.N., Changes in the vertical ozone distribution over Moscow during the 2012–2013 sudden stratospheric warming, Kratk. Soobshch. Fiz. FIAN, 2014, no. 3, pp. 8–19. Solomonov, S.V., Kropotkina, E.P., Rozanov, S.B., Ignat’ev, A.N., and Lukin, A.N., Peculiarities in interannual ozone variations in the middle stratosphere over Moscow according to millimeter-wave observations, Kratk. Soobshch. Fiz. FIAN, 2016, no. 2, pp. 53–58. Tao, M., Konopka, P., Ploeger, F., Grooß, J.-U., Müller, R., Volk, C.M., Walker, K.A., and Riese, M., Impact of the 2009 major sudden stratospheric warming on the composition of the stratosphere, Atmos. Chem. Phys., 2015, vol. 15, pp. 8695–8715. doi 10.5194/acp-15-8695-2015 Wang, W., Tian, W., Dhomse, S., Xie, F., Shu, J., and Austin, J., Stratospheric ozone depletion from future nitrous oxide increases, Atmos. Chem. Phys., 2014, vol. 14, pp. 12967–12892. doi 10.5194/acp-14-12967-2014 World Meteorological Organization (WMO) Scientific Assessment of Ozone Depletion 2014, Global Ozone Research and Monitoring Project, Report no. 55, Geneva: World Meteorological Organization, 2014.