Наталия Килифарска Геофизичен Институт, БАН
DESCRIPTION
Механизми на въздействие на слънцето върху системата стратосфера-тропосфера. Наталия Килифарска Геофизичен Институт, БАН. План на изложението Коментар на посланията от предишните два доклада: Глобалното затопляне е резултат от несъвършенството на съвременните климатични модели; - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Наталия КилифарскаГеофизичен Институт, БАН
2
План на изложението1. Коментар на посланията от предишните два
доклада:• Глобалното затопляне е резултат от
несъвършенството на съвременните климатични модели;
• Основния двигател на наблюдаваните изменения в климата са вариациите в слънчевата активност;
2. Механизми на влияние на Слънцето върху озоновия слой
3. Стратосферно-тропосферни връзки и влиянието им върху климатичните условия на Земята
3
Съществува ли Глобалното затопляне? А.) повишение на глобалната Т на Земята
Глобална приземна Температура
CRUTEM3 –Clim. Research Unit &Hadley Cent. gridded surface T
NCDC – Glob. Histor. Climat. Network (National Climatic Data Center)
GISS – Goddard Inst. Space Stud. (NASA)
Глобална Т на океанската повърхност
HADSST2 – a new uninterpolated Hadley center SSR data set
COBE-SST - Centennial in-situ Observation-Based Estimates of SST (Japan Met. Agency)
4
Съществува ли Глобалното затопляне? (2)Б.) увеличаване честотата на интензивните валежиВ.) тенденция към намаляване на количеството на валежите
+ райони с повишена честота на интензивните и много интензивни валежи
- райони с намалена честота на интензивните валежи
Palmer Drought Severity Index –индекс на засушаване
5
Глобалната температура на Земята се е повишила за последните 30 години с ~0.5 - 0.7 [К]
Основен въпрос: Кои са причините за съвременното глобално затопляне?
Хипотези:• Човешката дейност – емисиите на парникови
газове, в частност СО2
• Вулканична и тектонична активности• Вариациите в слънчевата активност
6
Съвременното затопляне – изключение или периодичност?
7
Корелация между СО2 и приземната температура по данни от ст. Vostok, Antarctica
Petit. J. R. et al. Climate and atmospheric history of the past 420.000 years from the Vostok ire core, Antarctica. Nature 399,429—436 (1999).
8
Хипотези:• Вулканична активност – 4 начина за въздействие върху климатаPeter Ward, Thin Solid Films, 2009
Съдържание на SO2
Честота на изригване Ефект
ниско
Липсват големи ерупции в продължение на десетки
години
Застудяване и десетилетия на
засушаване
СредноПо една голяма ерупция на
няколко десетки години Краткотрайни
застудявания по за 2-3 години
високо
Поне 1 голяма ерупция годишно в продължение на
няколко десетилетия
Глобално затопляне
много
високо
Повече от 100 хил. базалтови разливи (богати на CO2) за < 106 години
Много силно глобално затопляне, намалена
прозрачност на атмосферата
9
Хипотези:• Вулканична активност
“By 1962, man burning fossil fuels was adding SO to the atmosphere at a rate equivalent to one “large” volcanic eruption each 1.7 years.” PL Ward, Thin Sol. Films, 2009
Figure legend:
Red bars show sulfate in each layer of ice in Greenland; the blue line shows average global temperature; the black line shows sulfur emitted by burning fossil fuels. Names of volcanoes are shown with associated sulfate anomalies. All layers since 1925 contain residual sulfate that increases yearly in proportion to the increase in anthropogenic sulfur emissions.
10
Хипотези:• Вариациите в слънчевата активност (1)
Camp&Tung, GRL, 2007
Lean et al., GRL, 1995 White et al., JGR, 1997 (GISST- Glob. Ice &sea surf. T)
11
Хипотези:• Вариациите в слънчевата активност (3)
Концепция за радиационно въздействие върху климата
Където λ [K/Wm-2] има смисъл на
“чувствителност” на климата към съответното въздействие
FTs
12
Хипотези:• Вариациите в слънчевата активност
От какво зависи “чувствителността” на климата към промените в слънчевата активност?
FTs Scaffeta & West, JGR, 2007.
13
Хипотези:
• Вариациите в слънчевата активност
“чувствителност” на климата към въздействащия фактор
Lean’00 Wang’05
λ values in [K/W.m-2]
Ts (Mann’03) 0.1±0.04 0.28±0.12
Ts (Moberg’05) 0.23±0.11 0.65±0.28
FTs Много автори напоследък изразяват съмнение относно приложимостта на концепцията за RF в случаите на пространствено нехомогенно разпределение на озона (вертикално и хоризонтално).
Stuber et al., GRL, 2001; Clim.Din. 2005 показват, че увеличаването на концентрацията на О3 в ниската стратосфера => повишава “чувствителността “ на климата (λ) към промени в интензитета на слънчевата радиация.
λO3 λCO2
Low Strat. 1.455 0.805
Efficacy: λO3/ λCO2=1.807
Извод: Уточняването на вариациите в концентрацията на озона в ниската стратосфера биха могли да внесат по-голяма яснота в разбирането ни за наблюдаваните изменения в климата.
Lindzen & Choi (GRL, 2009) – анализирайки 11 модела показват: 1.) моделите имат много по-висока “климат. чувствителност” от измерената на ERBE (Earth radiation budget experiment);
2.) вторичните влияния върху климата по данни от ERBE се дължат на SW излъчване на Сл., докато в моделите вторичните влияния се дължат най-вече на LW радиация => преувеличаване на ефекта на GHGs, проблеми с прогноза!
Scaffeta & West, JGR, 2007.
Stuber et al., GRL, 2001
14
Хипотези:
• Вариациите в слънчевата активност
Пространствено разпределение на ефекта от въздействието на 2 глобални фактора – 1.) вариациите в слънчевата активност; 2.) вулканизма
Shindell & Smith , J. Climate, 2003.
Регионални различия във въздействието на слънчевата активност върху приземната Т
Ефекта от вулканизма (усреднен за
продължит. период от време) е хомогенно и
относително слабо понижение на приземната Т
15
Механизми на влияние на слънчевата радиация върху климата (1)
• Интегралното електромагнитно излъчване на Слънцето, т.нар. “слънчева константа”;
• Излъчването в UV диапазона (стратосферен озон – индиректно влияние върху климата;
1. върху динам. на с-мата страто-тропосфера;
2. честотата на поява на стратосф. Затопляния;
Lean & Rind, J. Climate, 1998
16
• Слънчевия вятър –въздействие върху
високата атмосфера;• Модулация на
галактичните космични лъчи (протони, електрони и
хелиеви ядра);• Слънчеви протони
и релативистични електрони - SPE;
P. Laut, J. Sol-Terr Phys., (2003) Sol Activ. & Terr Clim:
some purported correlations; - CRs; - Low clouds
Механизми на влияние на слънчевата радиация върху климата (2)
M. Kulmala et al., Atmos. Chem. Phys. Disc., 2009
17
Сравнение на вариациите в приземната Т (за периода 1960-2006) с екстремния слънчев UV и космичните лъчи
Корелация между глобалната тропосферна T (данни oт радио-сондажи – Hadley Centre of Climate Predictions) с F10.7 и космичните лъчи (Climax)
Final report of ISAC (Influence of Solar Activity. Cycles on Earth’s climate) Danish National Space Centre
Kilifarska N. (2009) Do we understand the Decadal variability of the Ozone layer?, Climate Dynamics, submitted
19
Десет годишни вариации в аномалиите на озона и температурата по данни от ЕRА 40 и ЕRА Interim (1960-2009)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
Hei
ght
/km
M ean dacadal variability of atm ospheric T , O 3 anom alies Tem perature
60 -ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
Hei
ght
/km
70 -ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
Hei
ght
/km
80 -ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
Hei
ght
/km
90 -ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
Hei
ght
/km
00 -ies
Northern Latitude [deg]
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
10203040
Hei
ght
/km
O zone60 -ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
10203040
Hei
ght
/km
70 -ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
10203040
Hei
ght
/km
80 -ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
10203040
Heig
ht
/km
90 -ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
10203040
Hei
ght
/km
00 -ies
Northern Latitude [deg]
Total O3 trend, 60S-60N, WMO 2007
20
Принос на различните фактори в средната 10 годишна изменчивост на Озона [%]
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
Hei
ght
/km
60-iesF10.7
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
Hei
ght
/km
Percentage im pact o f d ifferent factors in M EAN decadal O ZO N E variability
60-iesF10.7
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
60-iesCRs
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
60-iesCRs
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
60-iesQBO
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
60-iesQBO
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
60-iesAO
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
60-iesAO
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
10203040
Hei
ght
/km
60-iesEPz
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
10203040
Hei
ght
/km
60-iesEPz
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
Hei
ght
/km
70-ies)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
Hei
ght
/km
70-ies)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
70-ies)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
70-ies)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
70-ies)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
70-ies)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
70-ies)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
70-ies)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
10203040
Hei
ght
/km
70-ies)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
10203040
Hei
ght
/km
70-ies)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
Hei
ght
/km
80-ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
Hei
ght
/km
80-ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
80-ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
80-ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
80-ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
80-ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
80-ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
80-ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
10203040
Hei
ght
/km
80-ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
10203040
Hei
ght
/km
80-ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
Hei
ght
/km
90-ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
Hei
ght
/km
90-ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
90-ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
90-ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
90-ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
90-ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
90-ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
90-ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
10203040
Hei
ght
/km
90-ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
10203040
Hei
ght
/km
90-ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
Hei
ght
/km
00-ies
N orthern Latitude [deg]0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
Hei
ght
/km
00-ies
N orthern Latitude [deg]0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
00-ies
N orthern Latitude [deg]0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
00-ies
N orthern Latitude [deg]0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
00-ies
N orthern Latitude [deg]0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
00-ies
N orthern Latitude [deg]0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
00-ies
N orthern Latitude [deg]0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
00-ies
N orthern Latitude [deg]0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
10203040
Hei
ght
/km
00-ies
N orthern Latitude [deg]0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
10203040
Hei
ght
/km
00-ies
N orthern Latitude [deg]
21
Разлики между 10 годишните средни на Т и Озона
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
Hei
ght
/km
D ecadal variab ility o f O ZO N E anom alies
LO W C R s in tensity70-60 -ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
Hei
ght
/km
80-70 -ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
Hei
ght
/km
90-80 -ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
Hei
ght
/km
00-90 -ies
Northern Latitude [deg]
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
10203040
Hei
gh
t /k
m
70-60 -iesH IG H C R s intensity
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
10203040
Hei
gh
t /k
m
80-70 -ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
10203040
Hei
gh
t /k
m
90-80 -ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
10203040
Hei
gh
t /k
m
00-90 -ies
Northern Latitude [deg]
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
Hei
ght
/km
D ecadal variab ility o f TEM PER ATU R E anom alies
LO W CRs intensity70-60 -ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
Hei
ght
/km
80-70 -ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
Hei
ght
/km
90-80 -ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
Hei
ght
/km
00-90 -ies
N orthern Latitude [deg]
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
10203040
Hei
gh
t /k
m
70-60 -iesHIG H CRs intensity
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
10203040
Hei
gh
t /k
m
80-70 -ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
10203040
Hei
gh
t /k
m
90-80 -ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
10203040
Hei
gh
t /k
m
00-90 -ies
N orthern Latitude [deg]
22
Регресионни коефициенти на O3 – минимум на CRs
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
Hei
ght
/km
D ecadal variab ility o f O ZO N E partia l regression coeffic ients
LOW level of CRs intensity
w ith F10.760 -ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
Hei
ght
/km
D ecadal variab ility o f O ZO N E partia l regression coeffic ients
LOW level of CRs intensity
w ith F10.760 -ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
Hei
ght
/km
70 -ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
Hei
ght
/km
70 -ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
Hei
ght
/km
80 -ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
Hei
ght
/km
80 -ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
Hei
ght
/km
90 -ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
Hei
ght
/km
90 -ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
Hei
ght
/km
00 -ies
Northern Latitude [deg]0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
Hei
ght
/km
00 -ies
Northern Latitude [deg]
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
10203040
Hei
gh
t /k
m
60 -iesw ith C R s
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
10203040
Hei
gh
t /k
m
60 -iesw ith C R s
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
10203040
Hei
gh
t /k
m
70 -ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
10203040
Hei
gh
t /k
m
70 -ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
10203040
Hei
gh
t /k
m
80 -ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
10203040
Hei
gh
t /k
m
80 -ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
10203040
Hei
gh
t /k
m
90 -ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
10203040
Hei
gh
t /k
m
90 -ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
10203040
Hei
gh
t /k
m
00 -ies
Northern Latitude [deg]0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
10203040
Hei
gh
t /k
m
00 -ies
Northern Latitude [deg]
Monthly values of F 10.7 and CRs(Moscow)
F10.7 (L) CR(Mosc)(R)
19
56
19
59
19
62
19
65
19
68
19
71
19
74
19
77
19
80
19
83
19
86
19
89
19
92
19
95
19
98
20
01
20
04
20
07
40
80
120
160
200
240
280
F10
.7 [1
022
W.m
-2H
z-1]
10500
11000
11500
12000
12500
13000
13500
14000
14500
CR
s co
un
ting
ra
tes
SPEs flux and O3 mass deficiency (1 Jan-15 Apr)poleward from 35N
Ann avrg SPEs flux (L) O3 mass def (R)
1970
1972
1974
1976
1978
1980
1982
1984
1986
1988
1990
1992
1994
1996
1998
2000
2002
2004
2006
-1000
0
1000
2000
3000
4000
5000
Ann
ual
y av
erage
SP
Es
flux
[pfu
]
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
Ozo
ne m
ass
defic
ienc
y in
[M
t]
23
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
Hei
ght
/km
D ecadal variab ility o f O ZO N E partia l regression coeffic ients
HIGH level of CRs intensity
w ith F10.760 -ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
Hei
ght
/km
D ecadal variab ility o f O ZO N E partia l regression coeffic ients
HIGH level of CRs intensity
w ith F10.760 -ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
Hei
ght
/km
70 -ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
Hei
ght
/km
70 -ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
Hei
ght
/km
80 -ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
Hei
ght
/km
80 -ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
Hei
ght
/km
90 -ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
Hei
ght
/km
90 -ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
Hei
ght
/km
00 -ies
Northern Latitude [deg]0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
Hei
ght
/km
00 -ies
Northern Latitude [deg]
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
10203040
Hei
gh
t /k
m
60 -iesw ith C R s
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
10203040
Hei
gh
t /k
m
60 -iesw ith C R s
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
10203040
Hei
gh
t /k
m
70 -ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
10203040
Hei
gh
t /k
m
70 -ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
10203040
Hei
gh
t /k
m
80 -ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
10203040
Hei
gh
t /k
m
80 -ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
10203040
Hei
gh
t /k
m
90 -ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
10203040
Hei
gh
t /k
m
90 -ies
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
10203040
Hei
gh
t /k
m
00 -ies
Northern Latitude [deg]0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10203040
10203040
Hei
gh
t /k
m
00 -ies
Northern Latitude [deg]
Регресионни коефициенти на O3 – максимум на CRs
Многофакторния анализ показва наличие на 22 годишна модулация на
стратосферния озон
Причини?
24
Зависимост на концентрацията на O3 от оптичната му дебелина
Jackman & McPeters, JGR, 1985 => self-healing effect
Jackman et al., JGR, 2000
Моделиране на аномалиите в концентрацията на O3 на ширина 75N за периода 1972-1975
22 J OOhO
323 J OOhO
2 3 2 kO O M O M
323 k 2 OOO
1
)exp(
)exp(
3
3
32
32
O
RO
x
x
rTkrTk
TkTkconst
O
O
where:
bandy for Hartle 5.0
bands Runge-Schumanfor 1
dsslsnzzz
)()(,,
Ox response to a 30% reduction of O 3 optical depth and 2% decrease of Temperature
dOx(250nm,1980s) dOx(250nm, 2000s)
-20 0 20 40 60 80 100 120 140
Percentage change in O3 concentration
1
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Heig
ht
in k
m.
25
Изчисляване ефекта от само-възстановяване на O3 смесена атмосфера (HOx и NOx)
O 3 response to reduction of its optical depth; lat=40N
O 3 ERA(13.01) O 3 ERA(20.01) modeled O 3 [cm-3]
-5E12 5E12 1.5E13 2.5E13 3.5E13
O 3 dencity [cm -3 ]
1.56
4.38
9.4
13.75
20
32.5
40
52.5
65
80
Altitu
de [k
m]
26
Ефекта се усилва с увеличаването на зенитния ъгъл на Слънцето
O 3 self-healing dependence on solar zenith angle
O3(hi=65) dO3(hi=45)
-5E12 5E12 1.5E13 2.5E13 3.5E13
O 3 density [cm -3 ]
1.56
4.38
9.4
13.75
20
32.5
40
52.5
65
80
Altitu
de [k
m]
Ozone optical depth at lat=40N for two different solar zenith angles
O 3 Opt. Depth (hi=45 deg) O 3 Opt. Depth (hi=65 deg)
reduced O 3 Opt. Depth (hi=45 deg) reduced O 3 Opt. Depth (hi=65 deg)
-2 0 2 4 6 8 10
O 3 optical depth
1.56
4.38
9.4
13.75
20
32.5
40
52.5
65
80
Altitu
de [k
m]
27
На какво се дължи 22 годишната модулация на озона?
Garcia-Munoz et al., The dependence of Solar modulation on th sign on the CR particles charge, JGR, 1986
Garcia-Munoz et al., The dependence of Solar modulation on th sign on the CR particles charge, JGR, 1986
28
Понижението на O3 във високата стратосфера вероятно е свързано с засилената протонна активност на Слънцето, а възстановяването му –
с потока релативистични протони
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10
20
30
40
Hei
ght
/km
In terannual O ZO N E variabilty: 2000-2009w inter 1999-2000
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10
20
30
40
Hei
ght
/km
w inter 2000-2001
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10
20
30
40
Hei
ght
/km
w inter 2001-2002
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10
20
30
40
Hei
ght
/km
w inter 2002-2003
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10
20
30
40
Hei
ght
/km
w inter 2003-2004
G eodetic Latitude [deg]
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10
20
30
40
10
20
30
40
Hei
ght
/km
w inter 2004-2005
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10
20
30
40
10
20
30
40
Hei
ght
/km
w inter 2005-2006
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10
20
30
40
10
20
30
40
Hei
ght
/km
w inter 2006-2007
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10
20
30
40
10
20
30
40
Hei
ght
/km
w inter 2007-2008
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
10
20
30
40
10
20
30
40
Hei
ght
/km
w inter 2008-2009
G eodetic Latitude [deg]
SPEs flux and O3 mass deficiency (1 Jan-15 Apr)poleward from 35N
Ann avrg SPEs flux (L) O3 mass def (R)
1970
1972
1974
1976
1978
1980
1982
1984
1986
1988
1990
1992
1994
1996
1998
2000
2002
2004
2006-1000
0
1000
2000
3000
4000
5000A
nnualy
ave
rage S
PE
s flu
x [p
fu]
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
Ozo
ne m
ass
defic
iency
in [
Mt]
Electrons with E>2 MeV measured on GOES 10
1998
1999
1999
2000
2001
2001
2002
2003
2004
2004
2005
2006
2007
2007
2008-2E+04
0E-01
2E+04
4E+04
6E+04
8E+04
Ele
ctr
ons (
GO
ES
10)
29
ЗАКЛЮЧЕНИЕ:
• Отрицателния тренд не е единственото изменение в озоновия слой наблюдавано през последните 50 години;
• Наблюдава се 22 годишна вариация, която е свързана с с модулацията на галактичните космични лъчи от хелиосферата. Тази модулация зависи от знака на заряда носен от частиците (α частици и електрони) и създава условия за разрушаването или образуването на озон, в зависимост от направлението на слънчевото магнитно поле;
• Периодите на силен озонов дефицит в края на 80-те и 90-те години на 20 век по-вероятно са резултат от съвместното действие на:
– двете вулканични изригвания – Еl Chichon и Pinatubo– интензивни Слънчеви ерупции на “твърди” (високо
енергийни) протони.
а не на ограничените емисии на хлорни съединения;
30
ЗАКЛЮЧЕНИЕ (2)
• От друга страна, тенденцията към възстановяване на озоновия слой в последното десетилетие по всяка вероятност се дължи на съвместното действие на два фактора:– отрицателната полярност на хелиомагнитното поле и
електроните като доминираща компонента на галактичните космични лъчи;
– интензивните потоци от релативистки електрони (по данни от спътниците GOES 7 и 10) и ниско-енергетични протони с енергии около 1 МeV;
Тези два фактора способстват за унищожаването на озона във височина, но същевременно и неговото образуване в средната и ниска стратосфера.