Общее содержание озона и его связь с тропопаузой в Арктике на примере станции Нарьян-Мар

Тропопауза представляет собой область, изучение которой чрезвычайно актуально. Информация о динамических, химических и радиационных связях между стратосферой и тропосферой имеет первостепенное значение, поскольку даже незначительные изменения в этих взаимодействующих слоях могут повлечь за собой серьезные глобальные климатические последствия. [1-4]. Такой обмен влияет на содержание стратосферного озона, тропосферное загрязнение и глобальное потепление.
В настоящее время также актуально исследование тропосферного озона. Озон играет ключевую роль в химических и фотохимических процессах в тропосфере, и истощение озонового слоя вызывает существенные изменения в радиационном балансе земной атмосферы. Исследование взаимосвязи динамики тропопаузы и ОСО может служить критерием изменчивости регионального климата.
Для получения информации об ОСО использовались данные измерения прибора OMI спутника AURA c сервера, принадлежащего Национальному управлению по воздухоплаванию и исследованию космического пространства США (NASA) [5,6].
Анализ взаимосвязи высоты тропопаузы и ОСО в летний период времени (июнь-август) на станции Нарьян-Мар проводился с использованием данных за период 2012-2020 гг.
Выявлено что в данный период на станции Нарьян-Мар значения ОСО варьировали в пределах от 245 до 416 еД. , тропопауза отмечена на 5738 м. (июнь 2019 г.) и 13447 м. (июль 2014 г.) [7-9].
В период с 2012 по 2019 годы среднее количество ОСО колебалось, но в целом наблюдается некоторая тенденция к увеличению, особенно по сравнению с начальным значением 2012 года.
В 2012 году среднее количество ОСО равно 305 еД. (минимальное количество 270 еД. – максимальное 352 еД.), в 2013 г. – 365 еД. (от 265 до 396 еД.), 2014 г. – 316 еД, (261 - 273 еД.), 2015 г. – 331 еД. (270 – 382 еД.), 2016 г. – 302 еД., (267 – 354 еД.), 2017 г. – 312 еД. ( 244 – 395 еД.), 2018 г. – 320 еД. (267 – 416 еД.), 2019 г – 327 еД. (275 – 409 еД.).
В целом, за рассматриваемый период (2012-2019 гг.) среднее количество ОСО демонстрировало относительную стабильность с колебаниями. Выделяется 2013 год как пиковый по среднему значению, а 2014 год – как год с наименьшей вариативностью. В последние годы (2017-2019) наблюдается тенденция к увеличению среднего количества ОСО, при этом максимальные значения достигали достаточно высоких отметок.
Средний годовой корреляционный коэффициент в Нарьян-Маре равен -1, что показывает обратную зависимость между высотой тропопаузы и ОСО.
Установлено, что максимальное общее содержание озона (ОСО) в рассматриваемый период коррелировало с повышением нижней границы тропопаузы по сравнению со средними показателями. В то время как в верхней тропосфере состав озона и его распределение в течение года остаются неизменными, изменения ОСО, по-видимому, происходят в нижней стратосфере и вызываются динамическими процессами в атмосфере. Именно атмосферная динамика определяет положение тропопаузы: более высокая тропопауза сопровождается снижением ОСО.