Atmospheric Chemistry and Physics: Показатели восстановления озона для отдельных участков в средних широтах северного полушария, полученные на основе различных наборов данных об общем содержании озона в столбе (1980–2020 гг.)
Предложен метод изучения текущего состояния восстановления озона, связанного с изменениями содержания озоноразрушающих веществ (ОРВ) в стратосфере. Используемые наборы данных об общем содержании озона в столбе (ОСО) основаны на наземных (с помощью спектрофотометра Добсона и/или Брюера) измерениях, спутниковых наблюдениях (с помощью инструментов Solar Backscatter Ultraviolet (SBUV) и Ozone Mapping and Profiler Suite (OMPS)) и результатах реанализа (многосенсорный реанализ версии 2 (MSR2) и ретроспективный анализ современной эпохи для исследований и приложений, версия 2 (MERRA2)). Временные ряды ОСО рассчитываются для выбранных мест в средних широтах северного полушария (35–60° с.ш.), являющихся местоположениями станций с долгосрочными наблюдениями ОСО, заархивированными во Всемирном центре данных по озону и ультрафиолетовому излучению (WOUDC). Среднемесячные значения ОСО (1980–2020 гг.) усредняются за период с апреля по сентябрь для получения временных рядов ОСО для тёплого периода года. Рассмотрены два типа усреднённых временных рядов ОСО: исходный и непрокси-временной ряд с удалённой естественной изменчивостью по стандартной модели множественной регрессии. Временные ряды ОСО были сглажены с помощью сглаживающего устройства диаграмм рассеяния с локальным взвешиванием (LOWESS) и суперсглаживающего устройства (SS). Сглаженные значения ОСО в 1980, 1988, 1997 и 2020 годах использовались для построения индексов восстановления озона (ORI) в 2020 году. Это ключевые годы во временном ряду эквивалентного эффективного стратосферного хлора (EESC) за период 1980–2020 гг., т.е. стратосфера была лишь незначительно загрязнена ОРВ в 1980 г., 1988 г. – это год, в котором значение EESC равно его значению в конце (2020 г.), а в 1997 г. максимум EESC пришелся на среднеширотную стратосферу. Первый предложенный ORI, ORI1, представляет собой нормализованную разницу между значениями ОСО в 2020 и 1988 годах, а второй, ORI2, - процент восстановленного ОСО в 2020 году с момента достижения максимума ОРВ. Следуя этим определениям, соответствующие эталонные диапазоны (от −0,5% до 1% для ORI1 и от 40% до 60% для ORI2) получены путём анализа набора возможных временных рядов EESC, смоделированных с помощью автоматического переводчика Годдарда. Фазы восстановления озона классифицируются путём сравнения текущих значений ORI и их диапазонов неопределённости (путём начальной загрузки) с этими эталонными диапазонами. В проанализированных временных рядах ОСО для конкретных комбинаций наборов данных, типов данных и используемого сглаживания обнаружено более быстрое (для ORI1 или ORI2 выше контрольного диапазона) и более медленное (для ORI1 или ORI2 ниже контрольного диапазона) восстановление в 2020 г., чем что следует из изменения EESC и продолжения снижения ОСО после пика EESC (ORI2 < 0%). Сильный сигнал более медленного восстановления ОСО обнаружен в Торонто, Хоэнпайссенберге, Градце Кралове и Бельске. Продолжение снижения содержания озона после изменения концентрации ОРВ обнаруживается как в исходных, так и в косвенных временных рядах WOUDC (Торонто), SBUV и OMPS (Торонто, Ароза, Хоэнпайссенберг, Уккле, Градец Кралове и Бельск) и данных MERRA2 (Ароза, Гогенпайссенберг, Градец Кралове и Бельск).
