极地研究

作者：李佳瑶,周顺武,杨铖,邓中仁,姚遥,孙阳

单位：南京信息工程大学, 气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心, 江苏 南京 210044

关键词： 南极臭氧总量,恢复期,损耗期,平流层环流,平流层云面积,Eliassen-Palm通量

基金：国家重点研发计划(2022YFF0801703)、国家自然科学基金重点项目(42030602)、国家自然科学基金重大项目(42192512)和国家自然科学基金重大研究计划集成项目(91837311)资助

21世纪以来, 南极臭氧总量经历了逐渐恢复的过程。本文基于近41年(1979—2019年)BS填充臭氧总量(Bodeker Scientific Filled Total Column Ozone)数据集和同期的ERA5再分析数据, 分析了20世纪末(1979—1999年, 损耗期)和21世纪初(2000—2019年, 恢复期)南极春季(9—11月)臭氧总量和平流层环流的主要变化特征, 研究了不同时期平流层环流异常与臭氧总量的关系, 并通过行星波诊断了影响臭氧总量变化的可能途径。结果表明, (1)南极臭氧总量在损耗期以51.5 Du(10 a)−1的速率显著减小, 在恢复期以14.2 Du(10 a)−1的速率持续增加; 与臭氧总量存在显著相关的平流层云(PSC)面积、平流层下部极区温度、中部极区位势高度以及60°S平均纬向风在损耗(恢复)期也经历了快速(缓慢)变化; (2)在整个分析时段, 臭氧总量与PSC面积、平流层温度、位势高度以及纬向风保持着显著且稳定的关系; 其中恢复期臭氧总量与上述平流层各要素的关系更加显著; (3)与损耗期相比, 恢复期由于平流层存在较强的Eliassen-Palm(EP)通量, 伴随平流层中上部极区EP通量辐合和更大的负涡旋热通量, 使得平流层温度升高, 极涡减弱, 不仅导致PSC面积减小, 而且有利于南极臭氧总量恢复。

来源：2023年第3期

《极地研究》期刊编辑部

查看极地研究杂志2023年第3期