当前位置: 首页科学研究科研进展与学术交流 → 正文
北极平流层臭氧浓度变化与北太平洋海温存在密切联系
作者:胡定珠               发布时间:2021/08/23 11:54:52              浏览量:

平流层臭氧占大气臭氧总量约90%,它的存在不仅保护地球上的生物免受紫外线伤害,而且其浓度变化也可通过其辐射动力反馈影响平流层温度、环流及波活动等,从而对全球气候的变化产生影响。近些年很多研究关注平流层臭氧的变化及其影响因子,其中海温是影响平流层臭氧的一个重要因子。但以往研究更多关注热带海温变化与平流层臭氧的联系,热带外海温尤其是太平洋海温与平流层臭氧浓度的关系并不清楚。近期,我院胡定珠老师指导硕士生刘美辰针对此问题展开研究取得新进展,相关成果发表于Journal of Geophysical Research.

研究表明,平流层臭氧浓度可能受北太平洋海温第一模态的调节,即北太平洋海温第一模态正位相对应的海温异常会导致极地低平流层臭氧浓度纬向不对称地减少,而中纬度臭氧浓度的增加,其中北极低平流层臭氧浓度变化的约20%可能由北太平洋海温第一模态所贡献。北太平洋中部负的海温异常会通过增强西太平洋型遥相关引起更多行星1波和2波上传至平流层,进一步导致中纬度地区Brewer–Dobson环流的上升支增强而其极区低平流层下沉支减弱。这些环流异常使得极地低平流层臭氧浓度减少,而中纬度低平流层臭氧浓度增加。与北太平洋海温异常有关的臭氧浓度变化的纬向非对称分布可能与北太平洋海温变化导致的北极平流层极涡增强和移动有关。

图1(a,b)PC1sst与30-400 hPa纬向平均臭氧的相关系数分布;(a)为MERRA-2资料,(b)为MLS资料。(d,e)PC1sst与30-250hPa平均臭氧的相关系数分布;(d)为MERRA-2资料,(e)为MLS资料。MERRA-2资料覆盖的时间范围为1980-2018年,MLS资料覆盖的时间范围为2005-2017年。(c)敏感试验与控制试验之间30-400 hPa纬向平均的臭氧的差值(单位:ppmm)(f)敏感试验与控制试验之间的30-250 hPa平均臭氧浓度的差值(单位:ppmm)。打点区域为通过90%显著检验区域。


参考文献:

Liu, M., D. Hu*, Zhang, F. 2020: Connections between stratospheric ozone concentrations over the Arctic and sea surface temperatures in the north Pacific. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 125, 1–18, DOI: 10.1029/2019JD031690.