Atmospheric Chemistry and Physics: Изменчивость содержания озона и водяного пара в полярной средней атмосфере, наблюдаемая с помощью наземных микроволновых радиометров
Используя непрерывные измерения содержания озона и водяного пара с помощью двух наземных радиометров GROMOS-C и MIAWARA-C в Ню-Олесунне, Шпицберген (79° с.ш., 12° в.д.), начавшихся в сентябре 2015 года, и объединив наборы данных MERRA-2 и Aura-MLS. авторы анализируют межгодовое поведение и различия в содержании озона и водяного пара и составляют климатологию обоих газов, описывающую их годовой ход в полярных широтах. Проведено климатологическое сопоставление измерений этих наземных радиометров с данными реанализа и спутников. Общие различия отношения смеси озона по объёму между GROMOS-C и Aura-MLS в климатологии в основном находятся в пределах ±7% в средней и верхней стратосфере и превышают 10% в нижней мезосфере (1–0,1 гПа) в марте и октябре. Что касается климатологии водяного пара, то среднее совпадение MIAWARA-C и Aura-MLS составляет 5% между его значениями отношения смеси по объёму во всей стратосфере и мезосфере (100–0,01 гПа). Сравнение с MERRA-2 выявляет расхождения более чем на 50% выше уровня 0,2 гПа в зависимости от реализованных схем переноса излучения и другой физики модели. Кроме того, авторы провели сопряжённое сравнение широт, определяя виртуальную станцию в Южном полушарии с географическими координатами (79° ю.ш., 12° в.д.), чтобы исследовать межполушарные различия в составе атмосферы. Оба следовых газа демонстрируют гораздо более выраженную межгодовую и сезонную изменчивость в северном полушарии, чем в южном. Оценены эффективные вертикальные скорости переноса водяного пара, соответствующие периодам апвеллинга и даунвеллинга, обусловленным остаточной циркуляцией. В северном полушарии скорость подъёма водяного пара (с 5 мая по 20 июня в 2015, 2016, 2017, 2018 и 2021 годах и с 15 апреля по 31 мая в 2019 и 2020 годах) составляет 3,4 ± 1,9 мм с−1 (MIAWARA-C) и 4,6 ± 1,8 мм с−1 (Aura-MLS), а скорость спуска (с 15 сентября по 31 октября в 2015–2021 гг.) 5,0 ± 1,1 мм с−1 (MIAWARA-C) и 5,4 ± 1,5 мм с−1 (Aura-MLS) в диапазоне высот около 50–70 км. Скорость подъёма водяного пара (с 15 октября по 30 ноября в 2015–2021 гг.) и спуска (с 15 марта по 30 апреля в 2015–2021 гг.) в южном полушарии составляет 5,2 ± 0,8 и 2,6 ± 1,4 мм с−1 по данным Aura-MLS, соответственно. Анализ вертикальных скоростей переноса водяного пара также выявляет более высокую изменчивость в северном полушарии и подходит для мониторинга и описания эволюции северной и южной полярной динамики, связанной с полярным вихрем, в зависимости от времени и высоты.