Эволюция озона и озоноактивных компонент в нижней стратосфере полярных широт в зимне-весенний период тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.29, кандидат физико-математических наук Лукьянов, Александр Николаевич

• Лукьянов, Александр Николаевич
• кандидат физико-математических наук
• 2001

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Лукьянов, Александр Николаевич

Введение.

1. Описание модели.

• Расчёт траекторий.

• Фотохимическая бокс-модель.

• Схема интегрирования.

• Расчёт скоростей фотолиза.

• Учёт гетерогенных реакций на поверхности полярных стратосферных облаков и стратосферном аэрозоле.

• Валидация модели.

2. Адвекция изолиний потенциальной завихрённости внутри полярного стратосферного циклона. Определение средней скорости неадиабатического оседания внутри вихря.

3. Оценка химической деструкции озона вй^р^.полярйого стратосферного циклона с помощью мультитраекторной химической модели.

4. Применение обратных по времени траекторий для получения значений химических компонент в узлах регулярной сетки. Приложение траекторной модели к усвоению спутниковых данных на примере данных ILAS.

5. Исследование эволюции температуры, озона и других химических компонент вдоль траектории движения воздушной массы в условиях

Арктики и Антарктики в зимне-весенний период.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Эволюция озона и озоноактивных компонент в нижней стратосфере полярных широт в зимне-весенний период»

Важная роль стратосферного озона определяется его способностью поглощать ультрафиолетовое излучение Солнца, разрушающее на поверхности Земли важнейшие биологические элементы- белки и нуклеиновые кислоты. Кроме того, поглощение озоном этого ультрафиолетового излучения приводит к нагреванию стратосферы, определяя тем самым её температурные и динамические характеристики.

В работах [1] и [2] представлен детальный обзор исследований, связанных с разрушением озона в стратосфере. Наблюдения за общим содержанием озона (ОСО), основанные на поглощении ультрафиолетового солнечного излучения, начались в начале прошлого века. Начиная примерно с 1980 года систематические измерения ОСО указывают на устойчивую тенденцию его уменьшения в глобальном масштабе. Эту тенденцию подтверждают и широкомасштабные спутниковые измерения, которые начались с 1979 года ( приборы TOMS, TOVS и т.д.). Наиболее драматическое снижение озона наблюдается в зимне-весенние периоды в полярных областях, в Антарктике (до 50%) и в Арктике (15-30%). С момента обнаружения озоновой дыры в Антарктиде в 1985 году количество исследований, связанных с озоном и другими озоноактивными компонентами, значительно увеличилось. Начиная с 1980-х годов также проводятся измерения вертикального распределения озона (ВРО), которые показывают, что указанное сезонное разрушение озона происходит, как правило, на высотах 15-25 км. Уменьшение озона на этих высотах невозможно объяснить только динамическими процессами или чисто газофазной химией.

К настоящему времени установлено, что разрушение озона в полярных областях вызвано сочетанием динамических и химических процессов с участием гетерогенных реакций. Отсутствие солнечного излучения в высоких широтах в зимний период приводит к охлаждению в полярной области. Температурный градиент между высокими и средними широтами вызывает возникновение сильного струйного течения, которое является барьером для перемешивания этих областей. Вследствие изолированности воздушных масс внутри полярного стратосферного циклона, обычно формирующегося в конце осени, температура в этой неосвещённой солнцем области еще более понижается и достигает пороговых 195 К) значений температуры образования полярных стратосферных облаков (ПСО). На поверхности частиц ПСО происходят гетерогенные реакции, которые преобразуют основные хлорные резервуары C10N02 и НС1 в молекулярный хлор. Затем в присутствии солнечного излучения С12 переходит в активную форму С10х, каталитически разрушающую озон. Несмотря на то, что азотный цикл разрушения озона является доминирующим в нижней стратосфере, в условиях сильной активизации хлорных составляющих на поверхности ПСО окислы азота играют положительную роль по отношению к озону. Реакция между N02 и СЮ приводит к восстановлению C10N02 и уменьшению С10х. В этой связи существует ещё и другая отрицательная сторона воздействия ПСО на указанные выше процессы. Вследствие гетерогенной химии на поверхности частиц ПСО окислы азота преобразуются в HN03 (деноксификация). При понижении температуры увеличивающиеся в размере частицы ПСО начинают гравитационно оседать, необратимо унося с собой замёрзшую HN03 из рассматриваемой воздушной массы (денитрификация), тем самым уменьшая суммарный азот. В результате реакция по восстановлению C10N02 замедляется и значение СЮХ продолжает оставаться высоким, приводя к продолжительному разрушению озона даже в отсутствие ПСО.

Для исследования таких химических процессов во взаимодействии с динамическими процессами разрабатываются различные типы стратосферных моделей.

Первые численные модели стратосферной химии являлись одномерными и предполагали атмосферу полностью перемешанной в горизонтальном направлении, рассматривая при этом только вертикальную зависимость. Двумерные модели, разработка которых началась около 30 лет назад, дополнительно принимают во внимание широтную зависимость атмосферных составляющих и меридиональный перенос, вводя при этом понятие зонального среднего. Такие модели позволяют описывать долгопериодные процессы (до 100 лет) при средних вычислительных мощностях, таким образом прогнозируя изменение климата и состава атмосферы. Однако для изучения сезонных и мезо-масштабных процессов, например таких как разрушение озона в полярных широтах в зимне-весенний период, необходимо учитывать незональность распределения динамических и химических параметров, что особенно характерно для Северного полушария. Для этих целей стали разрабатываться трёх-мерные химические-транспортные модели (ХТМ), которые либо в качестве метеорологических параметров используют данные центров анализа метеорологической информации (off line), либо химический блок встраивается в модель общей циркуляции и выполняется пошагово с вычислением скоростей и температуры (in line). Первый вариант чаще применяется для сезонного моделирования и сравнения с экспериментальными данными. Однако оба варианта, а особенно второй, требуют высоких вычислительных мощностей.

Все перечисленные выше модели относятся к классу Эйлеровых моделей, в которых значения химических составляющих рассчитываются в узлах фиксированной в пространстве сетки. При этом изменение концентрации химической компоненты в рассматриваемой области обуславливается как химическими источниками и стоками этой компоненты так и динамическими потоками, втекающими в эту область и вытекающими из неё. Альтернативный (Лагранжев) подход основан на интегрировании уравнения непрерывности для каждой компоненты вдоль траектории движения фиксированной воздушной частицы. Давление, температура, зенитный угол Солнца обновляются на каждом временном шаге вдоль траектории и являются входными параметрами для химической бокс-модели. При этом динамика удаляется из рассмотрения, а остаются только химические источники и стоки. Применительно к проблеме деструкции озона это означает, что лагранжев подход позволяет напрямую оценить чисто химическое разрушение озона.

В настоящее время траекторные химические модели (ТХМ) находят всё большее применение. Это обусловлено тем, что для расчёта траекторий движения воздушных масс всё более широко применяются данные центров анализа метеорологических полей (ECMWF, UKMO, NCEP и т. д). Эти центры используют информацию со спутников, а также традиционные аэрологическую и наземную наблюдательные сети станций. Качество анализа повышается за счёт совершенствования методов усвоения данных наблюдений и повышения их разрешения по времени и пространству. Всё это в конечном итоге приводит к повышению точности рассчитываемых траекторий. Тем не менее существующие ошибки в расчёте траекторий не позволяют проводить долго-периодное моделирование, но для исследования внутри-сезонных процессов траекторные модели широко применяются [3].

Следует отметить, что по сравнению с ХТМ траекторные модели не обладают численной диффузией, приводящей к исскуственному размыванию неоднородностей в пространственном распределении химических составляющих, тем самым внося неточность в абсолютные значения [4]. Это преимущество ТХМ позволяет их использовать для исследования тонкой структуры распределения составляющих, особенно в районе границы полярного стратосферного вихря. Траекторные модели находят своё применение при исследовании слоистости вертикальных профилей трассёров [5]. Из каждой точки профиля с большим вертикальным разрешением рассчитываются обратные траектории, которые переносят значения трассёров в точку измерения. Слоистость в основном характерна для областей, прилегающих к границе полярного стратосферного вихря, где воздушные массы на разных высотах могут иметь различное происхождение.

Метод 'адвекция контура' [6] также основан на траекториях и представляет собой адвекцию частиц, составляющих изолинию потенциальной завихренности, с добавлением или удалением частиц из контура в зависимости от расстояния между соседними частицами. Эта процедура позволяет проследить непрерывность таких контуров и образование нитеобразных структур, отделяющихся от полярного стратосферного вихря и попадающих в средние широты. Такого же результата можно достигнуть, используя множество обратных во времени траекторий, которые берут своё начало в узлах регулярной сетки [7]. Затем в конечных точках задаются значения компонент с помощью интерполирования модельных или экспериментальных данных. После этого в зависимости от химической активности компоненты, либо её значение непосредственно переносится в узел сетки в прямом направлении вдоль рассчитанной траектории, либо при этом ещё учитываются химические источники и стоки с привлечением химической бокс-модели.

Способность траекторий переносить значения трассёров вперёд и назад по времени также используется для картографирования спутниковых данных на синоптические карты [3]. Поскольку изначально эти данные распределены нерегулярно по времени и пространству, стоит задача их собирания в определенное время и в определённой области. При этом наиболее приемлемые результаты получаются при увеличении количества собранных данных, т. е. при использовании большого количества траекторий.

Использование химической бокс-модели вдоль отдельно взятой траектории представляет самостоятельный интерес. Эволюция различных химических компонент вдоль траектории позволяет исследовать чувствительность модели к начальным данным и вариациям температуры, зенитного угла солнца и других параметров вдоль траектории.

Кроме того траекторные модели позволяют исследовать предисторию воздушных масс, прибывающих в точку измерения, что особенно важно при анализе экспериментальных данных. Прогностические траектории могут быть использованы для координации измерений, как это делается по методике MATCH [8]. Для того, чтобы исследовать одну и ту же воздушную массу, озонозонды скоординированно выпускаются на тех станциях, которые расположены вдоль прогностических траекторий. Такой метод позволяет непосредственно оценить скорость химического разрушения озона. Применение ТХМ вдоль множества траекторий, расположенных внутри полярного стратосферного циклона, может быть использовано для сравнения с результатами MATCH эксперимента. В работе [9] в результате такого сравнения для 1995 года показано, что модель занижает скорость разрушения озона по сравнению с экспериментальными данными для января, при этом в марте демонстрируя хорошее согласие. На основании этого сделан вывод, что существуют процессы, которые на сегодняшний день в современных моделях не учтены и требуют дальнейших исследований.

Для определения средних характеристик в области вихря, включая скорость химической деструкции озона, используется большое количество траекторий. В работе [10] начальные точки траекторий располагались равномерно внутри вихря. В качестве вертикальных скоростей использовались скорости радиационного охлаждения, полученные из радиационной модели. В результате была исследована эволюция озона внутри воздушной массы в среднем по вихрю в зависимости от различных схем образования ПСО и с учётом и без учёта денитрификации. В представляемой работе был использован аналогичный подход, только вместо равномерного распределения по вихрю начальных точек траекторий для их инициализации использовались изолинии потенциальной завихренности. При таком подходе мы получаем не просто средние характеристики по вихрю, но также и их широтную зависимость. Кроме того в отличие от [10] для расчёта 3-х мерных траекторий был использован непосредственно вертикальный ветер из

ECMWF вместо скоростей радиационного охлаждения. С помощью таких расчётов были получены скорости неадиабатического оседания, которые использовались для анализа данных озонозондов на станциях Якутск (62°N, 130°Е) , Салехард (67°N, 67° Е) и Нью-Алесунд (79°N, 12°Е).

Лагранжев подход с использованием неадиабатических траекторий непосредственно даёт оценку скорости химического разрушения озона. При использовании же Эйлерова подхода для оценки этой скорости в фиксированной области, необходимо учитывать скорость неадиабатического оседания [11].

Целью диссертационной работы является разработка траекторной фотохимической модели и исследование с ее помощью химических процессов в нижней стратосфере, ответственных за деструкцию озона.

Для достижения поставленной цели в рамках данной работы решались следующие основные задачи:

• анализ существующих траекторных фотохимических моделей;

• разработка траекторной фотохимической модели;

• создание программного кода модели на языке ФОРТРАН, включающей в себя блок расчёта траекторий и фотохимический блок;

• валидация по схеме модель/модель;

• проведение оценок скоростей неадиабатического оседания воздушных масс и химической деструкции озона внутри полярного стратосферного вихря и сравнение с экспериментальными данными;

• определение значений химических компонент в узлах регулярной сетки с помощью обратных по времени траекторий;

• создание алгоритма для применения мульти-траекторной модели и апробация алгоритма усвоения спутниковых данных с помощью траекторий;

• исследование эволюции озоноактивных компонент вдоль траектории движения воздушной массы в условиях Арктики и Антарктики.

Научная новизна работы состоит в следующем:

• Разработана траекторная фотохимическая модель, позволяющая рассчитывать эволюцию химических компонент вдоль изэнтропических, квази-изэнтропических и 3-х мерных траекторий;

• Впервые проведён сравнительный анализ модельных расчётов и данных озонозондов на станции Якутск за 1995-1997 и 2000 года в зависимости от эквивалентной широты внутри вихря. Получены оценки совокупных потерь озона внутри воздушной массы, вызванные чисто химическим разрушением, для различных зимне-весенних периодов (лагранжев подход);

• Впервые для оценки средних скоростей неадиабатического оседания и химической деструкции озона внутри полярного стратосферного вихря использовались значения вертикального ветра из данных ECMWF (Европейского центра средне-срочного прогноза);

• Впервые апробирован метод траекторного картографирования данных прибора ILAS с помощью траекторной фотохимической модели.

Практическое значение полученных результатов заключается в том, что разработанная модель позволяет:

• непосредственно оценить чисто химическое разрушение озона, поскольку интегрирование с помощью химической бокс-модели осуществляется внутри фиксированной воздушной массы;

• определить тонкую структуру в пространственном распределении химических компонент, что имеет важное значение для исследования процессов массообмена между областью полярного стратосферного вихря и средними широтами;

• проводить анализ и картографирование спутниковых и других экспериментальных данных, что является одним из способов усвоения этих данных;

• исследовать эволюцию химических компонент вдоль траектории, а также их чувствительность к начальным условиям, температуре, зенитному углу солнца и другим параметрам.

Прогностические траектории могут применяться для координации мониторинга озонового слоя с использованием баллонных, самолётных и наземных наблюдений.

Разработанная полу-лагранжева схема адвекции и химическая бокс-модель являются основой для создания 3-х мерной сеточной химической транспортной модели.

Представленная модель разработана для использования на персональном компьютере, что имеет важное значение для её широкого применения.

На защиту выносятся:

• Лагранжева траекторная фотохимическая модель для исследования химических и динамических процессов в нижней стратосфере.

• Метод определения неадиабатического оседания внутри полярного стратосферного циклона с помощью мульти-траекторной модели.

• Метод определения скоростей химической деструкции озона внутри полярного стратосферного циклона с помощью мульти-траекторной модели.

• Результаты численных расчётов химической деструкции озона и их сравнения с экспериментальными данными.

• Метод применения обратных траекторий для исследования тонкой структуры в распределении химических составляющих. Некоторые результаты использования разработанной модели для анализа экспериментальных данных, включая представленные в диссертации, опубликованы автором в работах [12-16]. Диссертация состоит из 5-и глав и приложения.

В первой главе приведено описание модели, состоящей из 2-х основных блоков- подпрограммы расчета траекторий и химической бокс-модели.

Во второй главе описана методика применения большого количества траекторий внутри арктического полярного стратосферного вихря в зимне-весенний период 1996 года для определения средней скорости неадиабатического оседания в центре вихря и на его границе. Аналогичные результаты приведены для других зим.

В третьей главе представлены результаты модельных расчётов отношения смеси озона, вдоль траекторий, описанных в первой главе. Проведено сравнение с экспериментальными данными на станции Якутск. Аналогичные модельные и экспериментальные данные приведены для других зим.

В четвертой главе описана методика расчёта значений химических компонент в узлах регулярной сетки с помощью обратных траекторий, а также применение траекторий для картографирования данных ILAS.

В пятой главе представлены результаты расчётов эволюции озоно-активных химических составляющих вдоль отдельно взятой траектории. Проведён сравнительный анализ для Северного и Южного полушарий.

Заключение диссертации по теме «Физика атмосферы и гидросферы», Лукьянов, Александр Николаевич

Заключение

В результате выполнения диссертационной работы были получены следующие основные ' результаты:

1. Разработана траекторная фотохимическая модель, включающая в себя расчёт неадиабатических траекторий, химический блок с газофазными и гетерофазными реакциями и блок расчёта скоростей фотолиза с учётом сферической геометрии и диффузного рассеяния. Было показано удовлетворительное согласие полученных расчётных результатов с данными других моделей того же класса.

2. Обоснован и апробирован метод применения мульти-траекторной модели для изучения эволюции полярного стратосферного вихря и оценки неадиабатического оседания внутри вихря. Впервые для этой цели был применен вертикальный ветер ECMWF.

3. На примере анализа различных зимне-весенних периодов с использованием мульти-траекторной модели получены значения химической деструкции озона в стратосфере для различных зимне-весенних периодов. Наибольшие совокупные потери озона в воздушной массе по модельным расчётам наблюдались в 1996 и 2000 годах, что подтверждается анализом экспериментальных данных (MATCH).

4. С помощью обратных по времени траекторий получено пространственное распределение малых газовых составляющих на фиксированных уровнях потенциальной температуры в узлах регулярной сетки. Это позволяет получить более тонкую структуру распределений этих составляющих по сравнению с сеточными эйлеровыми моделями и исследовать взаимообмен воздушных масс между полярными и средними широтами. Также апробирован метод усвоения спутниковых данных с помощью прямых и обратных по времени траекторий.

5. Исследована эволюция озоноактивных компонент вдоль траекторий, типичных для Арктики и Антарктики. Проведён сравнительный анализ химических процессов, протекающих в этих областях. Траекторная модель может быть использована для исследования переноса различных примесей как в стратосфере так и тропосфере, а также для оценки коэффициента турбулентной диффузии. Разработанная полу-лагранжева схема адвекции является основой для создания 3-х мерной сеточной химической транспортной модели.

Разработка модели и исследования с её применением проводились в рамках сотрудничества между Центральной аэрологической обсерваторией (Россия) и НИИ окружающей среды (Япония).

Автор выражает свою признательность научному руководителю Юшкову В. А. за помощь и рекомендации при выполнении работы, а также сотрудникам ОФВСА и других отделов ЦАО за ценные замечания. Также автор благодарен X. Накане и М. Чипперфилду за полезные обсуждения и предоставление данных.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Лукьянов, Александр Николаевич, 2001 год

1. WMO, Scientific Assessment of Ozone Depletion: 1998, Global Ozone Research and Monitoring Project. Report N 44, 1999.

2. Solomon, S., Stratospheric ozone depletion: A review of concepts and history, Reviews of Gephysics, 37, 3, 275-316, 1999.

3. Eduard, S., B. Legras, F. Lefevre, and R. Eymard, The effect of small-scale inhomogeneities on ozone depletion in the Arctic, Nature, 384, 444-447, 1996.

4. Waugh, D. W., and R. A. Plumb, Contour advection with surgery: A new technique for investigation of fine scale structure in tracer transport, J. Atmos. Sci., 51, 530-540, 1994.

5. Sutton, R. Т., H. MacLean, R. Swinbank, A. O'Neill and F. W. Taylor, High-resolution stratospheric tracer fields estimated from satellite observations using Lagrangian trajectory calculations, J. Atmos. Sci., 51, 2995-3005, 1994.

6. Rex, M., et al., In situ measurements of stratospheric ozone depletion rates in the Arctic winter 1991/1992: A Lagrangian approach, J. Geophys. Res., 103, 5843-5853, 1998.

7. Becker, G., R. Muller, D. S. McKenna, M. Rex, K. S. Carslaw, H. Oelhaf, Ozone loss rates in the Arctic stratosphere in the winter 1994/1995: Model simulations underestimate results of the Match analysis, J. Geophys. Res., 105, 15,175-15,184, 2000.

8. Waibel, A. E., T. Peter, K. S. Carslaw, H. Oelhaf, G. Wetzel, P. J. Crutzen, U. Poschl, Tsias, E. Reimer, H. Fisher, Arctic ozone loss due to denitrification, Science, 283, 2064-2069, 1999.

9. Lucic, D., N. R. Harris, J. A. Pyle, R. L. Jones, A technique for estimating polar ozone loss: Results for the northern 1991/92 winter using EASOE data, J. Atmos. Chem., 34, 365-383, 1999.

10. Лукьянов A.H., В.А. Юшков, X. Накане, X. Акийоши, Траекторная фотохимическая модель нижней стратосферы, Изв. АН, Физика Атмосферы и Океана, том 36, N6, с. 823830, 2000.

11. Lukyanov A. N., Н. Nakane, Н. Akiyoshi, and V. A. Yushkov, A stratospheric diabatic trajectory-chemistry model (DITRACHEM): Simulation of chemical ozone loss inside the polar vortex, Journal of Atm. Chem., (submitted).

12. Юшков В. А., Хаттатов В. У., Зайцев И. Г., Хапланов М. Г., Лукьянов А. Н., Дж.Розен, Н. Кьеме, Некоторые результаты прямых одновременных измерений озона, аэрозоля и водяного пара с борта аэростата, Метеорология и гидрология, N12 стр98-103, 1994.

13. Юшков В.А., Дорохов В.М., Цветкова Н.Д., Лукьянов А.Н.,Зайцев И.Г., Меркулов С.Н, Анализ высоты тропо-, озоно- и гигропаузы над Якутском в зимне-весенний периоды 1995-1997 гг. Метеорология и гидрология, N2 стр 81-86, 1999.

14. Bregman А., М. van den Broek, К. S. Carslaw, R. Muller, T. Peter, M. P. Scheele, J. Lelieveld, Ozone depletion in the late winter lower Arctic stratosphere: observations and model results, J. Geophys. Res., 102, 10,815-10,828, 1997.

15. Stohl, A., Computation, accuracy and applications of trajectories-a review and bibliography, Atmospheric Environment, 32, 947-966, 1998.

16. Knudsen, В. M., J.-P. Pommereau, A. Gamier, M. Nunez-Pinharanda, L. Denis, G. Letrenne, M. Durand, and J. M. Rosen, Comparison of stratospheric air parcel trajectories based on different meteorological analyses, J. Geophys. Res., 106, 3415-3424, 2001.

17. DeMore W.B., S.P. Sander, D.M. Golden, R.F. Hampson, M.J. Kurylo, C.J. Howard, A.R. Ravishankara, C.E. Kolb, M.J. Molina, Chemical Kinetics and Photochemical Data for use in Stratospheric Modeling, Evaluation 12, NASA JPL Publ. 97-4,1997.

18. Каханер, Д, Кю Моулер, С. Нэш, Численные методы и программное обеспечение, Москва, Мир, 1998.

19. Hertel, О., R. Berkowicz, J. Christensen, and О. Hov, 1993: Test of two numerical schemes for use in atmospheric transport-chemistry models, Atmos. Environment, 21 A, 16, 2591- 2611.

20. Verwer, J.G., J.G. Blom, M. Van Loon, E.J. Spee, : A comparison of stiff ODE solvers for atmospheric chemistry problems, Atmos. Environment, 1, 49-58, 1996.

21. Лиоу, К., Основы радиационных процессов в атмосфере, Ленинград, Гидрометеоиздат, 1984.

22. Meier, R. R., D. Е. Anderson, and М. Nicolet, Radiation field in the troposphere and stratosphere from 240-1000 nm, I, General Analysis, Planet. Space Sci., 30, 923-933, 1982.

23. Lary, D. J., and J. A. Pyle, Diffuse radiation, twilight and photochemistry, J. Atmos. Chem., 13, 373-392, 1991.

24. Hanson, D.R., K. Mauersberger, Vapour-pressures of HN03/H20 solutions at lowtemperatures, J. Phys. Chem., 92, 6167-6170, 1988.

25. Murray, F.W., On the computation of saturation vapour pressure, J. Appl. Met., 6, 203-204, 1967.

26. Carslaw, К., В. Luo, and Т. Peter, An analytic expression for the composition of aqueous HN03 H2S04 stratospheric aerosols including gas phase removal of HN03, Geophys. Res. Lett., 22, 1877-1880, 1995.

27. Larsen, N., Polar Stratospheric Clouds. Microphysical and optical models, Scientific report 0006, DMI, 2000.

28. Kawa, S. R., et al., Interpretation of NOx /NO observations from AASE-II using a model ofchemistry along trajectories, Geophys. Res. Lett., 20, 2507-2510, 1993.

29. Danilin, M. Y., et al., Nitrogen species in the post-Pinatubo stratosphere: Model analysis utilizing UARS measurements, J. Geophys. Res., 104, 8247-9262, 1999.

30. Kondo Y., T. Sugita, M. Koike, S. R. Kawa, M. Y. Danilin, J. M. Rodriguez, S. Spreng, K. Golinger, and F. Arnold, Partitioning of reactive nitrogen in the midlatitude lower stratosphere, J. Geophys. Res., 105, 1417-1424,2000.

31. Rosenfield, J. E., Newman, P. A., and Schoeberl, M. R., Computation of diabatic descent in the stratospheric polar vortex, J. Geophys. Res., 99, 16,677-16,689, 1994.15.

32. Shoeberl, M. R., L. R. Lait, P. A. Newman, J. E. Rosenfield, The structure of the polar vortex, J. Geophys. Res., 97, 7859-7882, 1992.

33. Lee, A. M., H. K. Roscoe, A. E. Jones, P. H. Haynes, E. F. Shuckburgh, M. W. Morrey, and H. C. Pumphrey, The impact of the mixing properties within the Antarctic stratospheric vortex on ozone loss in spring, J. Geophys. Res., 106, 3203-3211, 2001.

34. Nash, E. R., P. A. Newman, J. E. Rosenfield and M. R. Schoeberl, An objective determination of the polar vortex using Ertel's potential vorticity, J. Geophys. Res., 101, 9471-9478, 1996.

35. Chipperfield, M. P., Multiannual simulations with a three-dimensional chemical transport model, J. Geophys. Res., 104, 1781-1805, 1999.

36. Rex, M., et al., Prolonged stratospheric ozone loss in the 1995-96 Arctic winter, Nature, 389, 845-838, 1997.

37. Staniforth, A., and J. Cote, Semi-Lagrangian integration schemes for atmospheric models- A review. Mon. Wea. Rev., 119, 2206-2223, 1991.

38. Schoeberl, M.R., A.R. Douglass, S.R. Kawa, A.E. Dessler, P.A. Newman, R.S. Stolarski, A.E. Roche, J.W. Waters, J.M. Russell, Development of the Antarctic ozone hole, J. Geophys. Res., 101,20,909-20,924, 1996.

39. Sasano, Y. et. al., Improved Limb Atmospheric Spectrometer (ILAS) for stratospheric ozone layer measurements by solar occultation technique, Geophys. Res. Lett., 26, 197-200, 1999.

40. Anderson J. G., W. H. Brune, M. H. Proffit, Ozone destruction by chlorine radicals within the Antarctic vortex: The spatial and temporal evolution of CIO- 03 anticorrelation based on in situ ER-2 data, J. Geophys. Res., 94, 11,465-11,479, 1989.

41. ГОСУДАРСТВ fc!i£A£ БИБЛИОТЕКАjMt> •