Влияние квазидвухлетних колебаний на озоносферу Южного полушария

В [1] показано, что глобальная меридиональная циркуляция изменяет циркуляцию Брюера-Добсона, распространяющуюся от экватора к полюсу, и оказывает воздействие на перераспределение масс озона в Южном полушарии (ЮП). Существенное воздействие в экваториальной области и во внетропических широтах на распространение планетарных волн и перенос газовых примесей, в том числе и озона, оказывают КДК (квазидвухлетние колебания). Современная модель и динамика КДК на основе данных реанализа MERRA-2 (Modern-Era Retrospective Analysis for Research and Applications) описана в работах [2, 3]. Изучение связи квазидвухлетних колебаний и циркуляции озона в нижней стратосфере средних и полярных широт, где существует циркумполярный вихрь (ЦВ) и наблюдается весной Антарктическая озоновая дыра (АОД), является актуальным.
В данной работе изучались пространственно-временные вариации озона в Южном полушарии, с августа по декабрь 1996–2024 гг., в системе ОЦА (общей циркуляции атмосферы) по спутниковым измерениям спектрометров TOMS/Earth probe и OMI/Aura. Спутниковые данные приведены в базе NASA [4, 5]. На основе зональных средних значений ОСО (общего содержания озона) в сентябре-октябре исследуемого периода выявлены межгодовые смещения максимумов озона в двух 5-градусных «кольцах» широт (45°–50° ю.ш.) и (50°–55° ю.ш.), которые находятся в зоне действия циркумполярного вихря. Сопоставлены выявленные максимумы ОСО и данные высотно-временной диаграммы направлений зонального ветра, приведенные в [6].
По ежедневным данным выполнен анализ минимальных значений ОСО в Антарктической озоновой дыре с августа по октябрь исследуемого периода. Отметим, что минимальные значения ОСО в полярной аномалии характеризуют ее «глубину». С помощью метода скользящего среднего определен период изменения параметра «глубина» АОД равный двум годам.
Для оценки связи между максимальными значениями ОСО в циркумполярном вихре и «глубиной» озоновой дыры в Южном полушарии применялся корреляционный анализ. Рассчитывались коэффициенты корреляции R1 между рядами значений мин ОСО и мах ОСО1 (для «кольца» 45°–50° ю.ш.), а также R2 между рядами мин ОСО и мах ОСО2 (для «кольца» 50°–55° ю.ш.). В первом случае R1=0.52, а во втором – R2=0.64.
В результате проведенного анализа показано, что уменьшение ОСО внутри озоновой дыры сопровождается увеличением количества озона в пиковой области циркумполярного вихря. Обнаружены квазидвухлетние колебания общего содержания озона в сентябре-октябре в средних и полярных широтах в 1996–2024 гг. Периоды изменений «глубины» АОД и области с максимумом ОСО в циркумполярном вихре характеризуются квазидвухлетней цикличностью. И, вероятно, обусловлены воздействием квазирегулярных атмосферных колебаний (КДК).