Physics of auroral phenomena : proceedings of the 34th Annual seminar, Apatity, 01 - 04 March, 2011 / [ed.: A. G. Yahnin, A. A. Mochalov]. - Апатиты : Издательство Кольского научного центра РАН, 2011. - 231 с. : ил.

КРУПНОМАСШТАБНАЯ ЦИРКУЛЯЦИЯ АТМОСФЕРЫ И КОНЦЕНТРАЦИИ ПРИЗЕМНОГО ОЗОНА НА СЕВЕРЕ СКАНДИНАВСКОГО ПОЛУОСТРОВА В.И. Демин, М.И Белоглазое (Полярный геофизический институт КНЦ РАН, г. Апатиты ) Аннотация. Проведена оценка вклада изменений крупномасштабных атмосферной циркуляции на приземные концентрации озона на севере Скандинавского п-ова. Этот вклад составляет от 10 до 20% от характерных для сезона средних значений концентрации озона. Количественно оценены возможные долговременные тенденции в концентрациях озона в связи с ожидаемой сменой циркуляционных эпох. Введение Со второй половины XX в. на большей части северного полушария наблюдается заметный рост содержания озона в приземном слое. По ряду оценок его содержание в западной Европе за 100 лет увеличилось более чем в 2 раза (с 20-30 мкг/м3 до 60 мкг/м3), и, согласно данным моделирования, этот процесс продолжится и в текущем столетии (например, [1-3]). Наиболее распространенное объяснение этому явлению - интенсификация фотохимических процессов в приземном слое из-за роста загрязненности воздуха. Дянный процесс нельзя игнорировать, так как озон не только парниковый газ и один из основных загрязнителей атмосферного воздуха, но в значительной степени определяет окислительный потенциал атмосферы, принимая участие во всевозможных химических реакциях в воздухе. Однако установление статистически достоверного тренда едва ли можно считать достаточным для выявления природы его вариаций. В данной работе авторами предпринята попытка сопоставить содержание озона в приземном слое на севере Скандинавского п-ова с типичными формами тропосферной макроциркуляции с целью найти границы его естественной изменчивости. Необходимость такой оценки обусловлена желанием отделить тренд, вызываемый долговременными изменениями в атмосферной циркуляции, от его общего тренда. Последнее представляется особенно важным при короткой длине рядов измерений. Данные и методы исследования Типизация макроциркуляционных процессов проведена авторами в соответствии с классификацией Вангенгейма-Гирса, предусматривающей выделение в Атлантико-Европейском секторе трех форм циркуляции: западная W, восточная Е и меридиональная С (Ml, 3, М2 - для Тихоокеанского сектора) [4]. Наиболее общая схема данной типизации представлена на рис.1. Одно из преимуществ выбранной схемы - наличие хорошо выраженных многолетних периодов с аномальным развитием той или иной формы, что позволяет прогнозировать тенденции. В работе использованы данные мониторинга приземной концентрации озона (ПКО) на станции Оуланка (Финляндия, базы данных ЕМЕР), имеющей наиболее длительный ряд измерений на севере Европы (с 1990 г.; в Ловозеро с 1999 г.). Основные результаты и обсуждение Среднее содержание ПКО в приземном слое в разные сезоны при различных формах циркуляции (Е, W, С) представлены на рис. 2 (прим.: с.к. отклонения не нанесены, чтобы не «загромождать» рисунок) Разницы между средними значениями, характерными для той или иной формы циркуляции, статистически значимы практически для всех форм и месяцев. Тогда, как следует из статистических оценок, крупномасштабная перестройка атмосферной циркуляции (смена формы циркуляции) сопровождается изменением ПКО в среднем от 3 до 13 мкг/м3(для сравнения суточные вариации ПКО вследствие изменения режима турбулентного обмена могут достигать 30-40 мкг/м ). Проведенные оценки относительно вклада крупномасштабной перестройки атмосферы в общую изменчивость ПКО получают подтверждение анализом его средней межсуточной изменчивости Д[03], (рис.З). Очевидное увеличение Д[03] до 10-12 мкг/м3 наблюдается на интервале до 3-4 суток. Это нельзя считать случайностью. Элементарный синоптический процесс (ЭСП) - период времени, когда на пространстве атлантико-Европейском секторе сохраняется картина барического поля и направления основных воздушных течений. Переход от одного ЭСП к другому - это резкая перестройка. Обычная продолжительность ЭСП - 2-4 дня (т.е. вероятность смены ЭСП на интервале 1-4 дня возрастает. За пределами 4 суток вероятность попадания в иной ЭСП - приближается к 100%). Примененный нами подход позволять дать прогноз и возможных долговременных тенденций ПКО в " Physics o fAuroral Phenomena", Proc. XXXIVAnnual Seminar, Apatity, pp. 201 - 204 2011 © Kola Science Centre, Russian Academy o f Science, 2011 201 Polar Geophysical Institute