Журнал «Оптика атмосферы и океана»

Том 27, номер 06, статья № 6

Груздев А. Н. Оценка эффектов извержения вулкана Пинатубо в стратосферном содержании O₃ и NO₂ с учетом вариаций уровня солнечной активности. // Оптика атмосферы и океана. 2014. Т. 27. № 06. С. 506–514. PDF
Скопировать ссылку в буфер обмена

Аннотация:

По данным спутниковых измерений концентрации озона с помощью приборов SBUV, SBUV-2 и результатам наземных измерений общего содержания NO₂ на сети NDACC получены оценки воздействий извержения влк. Пинатубо и вариаций уровня солнечной активности на стратосферное содержание О₃ и NO₂. Уменьшение содержания NO₂ в результате извержения влк. Пинатубо на разных станциях составило от 19 до 34%, при этом уменьшение содержания NO₂ в Южном полушарии (ЮП) в целом несколько больше, чем в Северном полушарии (СП). Уменьшение концентрации О₃ в нижней стратосфере внетропических широт СП (~ 10%), наоборот, намного больше, чем в ЮП. Максимальное процентное уменьшение концентрации озона ~ 22% выявлено в окрестности уровня 10 гПа (32 км) на 10–15° ю.ш. Эффект 11-летнего солнечного цикла в стратосферном озоне в общих чертах симметричен относительно экватора. Высотные максимумы отклика О₃ на солнечный цикл выявлены на высотах 50–55, 35–40 и ниже 25 км. Изменения концентрации О₃ в этих слоях обычно заключены в пределах нескольких процентов. В отклике NO₂ на 11-летний солнечный цикл выявлены существенные межполушарные различия. Содержание NO₂ в фазе максимума солнечной активности на большей части станций ЮП обычно меньше, чем в фазе минимума. Содержание NO₂ в низких и средних широтах СП чаще выше во время максимума солнечной активности, чем во время минимума. Изменения содержания NO₂ в солнечном цикле обычно заключены в пределах 5%.

Ключевые слова:

озон, NO2, влк. Пинатубо, солнечная активность

Список литературы:

1. Robock A. Volcanic eruptions and climate // Rev. Geophys. 2000. V. 38, N 2. P. 191–219.
2. Johnston P.V., McKenzie R.L., Keys J.G., Matthew W.A. Observations of depleted stratospheric NO2 following the Pinatubo volcanic eruption // Geophys. Res. Lett. 1992. V. 19, N 2. P. 211–213.
3. Chandra S. Changes in stratospheric ozone and temperature due to the eruption of Mt. Pinatubo // Geophys. Res. Lett. 1993. V. 20, N 1. P. 33–36.
4. Hofmann D.J., Oltmans S.J., Komhyr W.D., Harris J.M., Lathrop J.A., Langford A.O., Deshler T., Johnson B.J., Torress A., Matthews W.A. Ozone loss in the lower stratosphere over the United States in 1992–1993: Evidence for heterogeneous chemistry on the Pinatubo aerosol // Geophys. Res. Lett. 1994. V. 21, N 1. P. 65–68.
5. Grant W.B., Browell E.V., Fishman J., Brackett V.J., Veiga R.E., Nganga D., Minga A., Cros B., Butler C.F., Fenn M.A., Long C.S., Stowe L.L. Aerosol-associated changes in tropical stratospheric ozone following the eruption of Mount Pinatubo // J. Geophys. Res. D. 1994. V. 99, N 4. P. 8197–8211.
6. Rinsland C.P., Gunson M.R., Abrams M.C., Lowes L.L., Zander R., Mahieu E., Goldman A., Ko M.K.W., Rodriguez J.M., Sze N.D. Heterogeneous conversion of N2O5 to HNO3 in the post-Mount Pinatubo eruption stratosphere // J. Geophys. Res. D. 1994. V. 99, N 4. P. 8213–8219.
7. Solomon S., Sanders R.W., Jakoubek R.O., Arpag K.H., Stephens S.L., Keys J.G., Garcia R.R. Visible and near-ultraviolet spectroscopy at McMurdo Station, Antarctica. 10. Reductions of stratospheric NO2 due to Pinatubo aerosols 1994 // J. Geophys. Res. D. 1994. V. 99, N 2. P. 3509–3516.
8. Elokhov A.S., Gruzdev A.N. Estimation of tropospheric and stratospheric NO2 from spectrometric measurements of column NO2 abundances // Proc. SPIE. 1995. V. 2506. P. 444–454.
9. Di Sarra A., Cacciani M., Fiocco G., Fuà D., Jørgensen T.S., Knudsen B., Larsen N., Mikkelsen I.S. Ozone and aerosol correlated observations at Thule, Greenland, in the period 1991–1994 // J. Geophys. Res. D. 1995. V. 100, N 12. P. 25965–25977.
10. Ansmann A., Wagner F., Wandinger U., Mattis I., Görsdorf U., Dier H.-D., Reichardt I. Pinatubo aerosol and stratospheric ozone reduction: Observations over Central Europe // J. Geophys. Res. D. 1996. V. 101, N 13. P. 18775–18785.
11. Mickley L.J., Abbatt J.P.D., Frederik J.E., Russell J.M., III. Response of summertime odd nitrogen and ozone at 17 mbar to Mount Pinatubo aerosol over the southern midlatitudes: Observations from the Halogen Occultation Experiment // J. Geophys. Res. D. 1997. V. 102, N 19. P. 23573–23582.
12. Van Roozendael M., De Mazière M., Hermans C., Simon P.C., Pommereau J.-P., Goutail F., Tie X.X., Brasseur G., Granier C. Ground-based observations of stratospheric NO2 at high and midlatitudes in Europe after the Mount Pinatubo eruption // J. Geophys. Res. D. 1997. V. 102, N 15. P. 19171–19176.
13. Angell J.K. Impact of El Chichon and Pinatubo on ozonesonde profiles in north extratropics // Geophys. Res. Lett. 1998. V. 25, N 24. P. 4485–4488.
14. De Mazière M., Van Roozendael M., Hermans C., Simon P.C., Demoulin P., Roland G., Zander R. Quantitative evaluation of the post-Mount Pinatubo NO2 reduction and recovery, based on 10 years of Fourier transform infrared and UV-visible spectroscopic measurements at Jungfraujoch // J. Geophys. Res. D. 1998. V. 103, N 9. P. 10849–10858.
15. Liley J.B., Johnston P.V., McKenzie R.L., Thomas A.J., Boyd I.S. Stratospheric NO2 variations from a long time series at Lauder, New Zealand // J. Geophys. Res. D. 2000. V. 105, N 9. P. 11633–11640.
16. Груздев А.Н. Широтная зависимость вариаций стратосферного содержания NO2 // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2008. Т. 44, № 3. С. 345–359.
17. Gruzdev A.N. Latitudinal structure of variations and trends in stratospheric NO2 // Int. J. Remote Sens. 2009. V. 30, N 15–16. P. 4227–4246.
18. Koike M., Jones N.B., Matthews W.A., Johnston P.V., McKenzie R.L., Kinnison D., Rodriguez J. Impact of Pinatubo aerosols on the partitioning between NO2 and HNO3 // Geophys. Res. Lett. 1994. V. 21, N 7. P. 597–600.
19. Tie X.X., Brasseur G. The response of stratospheric ozone to volcanic eruptions: Sensitivity to atmospheric chlorine loading // Geophys. Res. Lett. 1995. V. 22, N 22. P. 3035–3038.
20. Груздев А.Н. Оценка влияния 11-летнего цикла солнечной активности на содержание озона в стратосфере // Геомагнет. и аэроном. 2014. Т. 54, № 4.
21. Елохов А.С., Груздев А.Н. Измерения общего содержания и вертикального распределения NO2 на Звенигородской научной станции // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2000. Т. 36, № 6. С. 831–846.
22. Gruzdev A.N., Elokhov A.S. Variability of stratospheric and tropospheric nitrogen dioxide observed by visible spectrophotometer at Zvenigorod, Russia // Int. J. Remote Sens. 2011. V. 32, N 11. P. 3115–3127.
23. Thomason L.W., Poole L.R., Deshler T. A global climatology of stratospheric aerosol surface area density deduced from Stratospheric Aerosol and Gas Experiment II measurements: 1984–1994 // J. Geophys. Res. D. 1997. V. 102, N 7. P. 8967–8976.
24. Bauman J.J., Russell P.B., Geller M.A., Hamill P. A stratospheric aerosol climatology from SAGE II and CLAES measurements: 2. Results and comparison, 1984–1999 // J. Geophys. Res. D. 2003. V. 108, N 13. 4383. DOI: 10.1029/2002JD002993.
25. Aquila V., Oman D., Stolarski R., Douglass A.R., Newman P.A. The response of ozone and nitrogen dioxide to the eruption of Mt. Pinatubo at southern and northern midlatitudes // J. Atmos. Sci. 2013. V. 70, N 3. P. 894–900.
26. Randel W.J., Wu F., Russell J.M. III, Waters J.W., Froidevaux L. Ozone and temperature changes in the stratosphere following the eruption of Mount Pinatubo // J. Geophys. Res. D. 1995. V. 100, N 8. P. 16753–16764.
27. Poberaj C.S., Staehelin J., Brunner D. Missing stratospheric ozone decrease at southern hemisphere // J. Atmos. Sci. 2011. V. 68, N 9. P. 1922–1945.
28. Beig G., Saraf N., Peshin S.K. Evidence of the Pinatubo volcanic eruption on the distribution of ozone over the tropical Indian region // J. Geophys. Res. D. 2002. V. 107, N 23. 4674. DOI: 10.1029/2002JD002337.