Использование спутниковых измерений TOMS и SBUV для анализа связи озона с особенностями общей циркуляции и солнечной активностью в тропиках

Тропическая область является главным источником озона, поэтому изучение временных и пространственных особенностей распределения озона в этой области и их связь с глобальной циркуляцией атмосферы и солнечной активностью имеет важное значение для оценки вкладов естественных и антропогенных факторов в изменчивость озона.
Применение метода Эмпирических Ортогональных Функций (ЭОФ) для анализа глобальных полей озона, полученных в результате спутниковых измерений, позволило выделить особенности в пространственном и временном распределении озона, тесно связанные с циркуляционными и солнечно обусловленными факторами. Для анализа использовались поля среднемесячных значений общего содержания озона (ОСО) в широтной области 30ю.ш. – 30с.ш., с предварительно удаленным сезонным ходом, по данным спутниковых наблюдений TOMS (version 8) и SBUV (version 8) за период 1979-2003 г.г.. Первые четыре ЭОФ озона описывают более 75% изменчивости аномалий ОСО в тропиках и тесно связаны: с квазидвухлетним циклом (КДЦ) (ЭОФ-1, 35% изменчивости); с 11-летним солнечным циклом (ЭОФ-2, 25% изменчивости); с 20,4 месячным циклом (ЭОФ-3, 14% изменчивости), который представляет собой интерференцию КДЦ и сезонного цикла; и Южной Осцилляцией (ЭОФ-4, 3,5% изменчивости). Основываясь на ЭОФ разложении, была разработана и апробирована регрессионная модель для оценки среднемесячных значений ОСО.
Для исследования вертикальных особенностей распределения озона использовались средне зональные вертикальные профили озона по данным SBUV (version 8). В результате проведенного ЭОФ анализа были выделены ЭОФ моды широтно-высотного распределения озона непосредственно связанные с 11-ти летним солнечным циклом и КДЦ.
В результате детального анализа полей общего содержания и вертикальных профилей озона было обнаружено опережение КДЦ сигнала в озоне на экваторе по сравнению с индексом КДЦ. Опережение составляет 2-5 месяцев и зависит от фазы КДЦ. Механизм опережение был рассмотрен на примере анализа вертикальных профилей парциального давления озона в течение одного КДЦ цикла.
Исследовалась широтная зависимость фазы КДЦ для озона. Обнаружено, что смена фазы КДЦ для озона наблюдается на 12 гр. широты в обоих полушариях.