Воздействие солнечной активности на малые газовые составляющие в стратосфере Антарктики

В настоящее время установлено, что естественный азотно-окисной цикл вносит наибольший вклад в разрушение стратосферного озона [1]. Поэтому, химические преобразования двуокиси азота в стратосфере являются важным фактором динамики атмосферы и процессов переноса энергии. Также, активно обсуждается механизм воздействия солнечной активности на стратосферные процессы, есть мнение, что двуокись азота в этом процессе является важным промежуточным звеном [2]. Поскольку большинство исследований на эту тему носит характер моделирования, то несомненный интерес и актуальность представляют результаты натурных измерений.
Данная работа посвящена результатам натурных измерений стратосферного озона и двуокиси азота в воздухе Антарктики в период 6-й Белорусской Антарктической экспедиции (25.01.2014 - 28.02.2014). Измерения проводились дистанционным оптическим методом при помощи регистрации рассеянного солнечного излучения из зенита неба в сумерки, прибором MARS-B (разработка ННИЦ МО БГУ, Минск, Беларусь). Обработка результатов измерений производилась при помощи метода DOAS [3] (дифференциальная оптическая абсорбционная спектроскопия) с целью восстановления дифференциальных наклонных толщ (DSCD) озона и двуокиси азота.
Полученный ряд данных DSCD содержит в себе информацию о вертикальном распределении озона и двуокиси азота в стратосфере. Для сопоставления наблюдаемых вариаций исследуемых малых газовых составляющих в стратосфере с параметрами солнечной активности, исследовались ряды данных значений Kp-индекса и параметров солнечных вспышек, таких как: количество солнечных пятен, фоновый и максимальный поток для различных диапазонов гамма-лучей: 0.5 - 4 А и 1.0 - 8.0 А, а также поток протонов с энергиями до 100 МэВ. Было замечено, что протонный поток от Солнца уменьшает концентрацию двуокиси азота в тропосфере, что в свою очередь приводит к увеличению концентрации озона и подъему озонового слоя. Данное наблюдение может являться частью глобального механизма преобразования событий солнечной активности в атмосферные процессы на Земле.