Вариации общего содержания озона на российских антарктических станциях. Результаты многолетних наблюдений

The results of observations of total ozone content (TOC) at the Russian Antarctic stations Mirny (66° 34′ N, 93° 01′ E), Novolazarevskaya (70° 46′ S, 11° 50′ E) and Vostok (78° 38′ S, 106° 52′ E) from 1975 to 2017 are presented. Measurements were carried out by filters ozonemeters M-83/M-124. Throughout this period, there have been steady decreases in TOC in spring time. Early 1990s, the average TOC in September and October at Mirny decreased by 70–75 % of its average values for 1975–1980. The effect of the ozone hole and its intensity depend on ozone-depleting substance (ODS) levels, the dynamical processes and variations of temperature in the stratosphere. Considering the slow rate of decrease ODSs concentration, changes in size and depth of ozone hole have been mainly controlled by variations in temperature and dynamical processes. The destruction of the stratospheric circumpolar vortex early spring of 1988 was the reason that the spring negative anomaly of the TOC was not formed at all. A sharp increase of temperature in the stratosphere in the spring of 2002 was accompanied by an increase in the TOC. It led to reduction in the size of the “ozone hole” and even its dividing into two parts at the end of September. Since the early 2000s, there has been a tendency to return the TOC to the values observed in 1970s and to increase its interannual variability in comparison to 1990s.В статье представлены результаты наблюдений за общим содержанием озона на российских антарктических станциях Мирный (66° 34′ ю.ш., 93° 01′ в.д.), Новолазаревская (70° 46′ ю.ш., 11° 50′ в.д.) и Восток (78° 38′ ю.ш., 106° 52′ в.д.) с 1975 г. по настоящее время. Измерения выполнялись фильтровыми озонометрами М-83/М-124. За этот период наблюдалась устойчивая тенденция уменьшения общего содержания озона антарктической весной. К началу 1990-х гг. средние величины общего содержания озона в сентябре и октябре на ст. Мирный составляли лишь 70–75 % от их среднего значения за 1975–1980 гг. Степень проявления эффекта озоновой дыры существенно зависит от количества озоноразрушающих веществ в атмосфере, динамических факторов и температуры в стратосфере. Учитывая медленное уменьшение количества озоноразрушающих веществ в атмосфере, изменения размеров и интенсивности озоновой дыры вызываются в основном колебаниями температуры и динамическими процессами. Разрушения стратосферного циркумполярного вихря уже ранней весной в 1988 г. было причиной того, что весенняя отрицательная аномалия общего содержания озона вообще не сформировалась. Резкое значительное повышение температуры стратосферы весной 2002 г. сопровождалось ростом общего содержания озона. Это привело к уменьшению размеров дыры и даже ее разделению на две части к концу сентября. С начала 2000-х гг. наблюдается тенденция возвращения величин общего содержания озона к значениям, характерным для периода, предшествовавшего проявлению эффекта озоновой дыры, и увеличение межгодовой изменчивости общего содержания озона весной по сравнению с последним десятилетием прошлого века

Результаты мониторинга аэрозольной составляющей атмосферы в средних и высоких широтах и над акваторией Мирового океана

The article analyzes the observation data for the total optical thickness of the atmosphere at mid-latitude stations of the background air pollution monitoring on the territory of the Russian Federation for more than 40 years. The obtained results are compared with similar results in Northern and Southern Polar regions.The data of direct spectral observations of the aerosol optical thickness at the AERONET stations located in high and middle latitudes, as well as the spectral observational data over the Atlantic and Southern oceans collected during the voyages of research vessels to Antarctic and back, have been also drawn to the consideration. The analysis of observational data collected in such diverse conditions, allows evaluating the specificity and dynamics of aerosol pollution in various regions of the planet.В статье анализируются данные наблюдений за интегральной оптической толщиной атмосферы на среднеширотных станциях фонового мониторинга загрязнения атмосферы на территории Российской Федерации за более чем 40-летний период; данные спектральных фотометрических наблюдений за аэрозольной оптической толщиной на станциях международной сети AERONET, расположенных в высоких и средних широтах; данные спектральных фотометрических наблюдений в Атлантическом и Южном океанах, накопленные во время рейсов научно-экспедиционных судов в Антарктиду и обратно. Сопоставлены друг с другом результаты одних и тех же видов наблюдений в средних широтах и в северной и южной полярных областях. Анализ материалов наблюдений, полученных в таких разнообразных условиях, позволил оценить специфику и динамику изменений аэрозольного загрязнения в различных регионах планеты

База данных часовых и суточных сумм суммарной радиации на российских антарктических станциях: анализ изменения суммарной радиации за весь период наблюдений в Антарктиде

Given the significant changes in the climate on the planet as a whole, databases and archives of data on the main climate-forming characteristics of the atmosphere, collected over long periods of time in various regions of the globe and, in particular, in the polar regions, acquire a special role. Total solar radiation is one of the most important parameters affecting the energy balance of the Earth-atmosphere system. We have created a database (DB) of hourly and daily sums of total radiation (Q) at the Russian Antarctic stations, designed to study the radiation regime of the Antarctic, from the beginning of actinometric observations to 2019. The information presented in the database was collected at five Antarctic stations — Bellingshausen, Vostok Mirny, Novolazarevskaya and Progress. The database has undergone a state registration procedure and is registered under No. 2020621401. The article gives a description of the structure of the DB and presents detailed information for each station. To provide an example of how database information can be used, characteristics of the total radiation in different parts of the Antarctic continent are obtained. Thus, it is found that the average monthly amounts of Q in the continental part of Antarctica on the high plateau (Vostok station) in conditions of minimal cloudiness and high transparency during the Antarctic summer are maximum and average 1240 MJ/m2. At the same time, at the tip of the Antarctic Peninsula (Bellingshausen station) during the same period, the average monthly amounts of Q due to the almost constantly present cloud cover do not exceed 570 MJ/m2. In the coastal areas at the three remaining stations, the average monthly amounts of total radiation range from 908 MJ/m2 (Progress) to 950 MJ/m2 (Mirny). Estimates of variability characteristics of daily, monthly, and annual sums of total radiation at all the five stations for the entire observation period up to 2019 were also obtained. The absence of statistically significant long-term trends in the annual and monthly sums of total radiation at all the stations under consideration was noted. The results of their analysis indicate that there are no significant changes in the inflow of total solar radiation to the Antarctic surface over more than sixty years of actinometric observations.С учетом ощутимых изменений климата на планете в целом, особую роль приобретают базы и архивы данных основных климатообразующих характеристик атмосферы, собранных за длительные периоды времени в различных районах земного шара и, в частности, в полярных областях. Суммарная солнечная радиация входит в число важнейших параметров, влияющих на энергетический баланс системы Земля — атмосфера. В статье приведено описание созданной базы данных (БД) часовых и суточных сумм суммарной радиации на российских станциях Антарктиды. БД предназначена для исследования радиационного режима Антарктики с начала актинометрических наблюдений и до настоящего времени. База данных прошла процедуру государственной регистрации и зарегистрирована под № 2020621401. На основе содержащейся в ней информации были получены оценки характеристик изменчивости суточных, месячных и годовых сумм суммарной радиации на станциях Беллинсгаузен, Восток, Мирный, Новолазаревская и Прогресс за весь период наблюдений по 2019 г. Результаты их анализа свидетельствуют об отсутствии существенных изменений в поступлении суммарной солнечной радиации на антарктическую поверхность за более чем шестидесятилетний период актинометрических наблюдений

Многолетняя изменчивость годовых сумм суммарной и поглощенной солнечной радиации в Арктике

Variability of total (Q) and absorbed (Q – R) radiation after the year 2000 at some Russian Arctic stations in comparison with the long-term variability of these characteristics since the beginning of observations and until 1992 was investigated. As estimating parameters, the normalized by multiyear averages for 1961–1990 of anomalies of annual sums of total and absorbed radiation were chosen. We have analyzed the variability of total cloudiness and integral optical thickness characterizing transparency of the atmosphere as the factors producing the largest influence on total radiation incoming to the land surface. The integral optical thickness of the atmosphere in the Arctic after 2000 was most likely determined by specifics of air pollutants coming to the Arctic atmosphere and was significantly higher in the western Arctic area, than in the eastern one. After 2000 practically at all stations considered, the income of total radiation appeared to be below the multiyear average. Significant by the absolute value, but different by the sign, changes of absorbed radiation were recorded. The long-term periods of decrease and the subsequent increase of the incoming solar radiation observed at the European stations and called as “global dimming and global brightening” were not revealed at the Russian Arctic actinometric stations.Исследована изменчивость суммарной (Q) и поглощенной (Q – R) радиации после 2000 г. по данным отдельных арктических станций в сравнении с многолетней изменчивостью этих характеристик с начала наблюдений и по 1992 г. В качестве оценочных параметров выбраны нормированные на многолетние средние за 1961–1990 гг. значения аномалий годовых сумм суммарной и поглощенной радиации. Проанализирована изменчивость общей облачности и интегральной оптической толщины, характеризующей прозрачность атмосферы, как факторов, оказывающих наибольшее влияние на поступление суммарной радиации. Интегральная оптическая толщина атмосферы в Арктике после 2000 г., скорее всего, определялась спецификой поступления загрязняющих веществ в арктическую атмосферу и существенно выше в западном арктическом районе, нежели в восточном. После 2000 г. практически на всех рассматриваемых станциях приход суммарной радиации оказался ниже многолетней нормы. Зафиксированы значительные по абсолютной величине, но неодинаковые по знаку изменения поглощенной радиации. Длительных периодов уменьшения и последующего увеличения приходящей солнечной радиации, наблюдавшихся на европейских станциях и названных глобальным помутнением и просветлением атмосферы (“global dimming and global brightening”), на российских арктических актинометрических станциях не обнаружено