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本文利用1979~2005年TOMS/SBUV的对流层臭氧资料,结合NCEP再分析资料、TOMS紫外辐射及气溶胶指数资料、对流层NO2和CO资料,研究了东亚地区不同季节对流层臭氧的分布特征及变化趋势,分析并总结了东亚地区影响对流层臭氧分布及变化的因子,并讨论了对流层臭氧发生变化后所产生的气候效应。通过研究得出如下一些结论:
(1)全球对流层臭氧分布与人类活动有着密切联系。东亚对流层臭氧浓度夏季最大,春季次之,冬季最小。1979~2005年东亚地区对流层臭氧从青藏高原东南侧大陆延伸到西太平洋一带都为显著减少趋势,印度半岛南部有弱增加趋势。
(2)四季东亚对流层臭氧高低值分布区主要取决于臭氧前体物的空间分布。夏季NO2和CO含量较少,但夏季光化学反应活跃,可形成高浓度对流层臭氧。冬季NO2和CO含量较高,但紫外辐射弱,光化反应对臭氧生成的贡献较小。因此对流层臭氧的时间分布取决于紫外辐射的强弱。
(3)水平流场中,气流上游方向污染严重以及内陆存在低压或者风速较小时,利于形成高浓度臭氧。大陆出现与高压相伴的辐散气流时,不利于形成高浓度臭氧。较强的上升运动与下沉运动都可以影响对流层臭氧含量。污染严重地区,上升运动带入对流层上层的污染物将导致对流层臭氧增加。较强的下沉运动利于平流层臭氧注入对流层,西风急流通过影响下沉运动来影响对流层臭氧含量,西风急流偏强时,对流层臭氧含量多于急流偏弱时。
(4)东亚地区的气溶胶指数与对流层臭氧的相关关系较好。大部分气溶胶可能是通过影响紫外辐射以及发生异相反应,间接导致对流层臭氧减少。而少部分由臭氧前体物组成的气溶胶可能导致对流层臭氧增加。
(5)夏、秋、冬三季当东亚大陆上空的对流层臭氧偏多时,对流层中上层的温度以及位势高度比正常年份偏高。当对流层臭氧偏少时,对流层中上层的温度以及位势高度比正常年份偏低。春季情况与其它三个季节相反。