Том 36, номер 04, статья № 9

Варгин П. Н., Фомин Б. А., Семенов В. А. Влияние озоновых мини-дыр в мае 2021 г. и марте 2022 г. на отдельных территориях России на приземную УФ-радиацию по данным спутниковых наблюдений и моделирования. // Оптика атмосферы и океана. 2023. Т. 36. № 04. С. 320–330. DOI: 10.15372/AOO20230409.
Скопировать ссылку в буфер обмена

Аннотация:

С использованием данных спутникового инфракрасного спектрометра AIRS и реанализа NCEP исследуются механизмы формирования озоновых мини-дыр (ОМД) и их влияние на уровни УФ-радиации (УФР) с 22 по 24 мая 2021 г. в средней и южной частях Поволжья, юге Урала и Западной Сибири и с 16 по 18 марта 2022 г. на северо-западе европейской территории России. Формирование этих ОМД обусловлено связанным с антициклоном повышением тропопаузы и переносом обедненных озоном воздушных масс из субтропиков. В первый период в области ОМД с отрицательными аномалиями общего содержания озона (ОСО) до ~ 20% от средних значений с 2003 по 2021 г. положительные аномалии УФР достигали 40–60%, а УФ-индекс увеличился от ~ 6 до ~ 8. Во второй период в области ОМД с отрицательными аномалиями ОСО до ~ -40% положительные аномалии УФР достигли 40–60%, а УФ-индекс увеличился от ~ 1 до ~ 2. Расчеты потоков УФР с помощью оригинальной радиационной модели подтвердили рост УФР в области ОМД, выявленный по спутниковым наблюдениям.
 

Ключевые слова:

озоновые мини-дыры, УФ-радиация, антициклоны, тропосфера

Список литературы:

1. Fioletov V.E. Ozone climatology, trends, and substances that control ozone // Atmosphere Ocean. 2008. N 46:1. P. 39–67.
2. WMO. Executive Summary of Scientific Assessment of Ozone Depletion. 2022. WMO: Geneva, Switzerland, 2022.
3. Barnes P.W., Robson T.M., Neale P.J., Williamson C.E., Zepp R.G., Madronich S., Wilson S.R., Andrady A.L., Heikkilä A.M., Bernhard G.H., Bais A.F., Neale R.E., Bornman J.F., Jansen M.A., Klekociuk A.R., Martinez-Abaigar J., Robinson S.A., Wang Q-W., Banaszak A.T., Häder D.-P., Hylander S., Rose K.C., Wängberg S.-Å., Foereid B., Hou W.-C., Ossola R., Paul N.D., Ukpebor J.E., Andersen M.P., Longstreth J., Schikowski T., Solomon K.R., Sulzberger B., Bruckman L.S., Pandey K.K., White C.C., Zhu L., Zhu M., Aucamp P.J., Liley J.B., McKenzie R.L., Berwick M., Byrne S.N., Hollestein L.M., Lucas R.M., Olsen C.M., Rhodes L.E., Yazar S., Young A.R. Environmental effects of stratospheric ozone depletion, UV radiation, and interactions with climate change: UNEP Environmental Effects Assessment Panel, Update 2021 // Photochem. Photobiol. Sci. 2022. V. 21. P. 275–301.
4. Manney G., Santee M., Rex M., Livesey N., Pitts M., Veefkind P., Nash E., Wohltmann I., Lehmann R., Froidevaux L., Poole L., Schoeberl M., Haffner D., Davies J., Dorokhov V., Gernandt H., Johnson B., Kivi R., Kyrö E., Larsen N., Levelt P., Makshtas A., McElroy C., Nakajima H., Parrondo M., Tarasick D., von der Gathen P., Walker K., Zinoviev N. Unprecedented Arctic ozone loss in 2011 // Nature. 2011. V. 478. P. 469–475.
5. Цветкова Н.Д., Варгин П.Н., Лукьянов А.Н., Кирюшов Б.М., Юшков В.А., Хаттатов В.У. Исследование химического разрушения озона и динамических процессов в стратосфере Арктики зимой 2019–2020 г. // Метеорол. и гидрол. 2021. № 9. С. 70–83.
6. Smyshlyaev S.P., Vargin P.N., Motsakov M.A. Numerical modeling of ozone loss in the exceptional Arctic stratosphere winter–spring of 2020 // Atmosphere. 2021. V. 12. P. 1470.
7. Wohltmann I., von der Gathen P., Lehmann R., Maturilli M., Deckelmann H., Manney G.L., Davies J., Tarasick D., Jepsen N., Kivi R., Lyall N., Rex M. Near-complete local reduction of Arctic stratospheric ozone by severe chemical loss in spring 2020 // Geophys. Res. Lett. 2020. V. 47. P. e2020GL089547. DOI: 10.1029/2020GL089547.
8. Bernhard G.H., Fioletov V.E., Grooß J.-U., Ialongo I., Johnsen B., Lakkala K. Record-breaking increases in Arctic solar ultraviolet radiation caused by exceptionally large ozone depletion in 2020 // Geophys. Res. Lett. 2020. V. 47. P. e2020GL090844.
9. Karpechko A., Backman L., Thölix L., Ialongo I., Andersson M., Fioletov V., Heikkilä A., Johnsen B., Koskela T., Kyrölä E., Lakkala K., Myhre C., Rex M., Sofieva V., Tamminen J., Wohltmann I. The link between springtime total ozone and summer UV radiation in Northern Hemisphere extratropics // J. Geophys. Res. 2013. V. 118. P. 8649–8661.
10. Pinault L., Fioletov V. Sun exposure, sun protection and sunburn among Canadian adults // Statistics Canada, Catalogue No. 82-003-X. Health Reports. 2017. V. 28, N 5. P. 12–19.
11. Gershenwald J.E., Guy G.P. Stemming the rising incidence of melanoma: Calling prevention to action // J. Nat. Cancer Institute. 2015. V. 108, N 1. DOI: 10.1093/jnci/djv381.
12. Злокачественные новообразования в России в 2020 году (Заболеваемость и смертность) / под ред. А.Д. Каприна, В.В. Старинского. М.: Моск. науч.-исслед. онколог. ин-т им. П.А. Герцена, 2021. 252 c.
13. Czerwińska A.E., Krzyścin J.W. Climatological aspects of the increase of the skin cancer (melanoma) incidence rate in Europe // Int. J. Climatol. 2019. V. 40, N 6. P. 3196–3207.
14. Egorova T., Rozanov E., Gröbner J., Hauser M., Schmutz W. Montreal protocol benefits simulated with CCM SOCOL // Atmos. Chem. Phys. 2013. V. 3. P. 3811–3823. Egorova T., Rozanov E., Gröbner J., Hauser M., Schmutz W. Montreal protocol benefits simulated with CCM SOCOL // Atmos. Chem. Phys. 2013. V. 3. P. 3811–3823.
15. Ball W., Alsing J., Mortlock D., Staehelin J., Haigh J., Peter T., Tummon F., Stübi R., Stenke A., Anderson J., Bourassa A., Davis S., Degenstein D., Frith S., Froidevaux L., Roth C., Sofieva V., Wang R., Wild J., Yu P., Ziemke J., Rozanov E. Evidence for a continuous decline in lower stratospheric ozone offsetting ozone layer recovery // Atmos. Chem. Phys. 2018. V. 18. P. 1379–1394.
16. Pommereau J-P., Goutail F., Pazmino A., Lefèvre F., Chipperfield M.P., Feng W., Roozendael M. V., Jepsen N., Hansen G., Kivi R., Bognar K., Strong K., Walker K., Kuzmichev A., Khattatov S., Sitnikova V. Recent Arctic ozone depletion: Is there an impact of climate change? // C. R. Geosci. 2018. V. 350. P. 347–353.
17. Zubov V., Rozanov E., Egorova T., Karol I., Schmutz W. Role of external factors in the evolution of the ozone layer and stratospheric circulation in 21st century // Atmos. Chem. Phys. 2013. V. 13. P. 4697–4706.
18. Чубарова Н.Е., Жданова Е.Ю., Хаттатов В.У., Варгин П.Н. Актуальные проблемы изучение ультрафиолетовой радиации и озонового слоя // Вестн. РАН. 2016. Т. 86, № 9. С. 839–846.
19. Gathen P., Kivi R., Wohltmann I., Salawitch R., Rex M. Climate change favours large seasonal loss of Arctic ozone // Nature Commun. 2021. V. 12. P. 1–17.
20. Vargin P.N., Kostrykin S.V., Volodin E.M., Pogoreltsev A.I., Wei K. Arctic stratosphere circulation changes in the 21st century in simulations of INM CM5 // Atmosphere. 2022. V. 13, N 25. DOI: 10.3390/atmos13010025.
21. James P.M. A Climatology of ozone mini-holes over the Northern Hemisphere // Int. J. Climatol. 1998. V. 18. P. 1287–1303.
22. Peters D., Egger J., Entzian G. Dynamical aspects of ozone mini-hole formation // Meteorol. Atmos. Phys. 1995. V. 55. P. 205–214.
23. Timofeyev Y., Smyshlyaev S., Virolainen Y., Garkusha A.S., Polyakov A.V., Motsakov M.A., Kirner O. Case study of ozone anomalies over northern Russia in the 2015/2016 winter: Measurements and numerical modeling // Ann. Geophys. 2018. V. 36. P. 1495–1505.
24. Ситнов С.А., Мохов И.И. Связь озоновой «мини-дыры» над Сибирью в январе 2016 г. с атмосферным блокированием // Док. РАН. Науки о Земле. 2021. Т. 500, № 1. С. 77–82.
25. Чубарова Н.Е., Тимофеев Ю.М., Виролайнен Я.А., Поляков А.В. Оценки УФ-индексов в периоды пониженного содержания озона над Сибирью зимой – весной 2016 г. // Оптика атмосф. и океана. 2018. Т. 31, № 11. С. 902–905; Chubarova N.E., Timofeev Yu.M., Virolainen Ya.A., Polyakov A.V. Estimates of UV indices during the periods of reduced ozone content over Siberia in winter–spring 2016 // Atmos. Ocean. Opt. 2019. V. 32, N 2. P. 177–179.
26. Ситнов С.А., Мохов И.И. Особенности поля общего содержания озона при атмосферном блокировании над Европейской территорией России летом 2010 г. (по спутниковым данным) // Метеорол. и гидрол. 2016. № 1. С. 41–52.
27. Мохов И.И., Тимажев А.В. Атмосферные блокирования и изменения их повторяемости в XXI веке по расчетам с ансамблем климатических моделей // Метеорол. и гидрол. 2019. № 6. С. 5–16.
28. Barriopedro D., Anto M., Garcia J.A. Atmospheric blocking signatures in total ozone and ozone miniholes // J. Clim. 2010. V. 23. P. 3967–3983.
29. Иванова Н.С., Кузнецова И.Н., Лезина Е.А. Содержание озона над территорией Российской Федерации во втором квартале 2021 г. // Метеорол. и гидрол. 2021. № 8. С. 135–142.
30. Иванова Н.С., Кузнецова И.Н., Лезина Е.А. Содержание озона над территорией Российской Федерации в первом квартале 2022 г. // Метеорол. и гидрол. 2022. № 6. С. 137–143.
31. Acker J.G., Leptoukh G. Online analysis enhances use of NASA Earth Science Data // EOS. Trans. Ame. Geophys. Union. 2007. V. 8, N 2. P. 14–17.
32. Aumann H.H., Chahine M.T., Gautier C., Goldberg M.D., Kalnay E., McMillin L.M., Revercomb H., Rosenkranz P.W., Smith W.L. AIRS/AMSU/HSB on the aqua mission: Design, science objectives, data products, and processing systems // IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 2003. V. 41. P. 253–264.
33. Kalnay E., Kanamitsu M., Kistler R., Collins W., Deaven D., Gandin L., Iredell M., Saha S., White G., Woollen J., Zhu Y., Chelliah M., Ebisuzaki W., Higgins W. The NCEP/NCAR 40-year reanalysis project // Bull. Am. Meteorol. Soc. 1996. V. 77. P. 437–470.
34. Chubarova N., Zhdanova E. Ultraviolet resources over northern Eurasia // J. Photochem. Photobiol. B: Biology. 2022. V. 127. P. 8–51.
35. Zhang H., Wang J., Castro García L., Zeng J., Dennhardt C., Liu Y., Krotkov N.A. Surface erythemal UV irradiance in the continental United States derived from ground-based and OMI observations: Quality assessment, trend analysis and sampling issues // Atmos. Chem. Phys. 2019. V. 19. P. 2165–2181.
36. Vanicek K., Frei T., Litynska Z., Schmalwieser A. UV Index for the Public. Brussels: European Communities, 2000. 26 p.
37. Fitzpatrik T.B. The validity and practicality of sunreactive skin types I through VI // Arch. Dermatol. 1988. V. 124. P. 869–871.
38. WMO. URL: https://www.who.int/ru/news-room/questions-and-answers/item/ultraviolet-(uv)-index.
39. Фомин Б.А., Колокутин Г.Э. Эффективные параметризации поглощения биологически активной УФ-радиации атмосферным озоном // Оптика атмосф. и океана. 2017. Т. 30, № 7. C. 621–627; Fomin B.A., Kolokutin G.E. Effective parameterizations of biologically active UV radiation absorption by atmospheric ozone // Atmos. Ocean. Opt. 2017. V. 30, N 6. P. 495–501.
40. Варгин П.Н., Гурьянов В.В., Лукьянов А.Н., Вязанкин А.С. Динамические процессы стратосферы Арктики зимой 2020–2021 г. // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2021. Т. 57, № 6. C. 651–664.
41. Vargin P.N., Koval A.V., Guryanov V.V. Arctic stratosphere dynamical processes in the winter 2021–2022 // Atmosphere. 2022. V. 13. P. 1550.