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

Теория и моделирование озонных «дыр»

Анализ данных наблюдений, показал, что зимне-весенние полярные уменьшения содержания озона в нижней стратосфере являются результатом очень многих сложных, взаимодействующих физических и химических процессов, большинство которых еще мало или совсем не изучены. Поэтому пока еще не созданы достаточно полные теория и модели антарктической и тем более арктической озонных «дыр», а в последнем случае само существование этой «дыры» надежно не установлено.

По сути самого явления его модели должны быть нестационарными динамико--фотохимическими с не менее чем двумерным описанием динамики антарктической стратосферы (трехмерным — для арктической), а в фотохимические блоки модели должны включаться гетерогенные реакции на частицах полярных стратосферных облаков с малоизвестными параметрами. Атмосферные циклы частиц тоже еще надо моделировать.

Таким образом, модель всей системы процессов явления, даже когда она будет создана, будет весьма громоздкой, трудно регулируемой и вряд ли доступной самым мощным современным ЭВМ.

Поэтому в последнее время создаются модели отдельных блоков или подсистем явления, в основном либо фотохимических, либо динамико-радиационных. В п. 5.3 были указаны циклы гетерогенных и газо-фазных фотохимических реакций, разрушающих озон в условиях полярного стратосферного вихря над Антарктикой в сентябре — октябре, а также изложены результаты диагностических количественных оценок вклада ряда этих циклов в измеренное разрушение озона для уникального набора данных самолетных зондирований в августе—сентябре 1987 г. над Западной Антарктидой. Эти оценки существенно зависят от принятых в расчетах параметров реакций, объясняют четырьмя пятью каталитическими циклами больше половины измеренного количества разрушенного озона и предлагают несколько дополнительных, возможно участвующих в нем циклов газо-фазных реакций с пока еще не известными параметрами. Только еще начинают измеряться в лабораториях параметры отдельных гетерогенных реакций. Поэтому создание полных моделей гетеро и газо-фазных фотохимических процессов зимне-весеннего разрушения озона в полярных областях — дело будущего, может быть и близкого.

Большее развитие получили динамико-радиационные модели. Часть этих моделей учитывает отдельные (по мнению авторов — главные) фотохимические процессы. Логически четкий модельный эксперимент был проведен на трехмерной 26уровенной спектральной модели общей циркуляции слоя атмосферы до уровня 1 гПа (49—50 км) с примерным горизонтальным разрешением 5X8°. С контрольным «стандартным» вариантом модели сравнивался вариант, в котором от середины августа до середины ноября задавалось зонально-однородное уменьшение концентрации озона в слое 200—10 гПа, в основном воспроизводящее антарктическую озонную «дыру», наблюдавшуюся в сентябре — октябре 1985 г. Рассмотрение изменений в модельных полях радиации и температуры, вносимых озонной «дырой», показало охлаждение слоя 100—30 гПа (16—24 км) на 2 К к середине октября и на 7 К к концу ноября, в середине которого содержание озона было восстановлено. В ноябре нагревание верхней стратосферы на уровне около 2—3 гПа (40—44 км) также достигло максимума, равного 6 К, и было вызвано в основном динамическими процессами, имеющими значительную междугодовую изменчивость. Полученное выхолаживание нижней стратосферы заметно меньше наблюдавшегося в октябре 1985—1987 гг. (см. рис. 5.13). Изменение температуры нижней стратосферы до середины октября в основном определяется динамическим фактором— слабыми нисходящими движениями воздуха. Весеннее резкое «взрывное» потепление в нижней полярной стратосфере в возмущенном варианте не наступает до декабря, в то время как в контрольном варианте оно происходит в ноябре. Такая же задержка потепления наблюдается в годы с интенсивной озонной «дырой».

Представленное модельное исследование показало, что само уменьшение содержания озона в антарктической нижней стратосфере сильно влияет на ее радиационный и динамический режимы даже без учета изменений внешних факторов (планетарных волн). Нисходящие движения воздуха в зоне «дыры» и слабое нагревание (менее 0,1 К/сут) в сентябре не соответствуют результатам ряда радиационно-динамических моделей, объясняющих озонную «дыру» восходящими потоками, для которых требуется радиационное нагревание не менее 0,5 К/сут [30, 199]. Попытки объяснить высокие скорости нагревания радиационными эффектами полярных стратосферных облаков требуют маловероятных значений оптической толщины и радиационных свойств этих облаков. Признаки нисходящих потоков в области озонной «дыры» выявлены при аэростатных и спутниковых аэрозольных зондированиях. Косвенным признаком нисходящих потоков являются и низкие измеренные концентрации газов — трассеров вертикальных потоков.

Исследования внешних к озонной «дыре» радиационно-динамических факторов на диагностических моделях с использованием данных наблюдений показали падение интенсивности тропосферного воздействия на стратосферную циркуляцию южного полушария в 80е годы в октябре, что может понижать температуру в антарктической нижней стратосфере независимо от наличия в ней озонной «дыры» и поддерживает ее существование в этом месяце. Исследования межгодовых изменений интенсивности планетарных волн и межширотного переноса тепла в нижней стратосфере весной в зоне 45—70° ю. ш. показали большую интенсивность переноса в годы с Е фазой квазидвухлетнего колебания и меньшую — в годы с W фазой, причем в 1979—1987 гг. это падение в W фазе происходило более заметно, чем в Е фазе. На рис. 5.18 представлены средние межширотные потоки в сентябре— октябре в указанной зоне на трех уровнях: полные и от стационарной планетарной волны с волновым числом 1, из рисунка видно, что волновая составляющая определяет изменения полного потока. Меньшая интенсивность потока тепла и озона в годы с W фазой приводит к большему весеннему снижению общего содержания озона и температуры в околополюсной области.

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