Обзор литературы - Роль вариаций солнечной активности в изменениях состояния приполярной озоносферы весной

Систематические наблюдения за состоянием озоносферы над Антарктикой начались в 50 - х годах ХХ века, после открытия во многих районах Антарктиды стационарных полярных станций. Существенный вклад в развитие представлений о процессах, происходящих в ней, внесли исследования, проведенные по программе Международного геофизического года (1957-1959 гг.). Именно тогда, с использованием прямых инструментальных методов, впервые установлено, что в весенние месяцы ОСО над многими районами Антарктики ощутимо снижается. В том числе, подобное явление в 1957 г., на станции Halley-Bay (Великобритания) (75°S, 26°W), наблюдал Добсон. Тогда же оно было зафиксировано на станции Дюмон - Дюрвиль (Франция) (66,7°S, 140°E) [3].

Как показал анализ результатов озонометрических наблюдений, проводившихся на станциях Мирный (СССР) (66,6°S, 93°E), Новолазаревская (70,8°S, 11,8°E) и Восток (78,5°S, 106,9°E), такие же явления регистрировались на них и ранее - с 1974 года.

Наличие убывающих трендов межгодовых изменений значений ОСО в весенние месяцы было установлено на антарктических станциях: Нalley-Bay (75°S, 26°W) за период (1957-1968 г. г.), Syowa (69°S, 40°E) - с 1965 по 1976 г. и South Pole (90°S) - с 1962 по 1972 г. При этом оказалось, что за 11 лет на первой станции значения ОСО уменьшились на 6,3 %, на второй - 6,6 %, а на третьей станции за 10 лет - на 5,4 % [4].

Пространственную конфигурацию озоновой аномалии над Антарктидой, существующей здесь весной, впервые удалось выявить в ходе международного самолетного эксперимента 1978 г. Было установлено, что область, в которой происходит уменьшение ОСО, является единой. Термин "Озоновая дыра", обозначающий эту область, а также описание ее особенностей впервые были предложены в опубликованной в 1985 году работе британских ученых Дж. Шанклина, Дж. Фармена и Б. Гардинера [1].

С тех пор процессы, приводящие к образованию Озоновой Дыры, а также межгодовые изменения ее характеристик изучаются многими отечественными и зарубежными учеными. За период наблюдений выявлено устойчивое уменьшение средних значений ОСО в сентябре-ноябре над Антарктикой от 284 е. Д (в 1979 г. ) до 181 е. Д (в 2010 г.).

Наблюдения за изменениями ОСО над Арктикой также продолжаются уже много десятилетий. Они показали, что, как правило, в весенние месяцы значительных снижений ОСО над этим регионом не наблюдается. Локальные области, в которых снижено ОСО, здесь регистрируются лишь в отдельные годы.

В марте 2011 года над Арктикой было выявлено рекордное по масштабам и интенствности уменьшение ОСО. В это время, всего за несколько недель значение ОСО здесь уменьшилось почти в 2 раза [6]. Возникшая озоновая аномалия уступала по своим характеристикам антарктической Озоновой Дыре, но, учитывая ее расположение вблизи от густо населенных регионов мира, данное событие вызвало значительный интерес у ученых. Тем не менее, причины, которые привели к возникновению рассматриваемой аномалии, ныне изучены недостаточно.

Впервые на солнечную активность, как фак. - тор, способный вызывать изменения состояния озоносферы, указал Добсон в 1926 году [7]. Состояние солнечной активности принято характеризовать различными индексами, которые отражают интенсивность ее проявления в различных физических полях. Индексом солнечной активности, наблюдения за которым ведутся наиболее продолжительный период, являются относительные числа Вольфа, определяемые числом пятен и групп пятен, единовременно наблюдаемых на обращенном к Земле сегменте фотосферы Солнца [8].

Продолжающиеся с тех пор исследования показали, что в некоторых сегментах земной атмосферы ОСО увеличивается при повышении солнечной активности. Есть и такие ее сегменты, в которых увеличение солнечной активности вызывает снижение ОСО [7, 9]. Выявленные связи обусловлены влиянием солнечной активности на спектр солнечной радиации, воздействующей на земную атмосферу и носят причинный характер.

Фактический материал, используемый при проведении подобных исследований, включал данные, полученные с помощью как на наземных, так и спутниковых систем мониторинга. Первые наземные измерения ОСО в земной атмосфере в 1926 году были осуществлены Добсоном в п. Ароза (Швейцария) [10].

В СССР впервые аналогичные исследования провела в Купчино под Москвой группа ученых под руководством В. Г. Фесенкова [11]. Систематический мониторинг пространственно-временной изменчивости распределения ОСО над территорией России начался лишь в начале 60-х гг. ХХ в., после создания в СССР сети из 45 озонометрических станций [1].

Новый этап изучения особенностей пространственно-временной изменчивости ОСО над Антарктикой и Арктикой начался в январе 1979 г. С этого времени начала функционировать глобальная система спутникового мониторинга ОСО, которая сделала возможным получение оперативной информации о распределении озона над любыми районами планеты. Благодаря функционированию указанной системы ныне упомянутая информация представлена в свободном доступе на Интернет-сайте Всемирного центра мониторинга ультрафиолетовой радиации и озона [12]. Это позволяет изучать особенности изменчивости распределения ОСО в атмосфере над приполярными регионами нашей планеты в любые месяцы, с разрешающей способностью 1х1° и с точностью около 5 единиц Добсона.

Спутниковый мониторинг изменчивости ОСО до 2005 г. осуществлялся с помощью прибора TOMS (Total Ozone Mapping Spectrometer) - спектрофотометра, установленного на ИСЗ Nimbus-7 (19781993 гг.), Метеор-3 (1991-1994 гг.), Earth Probe (1996-2004 гг.). Начиная с 2005 г. при этом используется более совершенный прибор OMI, функционирующий на ИСЗ Aura. Погрешность измерений ОСО не превышает 2 %.

Похожие статьи




Обзор литературы - Роль вариаций солнечной активности в изменениях состояния приполярной озоносферы весной

Предыдущая | Следующая