北半球中高纬地区大气臭氧变化趋势及其与极涡强度关系研究

摘要

本文利用1979年1月到2011年12月的欧洲中心再分析资料,选取了4个关键区(北极、东亚、北美和西欧),计算研究了这4个关键区臭氧的变化趋势及其与冬季北极极涡强度变化的相关关系.研究表明:(1)从1979～2011年,北半球4个关键区(北极、东亚、北美和西欧)的臭氧总量呈减少趋势,但是减少的趋势已经减缓;(2)自1993、1994年以来,北半球4个关键区的冬季臭氧总量都为显著的上升趋势,上升趋势最大在北极地区,为1.1577DU/a; (3)当极涡强(弱)年,极圈内和外围的北美部分地区臭氧总量显著减少(增加),向中低纬的涡动动量强(弱),向平流层的涡动热通量弱(强),平流层中下层向极输送弱(强),剩余环流减弱(加强):(4)北极地区平流层中下层的温度趋势变化与东亚、北美和西欧地区不同,其原因与大气辐射过程关系不密切,而主要是动力过程所致,即当极涡减弱时,上传到平流层的涡动热通量增加,造成极区温度增加,进而造成北极臭氧含量的增加;(5)极涡强度减弱,北半球中高纬地区E-P通量散度为辐合,剩余环流加强,将导致该地区得到低纬度臭氧的补充,使得北半球中高纬度臭氧含量增多.