极地研究 ›› 2023, Vol. 35 ›› Issue (3): 337-351.DOI: 10.13679/j.jdyj.20220430
李佳瑶 周顺武 杨铖 邓中仁 姚遥 孙阳
Li Jiayao, Zhou Shunwu, Yang Cheng, Deng Zhongren, Yao Yao, Sun Yang
摘要: 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。