Український антарктичний журнал

Том 23 № 2(31) (2025): Український антарктичний журнал
Articles

Поведінка загального вмісту озону в Антарктиці в роки до раптового стратосферного потепління (РСП), під час РСП та після РСП

PDF (English)
  • Жуйсянь Юй,
  • Асен Грицай,
  • Геннадій Міліневський,
  • Олександр Євтушевський,
  • Юлія Юхимчук,
  • Діана Зазубик,
  • Андрій Клекочук
Жуйсянь Юй
Коледж фізики, Міжнародний центр наук майбутнього, Цзілінський університет, м. Чанчунь, 130012, Китай
Асен Грицай
Державна установа Національний антарктичний науковий центр МОН України, м. Київ, 01601, Україна; Київський національний університет імені Тараса Шевченка, м. Київ, 01601, Україна
Геннадій Міліневський
Коледж фізики, Міжнародний центр наук майбутнього, Цзілінський університет, м. Чанчунь, 130012, Китай; Державна установа Національний антарктичний науковий центр МОН України, м. Київ, 01601, Україна; Головна астрономічна обсерваторія Національної академії наук України, м. Київ, 03143, Україна
Олександр Євтушевський
Київський національний університет імені Тараса Шевченка, м. Київ, 01601, Україна
Юлія Юхимчук
Коледж фізики, Міжнародний центр наук майбутнього, Цзілінський університет, м. Чанчунь, 130012, Китай; Головна астрономічна обсерваторія Національної академії наук України, м. Київ, 03143, Україна
Діана Зазубик
Київський національний університет імені Тараса Шевченка, м. Київ, 01601, Україна
Андрій Клекочук
Школа фізики, хімії та наук про Землю, Університет Аделаїди, м. Аделаїда, СА 5005, Австралія
Cover photo: Multi-year (1991–2022) field of atmospheric pressure at mean sea level over the region of study from the paper "Linking weather variability and climatic pressure dipole in the Antarctic region of Amundsen – Bellingshausen – Weddell Seas " by Larysa Pysarenko, Mykhailo Savenets, Denys Pishniak.  
DOI: https://doi.org/10.33275/1727-7485.2.2025.749
Опубліковано December 30, 2025
Ключові слова
  • MSR-2,
  • антарктичні наукові станції,
  • життєвий цикл,
  • загальний вміст озону,
  • планетарні хвилі,
  • раптове стратосферне потепління
    • ...Більше
    Менше
Як цитувати
Юй, Ж., Грицай, А., Міліневський, Г., Євтушевський, О., Юхимчук, Ю., Зазубик, Д., & Клекочук, А. (2025). Поведінка загального вмісту озону в Антарктиці в роки до раптового стратосферного потепління (РСП), під час РСП та після РСП. Український антарктичний журнал, 23(2(31), 30-52. https://doi.org/10.33275/1727-7485.2.2025.749

Авторське право (c) 2025 Український антарктичний журнал

Creative Commons License

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

Анотація

Раптові стратосферні потепління (РСП) – це драматичні події, що характеризуються раптовими та різкими змінами розподілу температури полярної стратосфери, зонального вітру, загального вмісту озону та інших атмосферних параметрів. РСП є звичайним явищем у зимовий сезон у Північній півкулі, але вони рідкісні в стратосфері Антарктики. За весь час спостережень у південній полярній стратосфері спостерігалося лише одне велике РСП (вересень 2002 року). У статті ця подія розглядається разом із попередніми подіями 1988 та 2019 років, які не відповідають визначенню великого РСП, але супроводжувалися значним підвищенням температури та загального вмісту озону, а також уповільненням зонального вітру. Зміни розподілу загального вмісту озону над Антарктикою аналізуються за допомогою даних мультисенсорного реаналізу (MSR-2). Ми побудували й дослідили просторовий розподіл аномалій ЗВО у роки РСП та сусідні з ними. Відзначається значна зональна асиметрія між Західною та Східною півкулями над Антарктидою. У східній антарктичній стратосфері загальний вміст озону збільшується за кілька тижнів до центральної дати потепління, що вказує на передумови для цієї події. Квазіперіодичні коливання, пов’язані з планетарними хвилями, спостерігалися над Східною Антарктидою у 1988 та 2002 роках. Навпаки, загальний вміст озону над Західною Антарктидою не мав чітких ознак до потепління. Потепління мають чітке просторове охоплення: зокрема, подія 1988 року не проникла у внутрішню область стратосферного полярного вихору. У сусідні роки загальний вміст озону був переважно меншим за кліматологічні значення, і ми дійшли висновку, що зниження вмісту озону є найбільш типовим для попередніх років (1987, 2001, 2018).

PDF (English)

Посилання

  1. Baldwin, M., Hirooka, T., O’Neill, A., Yoden, S., Charlton, A. J., Hio, Y., Lahoz, W. A., & Mori, A. (2003). Major stratospheric warming in the Southern Hemisphere in 2002: Dynamical aspects of the ozone hole split. SPARC newsletter, 20, 24–26. https://www.atmosp.physics.utoronto.ca/SPARC/News20/20_Baldwin.html
  2. Butler, A. H., & Gerber, E. P. (2018). Optimizing the definition of a sudden stratospheric warming. Journal of Climate, 31(6), 2337–2344. https://doi.org/10.1175/JCLID-17-0648.1
  3. Butler, A. H., Seidel, D. J., Hardiman, S. C., Butchart, N., Birner, T., & Match, A. (2015). Defining sudden stratospheric warmings. Bulletin of the American Meteorological Society, 96(11), 1913–1928. https://doi.org/10.1175/bams-d-13-00173.1
  4. Butler, A. H., Sjoberg, J. P., Seidel, D. J., & Rosenlof, K. H. (2017). A sudden stratospheric warming compendium. Earth System Science Data, 9(1), 63–76. https://doi.org/10.5194/essd-9-63-2017
  5. Charlton, A. J., & Polvani, L. M. (2007). A new look at stratospheric sudden warmings. Part I: climatology and modeling benchmarks. Journal of Climate, 20(3), 449–469. https://doi.org/10.1175/JCLI3996.1
  6. Eswaraiah, S., Kim, J.-H., Lee, W., Hwang, J., Kumar, K. N., & Kim, Y. H. (2020). Unusual changes in the Antarctic middle atmosphere during the 2019 warming in the Southern Hemisphere. Geophysical Research Letters, 47(19), e2020GL08919. https://doi.org/10.1029/2020GL089199
  7. Hersbach, H., Bell, B., Berrisford, P., Hirahara, S., Horányi, A., Muñoz-Sabater, J., Nicolas, J., Peubey, C., Radu, R., Schepers, D., Simmons, A., Soci, C., Abdalla, S., Abellan, X., Balsamo, G., Bechtold, P., Biavati, G., Bidlot, J., Bonavita, M., ... & Thépaut, J.-N. (2020). The ERA5 global reanalysis. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 146(730), 1999–2049. https://doi.org/10.1002/qj.3803
  8. Holton, J. R., & Tan, H.-C. (1982). The quasi-biennial oscillation in the Northern Hemisphere lower stratosphere. Journal of the Meteorological Society of Japan, Ser. II, 60(1), 140–148. https://doi.org/10.2151/jmsj1965.60.1_140
  9. Jucker, M., Reichler, T., & Waugh, D. W. (2021). How frequent are Antarctic sudden stratospheric warmings in present and future climate? Geophysical Research Letters, 48(11), e2021GL093215. https://doi.org/10.1029/2021GL093215
  10. Kanzawa, H., & Kawaguchi, S. (1990). Large stratospheric sudden warming in Antarctic late winter and shallow ozone hole in 1988. Geophysical Research Letters, 17(1), 77–80. https://doi.org/10.1029/GL017i001p00077
  11. Lim, E.-P., Hendon, H. H., & Thompson, D. W. J. (2018). Seasonal evolution of stratosphere-troposphere coupling in the Southern Hemisphere and implications for the predictability of surface climate. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 123(21), 12002–12016. https://doi.org/10.1029/2018JD029321
  12. Lim, E.-P., Hendon, H. H., Butler, A. H., Thompson, D. W. J., Lawrence, Z. D., Scaife, A. A., Shepherd, T. G., Polichtchouk, I., Nakamura, H., Kobayashi, C., Comer, R., Coy, L., Dowdy, A., Garreaud, R. D., Newman, P. A., & Wang, G. (2021). The 2019 Southern Hemisphere stratospheric polar vortex weakening and its impacts. Bulletin of the American Meteorological Society, 102(6), E1150–E1171. https://doi.org/10.1175/BAMS-D-20-0112.1
  13. Ma, C., Yang, P., Tan, X., & Bao, M. (2022). Possible causes of the occurrence of a rare Antarctic sudden stratospheric warming in 2019. Atmosphere, 13(1), 147. https://doi.org/10.3390/atmos13010147
  14. Newman, P. A., & Nash, E. R. (2005). The unusual Southern Hemisphere stratosphere winter of 2002. Journal of the Atmospheric Sciences, 62(3), 614–628. https://doi.org/10.1175/JAS-3323.1
  15. Niu, Y., Xie, F., & Wu, S. (2023). ENSO Modoki Impacts on the Interannual Variations of Spring Antarctic Stratospheric Ozone. Journal of Climate, 36(16), 5641–5658. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-22-0826.1
  16. Nordström, V. J., & Seppälä, A. (2021). Does the coupling of the semiannual oscillation with the quasi-biennial oscillation provide predictability of Antarctic sudden stratospheric warmings? Atmospheric Chemistry and Physics, 21(17), 12835–12853. https://doi.org/10.5194/acp-21-12835-2021
  17. Schoeberl, M. R. (1988). Dynamics weaken the polar hole. Nature, 336(6198), 420–421. https://doi.org/10.1038/336420a0
  18. Shen, X., Wang, L., & Osprey, S. (2020a). Tropospheric forcing of the 2019 Antarctic sudden stratospheric warming. Geophysical Research Letters, 47(20), e2020GL089343. https://doi.org/10.1029/2020GL089343
  19. Shen, X., Wang, L., & Osprey, S. (2020b). The Southern Hemisphere sudden stratospheric warming of September 2019. Science Bulletin, 65(21), 1800–1802. https://doi.org/10.1016/j.scib.2020.06.028
  20. Vincent, R. A., Kovalam, S., Reid, I. M., Murphy, D. J., & Klekociuk, A. (2022). Southern Hemisphere stratospheric warmings and coupling to the mesosphere-lower thermosphere. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 127(15), e2022JD036558. https://doi.org/10.1029/2022JD036558
  21. Watson, P. A. G., & Gray, L. J. (2014). How does the quasi-biennial oscillation affect the stratospheric polar vortex? Journal of the Atmospheric Sciences, 71(1), 391–409. https://doi.org/10.1175/JAS-D-13-096.1
  22. WMO: Commission for Atmospheric Sciences. (1978). Abridged Final Report of the Seventh Session Manila, 27 February – 10 March (WMO-No. 509). WMO. Retrieved August 22, 2025, from https://library.wmo.int/idurl/4/35601
  23. Yu, R., Grytsai, A., Milinevsky, G., Evtushevsky, O., Klekociuk, A., Shi, Y., Poluden, O., Wang, X., & Ivaniha, O. (2025). Zonal asymmetry in ozone variations over Antarctic stations during the life cycle of sudden stratospheric warmings. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 130(12), e2024JD042896. https://doi.org/10.1029/2024JD042896
  24. Zi, Y., Long, Z., Sheng, J., Lu, G., Perrie, W., & Xiao, Z. (2025a). The sudden stratospheric warming events in the Antarctic in 2024. Geophysical Research Letters, 52(7), e2025GL115257. https://doi.org/10.1029/2025GL115257
  25. Zi, Y., Long, Z., Sheng, J., Lu, G., Perrie, W., & Xiao, Z. (2025b). Cross–seasonal impact of SST anomalies over the tropical central Pacific Ocean on the Antarctic stratosphere. EGUsphere, preprint. https://doi.org/10.5194/egusphere-2025-2990