对流层顶气压和臭氧总量的联系在热带及热带外地区的差异

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基于欧洲中期天气预报中心(ECWMF)提供的近38a(1979—2016年)ERA-Interim再分析月平均臭氧和温度资料,依据温度递减率插值法,计算出全球对流层顶气压。在分析对流层顶气压和臭氧总量分布特征及相关性的基础上,重点讨论了热带和热带外地区二者的因果关系;根据不同地区热力及动力过程的差异解释二者的可能影响机制。结果表明:(1)全球对流层顶气压和臭氧总量从赤道向两极基本呈纬向递增分布,热带地区臭氧总量的变化强于对流层顶气压,热带外地区则相反,且近38a(1979—2016年)二者均呈现下降趋势,热带地区二者下降趋势的季节变化不明显,而春季北半球中高纬二者下降幅度最大,南半球秋(夏)、冬(秋)季,臭氧总量(对流层顶气压)降幅最剧烈。(2)热带地区(10°S~10°N,120°W~160°E)对流层顶气压和臭氧总量呈现明显的正相关,且表现为臭氧总量对对流层顶气压的作用,造成这种现象的原因可能是由于臭氧总量的增加(减少),导致吸收辐射的增加(减少),从而造成平流层厚度的增加(减少),进而导致对流层顶气压的增加(减少)。(3)南半球高纬地区(60°S~75°S,90°E~150°E)对流层顶气压的变化会造成臭氧总量发生变化,由于南半球地区对流层顶气压的正(负)异常,导致上升运动的负(正)异常,平流层的平均温度随之增加(减少),最后造成臭氧含量的增加(减少)。(4)北极地区(80°N~90°N,90°W~90°E)同样是对流层顶气压对臭氧总量的作用,由于臭氧总量和对流层顶的变化与极涡和平流层温度有直接联系,随着极涡的不断增强,导致平流层的温度降低,对流层顶气压随之降低,臭氧损耗加重,致使臭氧含量减少。
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