Том 35, номер 05, статья № 7

Аннотация:

Зимой-весной 2010/2011 и 2019/2020 гг. наблюдались сильнейшие аномалии озонового слоя в стратосфере Арктики за всю историю спутниковых наблюдений. Они были вызваны чрезвычайно сильным и продолжительным стратосферным полярным вихрем, повлекшим беспрецедентное химическое разрушение озона. Анализ данных TEMIS показывает, что относительное отклонение общего содержания озона (ОСО) от многолетнего (2003–2019 гг., за исключением 2011 г.) среднего составило 37–44% в 2011 г. и 45–55% в 2020 г. на станциях наблюдения, расположенных в арктических широтах, и 27–36% в 2011 г. и 27–32% в 2020 г. – в субарктических. По данным Aura MLS, минимальные температуры над Арктикой были на 8–12% ниже нормы в 2011 г. и на 8–13% ниже нормы в 2020 г. Концентрация озона для ст. Алерт падала до 23% от многолетнего среднего на высоте 20 км 22 марта 2011 г. и до 6% на высоте ~ 19 км 15 апреля 2020 г. Детальный корреляционный анализ показал, что отклонения концентраций водяного пара и озона, водяного пара и температуры, озона и температуры от многолетних средних значений сильнее коррелируют в 2020, чем в 2011 г. Корреляции убывают к периферии вихря вследствие обмена воздушными массами между арктическими и средними широтами, а за пределами Северного полярного круга становятся малозначимы.

Ключевые слова:

общее содержание озона, концентрация озона, озоновая аномалия, данные прибора MLS на спутнике Aura, наблюдения TEMIS

Список литературы:

1. Rieder H.E., Polvani L.M. Are recent Arctic ozone losses caused by increasing greenhouse gases? // Geophys. Res. Lett. 2013. V. 40. P. 4437–4441. DOI: 10.1002/grl.50835.
2. Rex M., Salawitch R.J., von der Gathen P., Harris N.R.P., Chipperfield M.P., Naujokat B. Arctic ozone loss and climate change // Geophys. Res. Lett. 2004. V. 31. P. L04116. DOI: 10.1029/2003GL018844.
3. Rex M., Salawitch R.J., Deckelmann H., von der Gathen P., Harris N.R.P., Chipperfield M.P., Naujokat B., Reimer E., Allaart M., Andersen S.B., Bevilacqua R., Braathen G.O., Claude H., Davies J., De Backer H., Dier H., Dorokhov V., Fast H., Gerding M., Godin–Beekmann S., Hoppel K., Johnson B., Kyrö E., Litynska Z., Moore D., Nakane H., Parrondo M.C., Risley Jr. A.D., Skrivankova P., Stübi R., Viatte P., Yushkov V., Zerefos C. Arctic winter 2005: Implications for stratospheric ozone loss and climate change // Geophys. Res. Lett. 2006. V. 33. P. L23808. DOI: 10.1029/2006GL026731.
4. Hu D., Guan Z., Tian W., Ren R. Recent strengthening of the stratospheric Arctic vortex response to warming in the central North Pacific // Nat. Commun. 2018. N 9. P. 1697. DOI: 10.1038/s41467–018–04138–3.
5. Weber M., Arosio C., Feng W., Dhomse S.S., Chipperfield M.P., Meier A., Burrows J.P., Eichmann K., Richter A., Rozanov A. The unusual stratospheric Arctic winter 2019/20: Chemical ozone loss from satellite observations and TOMCAT Chemical Transport Model // J. Geophys. Res.: Atmos. 2021. V. 126. P. e2020JD034386. DOI: 10.1029/2020JD034386.
6. 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., Re 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.
7. Kuttippurath J., Feng W., Müller R., Kumar P., Raj S., Gopikrishnan G.P., Roy R. Exceptional loss in ozone in the Arctic winter/spring of 2019/2020 // Atmos. Chem. Phys. 2021. V. 21. P. 14019–14037. DOI: 10.5194/acp–21–14019–2021.
8. Bazhenov O.E., Nevzorov A.A., Nevzorov A.V., Dolgii S.I., Makeev A.P. Disturbance of the stratosphere over Tomsk prior to the 2018 major sudden stratospheric warming: Effect of ClO dimer cycle // Opt. Mem. Neural Networks. 2021. V. 30, N 2. P. 146–156. DOI: 10.3103/S1060992X21020065.
9. Rao J., Garfinkel C.I. Arctic ozone loss in March 2020 and its seasonal prediction in CFSv2: A comparative study with the 1997 and 2011 cases // J. Geophys. Res.: Atmos. 2020. V. 125. P. e2020JD033524. DOI: 10.1029/2020JD033524.
10. Van der A.R. Tropospheric emission monitoring Internet service, EGU General Assembly 2010. 2–7 May, 2010. Vienna, Austria.
11. Manney G.L., Livesey N.J., Santee M.L., Froidevaux L., Lambert A., Lawrence Z.D., Millan L.F., Neu J.L., Read W.G., Schwartz M.J., Fuller R.A. Record low Arctic stratospheric ozone in 2020: MLS observations of chemical processes and comparisons with previous extreme winters // Geophys. Res. Lett. 2020. V. 47. DOI: 10.1029/2020GL089063.
12. Livesey N., Read W., Froidevaux L., Lambert A., Santee M., Schwartz M., Millán L., Jarnot R., Wagner P., Hurst D., Walker K., Sheese P., Nedoluha G. Investigation and amelioration of long-term instrumental drifts in water vapor and nitrous oxide measurements from the Aura Microwave Limb Sounder MLS and their implications for studies of variability and trends // Atmos. Chem. Phys. 2021. V. 21. P. 15409–15430. DOI: 10.5194/acp–21–15409–2021.
13. Баженов О.Е. Озоновая аномалия зимой–весной 2019–2020 гг. в Арктике и над севером Евразии по данным спутниковых (Aura MLS/OMI) наблюдений // Оптика атмосф. и океана. 2021. Т. 34, № 7. С. 524–529; Bazhenov O.E. Ozone anomaly during winter–spring 2019–2020 in the Arctic and over the north of Eurasia using satellite (Aura MLS/OMI) observations // Atmos. Ocean. Opt. 2021. V. 4, N 6. P. 653–658. DOI: 10.1134/S102485602106004X.
14. Inness A., Chabrillat S., Flemming J., Huijnen V., Langenrock B., Nicolas J., Polichtchouk I., Razinger M. Exceptionally low Arctic stratospheric ozone in spring 2020 as seen in the CAMS reanalysis // J. Geophys. Res.: Atmos. 2020. V. 125, N 23. P. e2020JD033563. DOI: 10.1029/2020JD033563.
15. Solomon S. Stratospheric ozone depletion: A review of concepts and history // Rev. Geophys. 1999. V. 37, N 3. P. 275–316. DOI: 10.1029/1999RG900008.
16. Bazhenov O.E. Increased humidity in the stratosphere as a possible factor of ozone destruction in the Arctic during the spring 2011 using Aura MLS observations // Int. J. Remote Sens. 2019. V. 40, N 9. P. 3448–3460. DOI: 10.1080/01431161.2018.1547449.
17. Smyshlyaev S.P., Vargin P.N., Motsakov M.A. Numerical modeling of ozone loss in the exceptional Arctic stratosphere winter–spring of 2020 // Atmos. 2021. V. 12, N 11. P. 1470.
18. Лукьянов А.Н., Варгин П.Н., Юшков В.А. Лагранжевые исследования аномально устойчивого арктического стратосферного полярного вихря зимой 2019–2020 г. // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2021. Т. 57, № 3. С. 278–285.
19. 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 гг. // Метеорол. и гидрол. 2021. № 9. C. 70–83.
20. Gathen P., Kivi R., Wohltmann I., Salawitch R., Rex M. Climate change favours large seasonal loss of Arctic ozone // Nat. Commun. 2021. N 12. P. 3886. DOI: 10.1038/s41467–021–24089–6.
21. 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 // Atmos. 2022. V. 13, N 1. P. 25. DOI: 10.3390/atmos13010025.