Широтный ход фаз основных спектральных мод общего содержания озона по данным спутниковых измерений TOMS-SBUV

В работе представлены результаты исследования пространственной и временной изменчивости фаз основных колебаний общего содержания озона (ОСО) на основе анализа данных "Merged TOMS-SBUV Total Ozone Data, Revision 05" за 01.1979-12.2008 гг. Методами Фурье и вейвлетного анализа определены наиболее стабильные колебания ОСО и построены глобальные карты распределения параметров этих колебаний. Метод выделения фазы основан на реконструкции временных рядов в выбранных спектральных интервалах и анализе вариаций фазы таких композитных рядов во времени и в пространстве.
Характерным для годовых колебаний (сумма гармоник с периодами от 11.5 до 12.5 месяцев) является запаздывание максимума годовой гармоники при движении с севера на юг, синхронизация с ходом солнечной инсоляции и наличие широтных зон в южном и северном полушарии, в которых колебания происходят в противофазе.
Основная особенность квазидвухлетних гармоник с периодами от 25 до 36 мес. - узкий и резкий максимум колебаний над экватором и симметричные минимумы на широтах 10-12N и 10-12S относительно которых происходит переворот фазы колебаний почти на 180 градусов. Распределение амплитуд и фазы колебаний дает возможность интерпретировать максимум над экватором как пучность, а симметричные минимумы – как узлы стоячей волны. Фазы квазидвухлетних колебаний в умеренных и высоких широтах обоих полушарий с течением времени могут опережать или отставать от фазы колебаний над экватором.
Наиболее обширная зона, в которой наблюдаются квазипятилетние колебания с периодами от 40 до 70 месяцев - это восточная часть Тихого океана, примерно от линии смены дат до побережья Южной и Северной Америки. Фазовые соотношения для этих колебаний не вполне отчетливы.
Квазидесятилетние колебания с периодами от 90 до 144 месяцев в высоких северных и южных широтах различаются по фазе на 2-3 года. Пространственное распределение фазы квазидесятилетних вариаций ОСО таково, что в северных и умеренных широтах максимум совпадает с начальной фазой максимума солнечной активности, в тропиках фаза максимума колебаний отстает на 0.5-1 год и приходится на период максимума солнечной активности, а в южных умеренных широтах максимум наступает с задержкой до 2 лет.
Представленные в работе результаты анализа временной и пространственной изменчивости фазы основных спектральных мод общего озона могут быть использованы в задачах моделирования и прогноза озонового слоя.
Работа выполнена при частичной поддержке РФФИ, гранты № 06-05-64157, 10-05-00356.