Український антарктичний журнал

№ 2 (2020): Український антарктичний журнал
Articles

Оцінка тренду зональної асиметрії в розподілі загального вмісту озону над Антарктикою за допомогою вимірювань TOMS та моделей CCMVal-2

PDF (English)
  • Д. Сіддавей,
  • А. Клекочук,
  • С. П. Олександр,
  • А. Грицай,
  • Г. Міліневський,
  • Р. Даргавілл,
  • О. Іваніга,
  • О. Євтушевський
Д. Сіддавей
Університет Ла-Тробе, Бундора, 3086, Австралія
А. Клекочук
Австралійський антарктичний департамент, Кінгстон, 7050, Австралія 3 Університет Мельбурна, Мельбурн, 3053, Австралія
С. П. Олександр
Австралійський антарктичний департамент, Кінгстон, 7050, Австралія
А. Грицай
Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, 01601, Україна
Г. Міліневський
Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, 01601, Україна; Державна установа Національний антарктичний науковий центр МОН України, Київ, 01601, Україна
Р. Даргавілл
Університет Мельбурна, Мельбурн, 3053, Австралія
О. Іваніга
Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, 01601, Україна
О. Євтушевський
Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, 01601, Україна
DOI: https://doi.org/10.33275/1727-7485.2.2020.652
Опубліковано December 29, 2020
Ключові слова
  • Антарктика,
  • асиметрія,
  • CCMVal-2,
  • зміна клімату,
  • озон,
  • стратосфера
    • ...Більше
    Менше
Як цитувати
Сіддавей, Д., Клекочук, А., Олександр, С. П., Грицай, А., Міліневський, Г., Даргавілл, Р., Іваніга, О., & Євтушевський, О. (2020). Оцінка тренду зональної асиметрії в розподілі загального вмісту озону над Антарктикою за допомогою вимірювань TOMS та моделей CCMVal-2. Український антарктичний журнал, (2), 50-58. https://doi.org/10.33275/1727-7485.2.2020.652

Авторське право (c) 2020 Український антарктичний журнал

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Анотація

У статті досліджено сезонні тенденції зональної асиметрії в розподілі загального вмісту озону (ЗВО) в квазістаціонарній хвилі на південних полярних широтах. Ми оцінили і порівняли сезонні тенденції в змінах квазістаціонарної хвилі у ЗВО, використовуючи дані супутникового спектрометра TOMS (Total Ozone Mapping Spectrometer) для картографування ЗВО та другу версію валідації хіміко-кліматичної моделі (CCMVal-2). Модельні зсуви фази по довготі в асиметрії просторового розподілу озону загалом узгоджуються із зсувами фази по довготі на схід, що спостерігалися в історичному періоді 1979–2005 рр. Проте в окремих сезонах існують занижені значення таких довготних зсувів. Представлено майбутні тенденції в зональній асиметрії від одинадцяти моделей CCMVal-2 до 2100 року. Вони демонструють появу зворотних (західних) майбутніх фазових довготних зсувів, головним чином влітку у Південній півкулі. Отримані результати узгоджуються з попередніми дослідженнями і підкреслюють, що загальний довготний зсув фази на схід/захід обумовлений як змінами парникових газів, так і виснаженням/відновленням озонового шару. Зміна парникових газів зумовлює основний довгостроковий зсув на схід, який посилюється (сповільнюється або змінюється) в період південної весни та влітку за рахунок виснаження озонового шару (відновлення). Тенденції в асиметрії ЗВО зумовлені загальним посиленням стратосферного зонального потоку, який завдяки існуванню асиметрії антарктичного континенту витісняє квазістаціонарну хвилю-1 і впливає на просто ро вий розподіл ЗВО. Результати роботи будуть корисними для прогнозування сезонних аномалій озонової діри та довгострокових змін місцевих тенденцій зміни ЗВО, впливу ультрафіолетового  випромінювання на біологічну про дуктивність Південного океану та на регіональний клімат, на який впливає зонально-асиметрична озонова діра.

PDF (English)

Посилання

  1. Agosta, E. A. & Canziani, P. O. (2011). Austral Spring Stratospheric and Tropospheric Circulation Interannual Variability. Journal of Climate, 24(11), 2629–2647. https://doi.org/10.1175/2010jcli3418.1
  2. Ashok, K., Behera, S. K., Rao, S. A., Weng, H., & Yamagata, T. (2007). El Niño Modoki and its possible teleconnection. Journal of Geophysical Research, 112(C11), Article C11007. https://doi.org/10.1029/2006JC003798
  3. Bodeker, G. E. & Scourfield, M. W. J. (1995). Planetary waves in total ozone and their relation to Antarctic ozone depletion. Geophysical Research Letters, 22(21), 2949–2952. https://doi.org/10.1029/95GL01778
  4. Deppeler, S. L., & Davidson, A. T. (2017). Southern Ocean phytoplankton in a changing climate. Frontiers in Marine Science, 4, Article 40. https://doi.org/10.3389/fmars.2017.00040
  5. Domeisen, D. I. V., Garfinkel, C. I., & Butler, A. H. (2019). The teleconnection of El Niño Southern Oscillation to the stratosphere. Reviews of Geophysics, 57(1), 5–47. https://doi.org/10.1029/2018RG000596
  6. Evtushevsky, O. M., Grytsai, A. V., & Milinevsky, G. P. (2019). Decadal changes in the central tropical Pacific teleconnection to the Southern Hemisphere extratropics. Climate Dynamics, 52, 4027–4055. https://doi.org/10.1007/s00382-018-4354-5
  7. Eyring, V., Cionni, I., Bodeker, G. E., Charlton-Perez, A. J., Kinnison, D. E., Scinocca, J. F., Waugh, D. W., Akiyoshi, H., Bekki, S., Chipperfield, M. P., Dameris, M., Dhomse, S., Frith, S. M., Garny, N., Gettelman, A., Kubin, A., Langematz, U., Mancini, E., Marchand, M., ... & Yamashita, Y. (2010). Multi-model assessment of stratospheric ozone return dates and ozone recovery in CCMVal-2 models. Atmospheric Chemistry and Physics, 10, 9451–9472. https://doi.org/10.5194/acp-10-9451-2010
  8. Grytsai, A. V., Evtushevsky, O. M., Agapitov, O. V., Klekociuk, A. R., & Milinevsky, G. P. (2007). Structure and longterm change in the zonal asymmetry in Antarctic total ozone during spring. Annales Geophysicae, 25, 361–374. https://doi.org/10.5194/angeo-25-361-2007
  9. Grytsai, A., Klekociuk, A., Milinevsky, G., Evtushevsky, O., & Stone, K. (2017). Evolution of the eastward shift in the quasistationary minimum of the Antarctic total ozone column. Atmospheric Chemistry and Physics, 17, 1741–1758. https://doi.org/10.5194/acp-17-1741-2017
  10. Hassler, B., Bodeker, G. E., Solomon, S., & Young, P. J. (2011). Changes in the polar vortex: Effects on Antarctic total ozone observations at various stations. Geophysical Research Letters, 38(1), Article L01805. https://doi.org/10.1029/2010GL 045542
  11. Hobbs, W. R. & Raphael, M. N. (2007). A representative time-series for the Southern Hemisphere zonal wave 1. Geophysical Research Letters, 34(5), Article L05702. https://doi.org/10.1029/2006gl028740
  12. Ialongo, I., Sofieva, V., Kalakoski, N., Tamminen, J., & Kyrölä, E. (2012). Ozone zonal asymmetry and planetary wave characterization during Antarctic spring. Atmospheric Chemistry and Physics, 12, 2603–2614. https://doi.org/10.5194/acp12-2603-2012
  13. Kravchenko, V. O., Evtushevsky, O. M., Grytsai, A. V., Klekociuk, A. R., Milinevsky, G. P., & Grytsai, Z. I. (2012). Quasistationary planetary waves in late winter Antarctic stratosphere temperature as a possible indicator of spring total ozone. Atmospheric Chemistry and Physics, 12(6), 2865–2879. https://doi.org/10.5194/acp-12-2865-2012
  14. Lin, P., Fu, Q., & Hartmann, D. L. (2012). Impact of tropical SST on stratospheric planetary waves in the Southern Hemisphere. Journal of Climate, 25(14), 5030–5046. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-11-00378.1
  15. Milinevsky, G., Evtushevsky, O., Klekociuk, A., Wang, Y., Grytsai, A., Shulga, V., & Ivaniha, O. (2020). Early indications of anomalous behaviour in the 2019 spring ozone hole over Antarctica. International Journal of Remote Sensing, 41(19), 7530–7540. https://doi.org/10.1080/2150704X.2020.1763497
  16. Morgenstern, O., Giorgetta M. A., Shibata, K., Eyring V., Waugh, D. W., Shepherd, T. G., Akiyoshi, H., Austin, J., Baumgaertner, A. J. G., Bekki, S., Braesicke, P., Brühl, C., Chipperfield, M. P., Cugnet, D., Dameris. M., Dhomse, S., Frith, S. M., Garny, H., Gettelman, A., … & Yamashita, Y. (2010). Review of the formulation of present-generation stratospheric chemistry-climate models and associated external forcings. Journal of Geophysical Research, 115(D3), Article D00M02. https://doi.org/10.1029/2009JD013728
  17. Moustaoui, M., Teitelbaum, H., & Valero, F. P. J. (2003). Vertical displacements induced by quasi-stationary waves in the Southern Hemisphere stratosphere during spring. Monthly Weather Review, 131(10), 2279–2289. https://doi.org/10.1175/1520-0493(2003)131<2279:VDIBQW>2.0.CO;2
  18. Siddaway, J. M., Petelina, S. V., Karoly, D. J., Klekociuk, A. R., & Dargaville, R. J. (2013). Evolution of Antarctic ozone in September–December predicted by CCMVal-2 model simulations for the 21st century. Atmospheric Chemistry and Physics, 13, 4413–4427. https://doi.org/10.5194/acp-13-4413-2013
  19. Thompson, D. W. J., Solomon, S., Kushner, P. J., England, M. H., Grise, K. M., & Karoly, D. J. (2011). Signatures of the Antarctic ozone hole in Southern Hemisphere surface climate change. Nature Geoscience, 4, 741–749. https://doi.org/10.1038/NGEO1296
  20. Turner, J., Hosking, J. S., Bracegirdle, T. J., Phillips, T. & Marshall, G. J. (2017). Variability and trends in the Southern Hemisphere high latitude, quasi-stationary planetary waves. International Journal of Climatology, 37(5), 2325–2336. https://doi.org/10.1002/joc.4848
  21. Quintanar, A. I. & Mechoso, C. R. (1995). Quasi-stationary waves in the Southern Hemisphere. Part I: observational data. Journal of Climate, 8(11), 2659–2672. https://doi.org/10.1175/1520-0442(1995)008<2659:QSWITS>2.0.CO;2
  22. Wirth, V. (1993). Quasi-stationary planetary waves in total ozone and their correlation with lower stratospheric temperature. Journal of Geophysical Research, 98(D5), 8873–8882. https://doi.org/10.1029/92JD02820
  23. Yang, C, Li, T, Dou, X, & Xue, X. (2015). Signal of central Pacific El Niño in the Southern Hemispheric stratosphere during austral spring. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 120(22), 11438–11450. https://doi.org/10.1002/2015JD023486