Том 25, номер 10, статья № 9

Аннотация:

Рассматриваются два возможных механизма стратосферного управления концентрацией и динамикой озона в тропосфере. Первый осуществляется через модуляцию общим содержанием озона потока ультрафиолетового излучения, поступающего в тропосферу и запускающего здесь фотохимические процессы. Второй - через прямой перенос из стратосферы озона, который будет являться "затравкой" для фотолиза и началом тех же процессов генерации озона, но уже в тропосфере. Показано, что в районе Томска проявляются оба механизма управления стратосферным озоном приземной его концентрации. При этом управление через ультрафиолетовый поток определяет амплитудную модуляцию, а перенос из стратосферы в тропосферу - временную.

Ключевые слова:

атмосфера, воздух, озон, стратосфера

Список литературы:

1. Grewe V. The origin of ozone // Atmos. Chem. Phys. 2006. V. 6, N 6. P. 1495-1511.
2. Белан Б.Д. Озон в тропосфере. Томск: Изд-во ИОА СО РАН, 2010. 488 с.
3. Crutzen P.J., Zimmermann P.H. The changing photochemistry of the troposphere // Tellus. 1991. V. 43, N 4. P. 136-151.
4. Bruhl C., Crutzen P.J. On the disproportional role of troposphere ozone as a filter against solar UV-B radiation // Geophys. Res. Lett. 1989. V. 16, N 7. P. 703-706.
5. Madronich S. Trends and predictions in global UV // Global Environ. Change. NATO ASI. Berlin: Springer-Verlag, 1993. Series 1. V. 8. P. 463-471.
6. Krzyscin J.W. Total ozone influence on the surface UV-B radiation in the late spring-summer 1963-1997: An analysis of multiple time scales // J. Geophys. Res. D. 2000. V. 105, N 4. P. 4993-5000.
7. Casale G.R., Meloni D., Miano S., Palmieri S., Siani A.M. Solar UV-B irradiance and total ozone in Italy: Fluctuations and trends // J. Geophys. Res. D. 2000. V. 105, N 4. P. 4895-4901.
8. Sabziparvar A.A., de F. Forster P.M., Shine K.P. Changes in ultraviolet radiation due to stratospheric and tropospheric ozone change since preindustrial times // J. Geophys. Res. D. 1998. V. 103, N 20. P. 26107-26113.
9. Bronniman S., Neu U. A possible photochemical link between stratospheric and near-surface ozone on swiss mountain sites in late winter // J. Atmos. Chem 1998. V. 31, N 3. P. 299-319.
10. Белан Б.Д., Зуев В.В., Скляднева Т.К., Смирнов С.В., Толмачев Г.Н. О роли суммарного озона в фотохимическом образовании его тропосферной части // Оптика атмосф. и океана. 2000. Т. 13, № 10. С. 928-932.
11. Аршинов М.Ю., Белан Б.Д., Давыдов Д.К., Ковалевский В.К., Плотников А.П., Покровский Е.В., Скляднева Т.К., Толмачев Г.Н. Автоматический пост для мониторинга малых газовых составляющих атмосферного воздуха // Метеорол. и гидрол. 1999. № 3. С. 110-118.
12. Бондаренко М.А., Баженов О.Е., Гришаев М.В. Результаты сравнения данных космической аппаратуры TOMS и наземной озонометрии // Оптика атмосф. и океана. 2006. Т. 19, № 9. С. 780-783.
13. Баженов О.Е. Долговременные тренды изменений общего содержания озона по данным наземных (Томск: 56,48° с.ш., 85,05° в.д.) и спутниковых измерений // Оптика атмосф. и океана. 2011. Т. 24, № 9. С. 770-774.
14. Белан Б.Д. Тропосферный озон. Palmarium Academic Publishing. Saarbrucken, Germany, 2012. 552 с.
15. Dutsch H.U. Vertical ozone distribution on global scale // Pure Appl. Geophys. 1978. V. 116, N 2/3. P. 511-529.
16. Dobson G.M.B., Brewer A.W. Meteorology of lower stratosphere // Proc. Roy. Soc. London. 1945. V. 185, N 1001. P. 144-175.
17. Holton J.R., Haynes P.H., Mc Intyre M.E., Douglass A.R., Rood R.B., Pfister L. Stratosphere-Troposphere exchange // Rev. Geophys. 1995. V. 33, N 4. P. 403-409.
18. Fabian P., Pruchnilwicz P.G., Zand A. Transport and Austauschvorgange in der Atmosphare // Naturwissen. 1971. V. 58, N 11. P. 541-546.
19. Homeyer C.R., Bowman K.P., Pan L.L., Atlas E.L., Gao R.-S., Campos T.L. Dynamical and chemical characteristics of tropospheric intrusions observed during START08 // J. Geophys. Res. 2011. V. 116, D06111, doi:10.1029/2010JD015098.
20. Fadnavis S., Chakraborty T., Beig G. Seasonal stratospheric intrusion of ozone in the upper troposphere over India // Ann. Geophys. 2010. V. 28, N 11. P. 2149-2159.
21. Bonich H., Engel A., Birner Th., Hoor P., Tarasick D.W., Ray E.A. On the structural changes in the Brewer-Dobson circulation after 2000 // Atmos. Chem. Phys. 2011. V. 11, N 8. P. 3937-3948.
22. Collins W.J., Derwent R.G., Garnier B., Johnson C.E., Sanderson M.G. Effect of stratosphere-troposphere exchange on the future tropospheric ozone trend // J. Geophys. Res. D. 2003. V. 108, N 12, 8528, doi:10.1029/2002JD002617.
23. Okamoto K., Sato K., Akiyoshi H. A study on the formation and trend of the Brewer-Dobson circulation // J. Geophys. Res. 2011. V. 116, D10117, doi:10.1029/ 2010JD014953.
24. Danielsen E.F. Stratospheric-tropospheric exchange based on radioactivity, ozone and potential vorticity // J. Atmos. Sci. 1968. V. 25, N 5. P. 502-518.
25. Shapiro M.A. A multiple structures frontal sone jet-cream system as revealed by meteorologically instrumented aircraft // Mont. Weat. Rev. 1974. V. 103, N 3. P. 244-253.
26. Ray E.A., Rosenlof K.H., Richard D., Parrish D., Jakoubek R. Distributions of ozone in the region of the subtropical jet: An analysis of in situ aircraft measurements // J. Geophys. Res. 2004. V. 109, D08106, doi: 10.1029/2003JD004143.
27. Cooper O.R., Stohl A., Hubler G., Hsie E.Y., Parrish D.D., Tuck A.F., Kiladis G.N., Oltmans S.J., Johnson B.J., Shapiro M., Moody J.L., Lefohn A.S. Direct transport of midlatitude stratospheric ozone into the lower troposphere and marine boundary layer of the tropical Pacific Ocean // J. Geophys. Res. 2005. V. 110, D23310, doi: 10.1029/2005JD005783.
28. Еланский Н.Ф. О механизме воздействия струйного течения на озонный слой // Изв. АН СССР. Физ. атмосф. и океана. 1975. Т. 1, № 9. С. 916-925.
29. Еланский Н.Ф., Трутце Ю.Л. Некоторые особенности распределения общего содержания озона и двуокиси азота в атмосфере по наблюдениям с самолета // Изв. АН СССР. Физ. атмосф. и океана. 1979. Т. 15, № 1. С. 119-121.
30. Белан Б.Д. Влияние струйных течений на распределение оптически активных компонент воздуха в свободной атмосфере. Препр. / ИОА СО АН СССР (Томск). 1981. № 33. 56 с.
31. Белан Б.Д. Влияние струйных течений на изменение озона в их зоне // Атмосферный озон. Л.: Гидрометеоиздат, 1987. С. 270-274.
32. Waugh D.W. Impact of potential vorticity intrusions on subtropical upper tropospheric humidity // J. Geophys. Res. 2005. V. 110, D11305, doi: 10.1029/2004JD005669.
33. Karpechko A., Lukyanov A., Kyro E., Khaikin S., Korshunov L., Kivi R., Vomel H. The water vapour distribution in the Arctic lowermost stratosphere during the LAUTLOS campaign and related transport processes including stratosphere-troposphere exchange // Atmos. Chem. Phys. 2007. V. 7, N 1. P. 107-119.
34. Hintsa E.J., Boering K.A., Weinstein M., Podolske J.R., Margitan J.J., Bui T.P. Troposphere-to-stratosphere transport in the lowermost stratosphere from measurements of H2O, CO2, N2 O and O3 // Geophys. Res. Lett. 1998. V. 25, N 14. P. 2655-2658.
35. Elbern H., Hendricks J., Ebel A. A Climatology of tropopause fold by global analyses // Theor. Appl. Climatol. 1998. V. 59, N 3-4. P. 181-200.
36. Krzyscin J., Krizan P., Jaroslawski J. Long-term changes in the tropospheric column ozone from the ozone soundings over Europe // Atmos. Environ. 2007. V. 41, N 3. P. 606-616.
37. Follette-Cook M.B., Hudson R.D., Nedoluha G.E. Classification of Northern Hemisphere stratospheric ozone and water vapor profiles by meteorological regime // Atmos. Chem. Phys. 2009. V. 9, N 16. P. 5989-6003.
38. Винниченко Н.К., Пинус Н.З., Шметер Р.М., Шур Г.Н. Турбулентность в свободной атмосфере. Л.: Гидрометеоиздат, 1976. 286 с.
39. Исаев А.А. Статистика в метеорологии и климатологии. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1988. 245 с.
40. Кобзарь А.И. Прикладная математическая статистика. Для инженеров и научных работников. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2006. 816 с.
41. Васильев А.В., Мельникова И.Н. Методы прикладного анализа результатов натурных измерений в окружающей среде. СПб.: БГТУ, 2009. 369 с.
42. Дженкинс Г., Ваттс Д. Спектральный анализ и его приложения. Вып. 2. М.: Мир, 1972. 386 с.
43. Фортус М.И. Анализ корреляционных связей между временными рядами с помощью фазового спектра// Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2007. Т. 43, № 5. С. 555-568.
44. Torrence G., Compo G.P. A practical guide to wavelet analysis // Bull. Amer. Meteorol. Soc. 1998. V. 79, N 1. P. 61-78.
45. Астафьева Н.М. Вейвлет-анализ: основы теории и примеры применения // Успехи физ. наук. 1996. Т. 166, № 11. С. 1145-1170.
46. Белан Б.Д. Тропосферный озон. 7. Стоки озона в тропосфере // Оптика атмосф. и океана. 2010. Т. 23, № 2. С. 108-127.
47. Маховер З.М. Климатология тропопаузы. Л.: Гидрометеоиздат, 1983. 254 с.
48. Воробьев В.И. Синоптическая метеорология. Л.: Гидрометеоиздат, 1991. 616 с.