Large Binocular Telescope  
Большой бинокулярный телескоп онлайн смотреть  
Большой бинокулярный телескоп
О телескопе
Зеркала
Инструменты
LBTB
Интерферометр
История телескопов
Полезные ресурсы
К сведению

Фотографии
Видео
LBT on-line
Марсоход curiosity (кьюриосити)
Фотографии
Панорама
Солнечная система
Венера
Земля
Куаоар
Луна
Марс
Меркурий
Нептун
Плутон
Сатурн
Солнце
Уран
Юпитер

Астрономия Солнца
Взаимодействие планет
Озоновый слой
Атмосфера
Cодержание озона
Фотохимия озона
Фотохимические процессы
Малые газы
Озоновая дыра
Эволюция озона
Ядерный удар
Охрана озоносферы
Метеорология
Атмосфера
Солнечная радиация
Температурный режим почвы
Температурный режим воздуха
Водяной пар в атмосфере
Испарение
Конденсация водяного пара
Осадки, снежный покров
Погода
А это Челябинск
Метеорит Чебаркуль
Фото отчет
Видео отчет

Измерения концентрации других малых газов

Многочисленные попытки объяснить неожиданное явление «озонной «дыры» в Антарктике в первые годы после ее открытия были сильно затруднены очень малым числом данных измерений почти всех озоноактивных МГ в антарктической стратосфере. В 1986—1987 гг. были проведены широкомасштабные программы наземных, самолетных, аэростатных и спутниковых измерений содержания некоторых малых газов, а также метеоэлементов в Антарктике, которые дали основную информацию для понимания этого явления.

Наиболее новым и важным результатом этих программ измерений явилось прежде всего обнаружение со спутников и лазерным зондированием с наземных станций и с самолетов полярных стратосферных облаков в холодной нижней стратосфере в июне — июле в слое 15—22 км и в августе — сентябре в слое 10—18 км при температуре ниже 200 К. Эти облака исчезают к октябрю при весеннем потеплении стратосферы.

Кроме того, наземные и самолетные измерения обнаружили существование зимой и весной в зоне полярного стратосферного вихря высоких концентраций оксида и диоксида хлора (СЮ и ОСЮ), примерно на два порядка величины превышающих их средние значения вне зоны вихря в августе и сентябре, но быстро уменьшающихся в октябре.

При зондированиях с 23 августа до 9 сентября почти не изменяется вдоль маршрута полета на высоте 18—19 км, в то время как резко возрастает после пересечения самолетом границы полярного вихря: от 0,1—0,2 до 0,6—0,8 млрд1. Зондирования 9—22 сентября показали резкое (в 2—3 раза) падение [03] в зоне вихря и повышенной [СЮ], причем отдельные флуктуации этих концентраций вдоль маршрута зондирования имеют тесную отрицательную корреляцию.

В зоне полярного вихря сильно снижаются концентрации метана, а также оксидов азота и их основного источника в нижней стратосфере — закиси азота (N20). Поскольку источники СН4 и N2O наземные, то снижение концентрации N20 и СН4 показывает отсутствие дополнительного поступления газовисточников в зону антарктического стратосферного вихря. Снижение в зоне концентрации C10N02 — газа, инертного к озону, продукта «нейтрализации» двух активных озоноразрушающих радикалов СЮ и N02, указывает на некоторый механизм «выключения» CIONO2 из системы реакций фотохимического стока озона в области в период озонной «дыры». Как указывалось в п. 3.4, C10N02, связывающий СЮ и N02, сильно снижает скорость фотохимического разрушения озона в стратосфере.

Одновременные аэростатные измерения содержания озона и лэрозолей над МакМёрдо в 1986—1987 гг. показали повышенные концентрации последних в слоях уменьшения, причем эти слои были достаточно тонкими с резкими границами. Аэрозольные слои образовывались в июне на уровне 18—22 км, к середине октября оседали в слой 10—16 км и исчезали при повышении его температуры в результате прогревания Солнцем.

Интенсивные наземные, аэростатные и самолетные измерения проводились в январе и феврале 1984—1989 гг. в гренландском и норвежском секторах Арктики, над Шпицбергеном и Землей Франца Иосифа, т. е. над районами преимущественного расположения холодной области арктической массы (ХАМ).

Полярные стратосферные облака были обнаружены в январе в слое 16—25 км лидарными зондированиями и измерениями с помощью аэрозольных спектрометров с самолетов, а также спутниковыми измерениями (SAMII) в областях около 60° с. ш. и севернее при температуре ниже 196 К на уровне 50 гПа (около .20 км). В меньшем числе случаев при температуре ниже 188 К наблюдались более крупные частицы водно-ледовых полярных стратосферных облаков типа II в январе и феврале 1989 г. Образованию областей с такими низкими температурами в рассматриваемом регионе норвежского сектора Арктики, помимо полярной ночи, способствуют вертикальные движения верхней тропосферы и нижней стратосферы, вызванные обтеканием Скандинавских гор крупномасштабными потоками. В областях таких движений измерялось падение температуры до 10 К за время, равное нескольким часам.

Самолетные измерения вне, на границе и внутри полярного стратосферного вихря показали резкий рост концентрации оксида хлора: от 20—50 трлн.1 (иногда 100 трлн.1) вне вихря до 500— 800 трлн.1 внутри его на уровне около 19 км — аналогичный росту концентрации СЮ в антарктическом полярном стратосферном вихре. Отмечаются значительная изменчивость концентрации СЮ в пространстве и четкая связь повышенных концентраций СЮ с областями, занятыми полярными стратосферными облаками чаще за несколько суток до измерения и находившимися в зоне полярной ночи при низкой температуре. При выносе этих воздушных масс в низкие широты, освещенные Солнцем, аэростатные измерения отмечали сильное снижение в них концентрации озона. Концентрация ВгО на уровне 19 км составляла 2—8 трлн.1 внутри и вне вихря, но вне зоны полярной ночи ВгО не обнаружено. Повышенные содержания ОСЮ (1013 молекул на 1 см2 днем и 1014 молекул на 1 см2 ночью) в слое атмосферы выше уровня 8—9 км — уровня самолетного зондирования — были лишь незначительно ниже наблюдавшихся в Антарктике. Содержание НС1 и C10N02 максимально (до 3Ю15 молекул на 1 см2) на границе вихря, но быстро убывает к центру вихря. Низкое содержание НС1 и C10N02 в зоне полярного вихря показывает переход атомов хлора из этих газов резервуаров в активные радикалы СЮ и ОСЮ.

Очень низкое, аналогичное антарктическому, содержание NO и N02 В полярном вихре выше 8—9 км составляло 3Ю14 молекул на 1 см2, а концентрация N02 на высоте 19 км уменьшилась с 15 млрд.1 в середине января до 1—2 млрд.1 в конце месяца. При этом содержание HN03 в зоне вихря достигало 3Ю16 молекул на 1 см2, что в несколько раз превосходит его содержание в зоне антарктической озонной «дыры». Таким образом, денитрификация арктического полярного вихря оказывается заметно меньшей, чем антарктического. В меньшей степени происходит и «обезвоживание» стратосферы: при среднем отношении смеси Н20, равном 5 млн.1, в арктическом вихре оно снижено примерно на 10%, а в антарктической стратосфере отношение смеси Н20 уменьшается до 2 млн1.

Возможным объяснением такого различия между полярными областями может быть преобладание водно-ледяных полярных стратосферных облаков типа II с более крупными и быстрее оседающими частицами в нижней стратосфере Антарктики, что приводит к более сильному обезвоживанию этой части стратосферы. Было показано, что HN3 может находиться на частицах с радиусом свыше 1 мкм, сравнительно быстро оседающих из стратосферы, и поэтому ее денитрификация может происходить без обезвоживания. Вероятно, это и имеет место в Арктике в конце зимы. Более высокое содержание HN03 в стратосфере Арктики, возможно, также связано с меньшей интенсивностью ее удаления полярными стратосферными облаками типа I, менее интенсивными и более изменчивыми, чем в Антарктике. Возможно, что частицы этих облаков, содержащие HN033H20, оседая в более теплые слои нижней стратосферы Арктики, испаряются и газообразная HN03 остается в зондируемом с самолета слое стратосферы.

В целом, изменения содержания озоноактивных МГ в арктическом полярном вихре в конце зимы — начале весны почти аналогичны таковым в зоне антарктической озонной «дыры» в августе— сентябре — в начале ее периода. Создаются условия для развития фотохимических процессов сильного разрушения озона в нижней стратосфере Арктики — формирования «дыры». Указанные выше небольшие уровни падения общего содержания озона в европейском и атлантическом секторах Арктики в середине 80х годов в феврале — марте, очевидно, вызваны интенсивным воздухообменом стратосферы этих секторов и всей Арктики с более низкими широтами, что приводило к поступлению оттуда озона и заметному восполнению его фотохимических потерь в зоне действия полярных процессов галогенного озоноразрушения. Именно этот воздухообмен, отсутствие антарктической изоляции околополюсной воздушной массы в конце зимы не позволяют развиваться арктической озонной «дыре». Однако» большая изменчивость такого воздухообмена между годами и по сезонам может создать условия для изоляции холодной массы в арктической стратосфере и быстрому и сильному снижению общего содержания озона. Вышеприведенные данные показывают, что такие условия более вероятны при W фазе квазидвухлетнего колебания и в холодной области арктической массы, располагающейся в среднем над более населенными и экономически развитыми секторами Арктики. Поэтому особое внимание должно быть уделено изучению условий образования и созданию способов прогноза весеннего снижения общего содержания озона в Арктике.

Fatal error: Call to a member function return_links() on a non-object in /home/httpd/vhosts/lbt.su/httpdocs/index.php(386) : eval()'d code on line 214