Воздействие вариаций коротковолновой солнечной радиации на состав и динамику атмосферы по данным наблюдений и модельным расчетам

• скачать

   Поток коротковолновой солнечной радиации на верхней границе земной
   атмосферы испытывает вариации в широком диапазоне временных масштабов.
   Среди них - колебания с периодами около 11 лет (11-летний цикл), 2-2.5 лет
   (квазидвухлетний цикл) и 27 суток (27-суточный, или вращательный цикл).
   Амплитуда 27-суточного цикла может достигать 60% от амплитуды 11-летнего
   цикла, в то время как квазидвухлетние вариации потока солнечной радиации в
   несколько раз слабее. В докладе будут представлены результаты, касающиеся
   некоторых эффектов этих трех солнечных циклов в средней атмосфере Земли.
  

   Влияние 27-суточного солнечного цикла на атмосферу изучалось с помощью
   химико-климатической модели HAMMONIA. В то время как термический и
   химический отклики в верхней атмосфере очень отчетливы и постоянны при
   неизменном форсинге, отклики в стратосфере и мезосфере имеют
   перемежающийся характер и очень изменчивы во времени. Отклики во
   внетропических широтах в целом зависят от сезона, и их чувствительность
   зимой часто больше, чем летом. Модельные результаты показывают, что важную
   роль в отклике стратосферы на 27-суточный солнечный цикл могут играть
   динамические процессы.
  

   Важнейший компонент атмосферной циркуляции - квазидвухлетние колебания
   зональной скорости экваториального стратосферного ветра, оказывающие
   значительное влияние и на динамику атмосферы средних и полярных широт.
   Нами обнаружена высокая когерентность квазидвухлетних колебаний скорости
   экваториального стратосферного с аналогичными вариациями коротковолновой
   солнечной радиации. Колебания скорости ветра в окрестности слоя
   стратопаузы происходят в фазе с солнечными квазидвухлетними вариациями.
   Показано, что меридиональный градиент концентрации озона в этом слое
   испытывает квазидвухлетние вариации, которые, в соответствии с уравнением
   термического ветра, могли бы служить причиной синхронизации
   квазидвухлетних колебаний скорости ветра с солнечными вариациями.
  

   По данным измерений нами обнаружено влияние 11-летнего цикла солнечной
   активности на стратосферное содержание двуокиси азота в средних и полярных
   широтах. Оно противоположно по знаку влиянию 11-летнего цикла на
   стратосферный озон. Анализ данных наблюдений и модельные расчеты показали,
   что 11-летний солнечный цикл оказывает существенное влияние на
   меридиональный перенос стратосферного озона в зимний период, особенно
   значительное в северном полушарии. Обнаружен также 11-летний цикл скорости
   экваториального стратосферного ветра. Вертикальный профиль фазы 11-летних
   колебаний скорости ветра аналогичен профилю фазы квазидвухлетних
   колебаний. Кроме того, выявлена 11-летняя модуляция периода и амплитуды
   самих квазидвухлетних колебаний скорости ветра.