Published June 13, 2013
| Version v1
Publication
Open
Antarctic ozone variability inside the Polar Vortex estimated from balloon measurements
- 1. Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial
- 2. NOAA Earth System Research Laboratory
- 3. Argentine Antarctic Institute
Description
Abstract. 13 yr of ozonesoundings at the Antarctic Belgrano II station (78° S, 34.6° W) have been analyzed to establish a climatology of stratospheric ozone and temperature over the area. The station is inside the polar vortex during the period of development of chemical ozone depletion. Weekly periodic profiles provide a suitable database for seasonal characterization of the evolution of stratospheric ozone, especially valuable during winter time when satellites and ground-based instruments based on solar radiation are lacking. The work is focused on ozone loss rate variability (August–October) and its recovery (November–December) at different layers identified according to the severity of ozone loss. The time window selected for the calculations covers the phase of a quasi-linear ozone reduction, about day 220 (mid August) to day 273 (end of September). Decrease of the total ozone column over Belgrano during spring is highly dependent on the meteorological conditions. Largest depletions (up to 59%) are reached in coldest years while warms winters exhibit significantly lower ozone loss (20%). It has been found that about 11% of the total O3 loss in the layer where maximum depletion occurs takes place before the sun has arrived as a result of transport of lower latitude air masses, providing evidence of mixing inside the vortex. Spatial homogeneity of the vortex has been examined by comparing Belgrano results with those previously obtained for South Pole Station (SPS) for the same altitude range and for 9 yr of overlapping data. Unexpected results show more than 25% larger ozone loss rate at SPS than at Belgrano. It has been found that the accumulated hours of sunlight are the dominant factor driving the ozone loss rate. According to the variability of the ozone-hole recovery, a clear connection between the timing of the breakup of the vortex and the monthly ozone content was found. Minimum ozone concentration of 57 DU in the 12–24 km layer remained in November for the longest vortex, while years when the final stratospheric warming took "very early", mean integrated ozone rises up to 160–180 DU.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
ملخص. تم تحليل 13 عامًا من سبر الأوزون في محطة أنتاركتيكا بلغرانو الثانية (78درجة جنوبًا، 34.6درجة غربًا) لإنشاء علم مناخ الأوزون الستراتوسفيري ودرجة الحرارة فوق المنطقة. تقع المحطة داخل الدوامة القطبية خلال فترة تطور استنفاد الأوزون الكيميائي. توفر الملفات الدورية الأسبوعية قاعدة بيانات مناسبة للتوصيف الموسمي لتطور الأوزون الستراتوسفيري، وهي ذات قيمة خاصة خلال فصل الشتاء عندما تكون الأقمار الصناعية والأدوات الأرضية القائمة على الإشعاع الشمسي غير موجودة. ويركز العمل على تقلب معدل فقدان الأوزون (آب/أغسطس - تشرين الأول/أكتوبر) واستعادته (تشرين الثاني/نوفمبر - كانون الأول/ديسمبر) في طبقات مختلفة محددة وفقا لشدة فقدان الأوزون. تغطي النافذة الزمنية المحددة للحسابات مرحلة تقليل الأوزون شبه الخطي، حوالي اليوم 220 (منتصف أغسطس) إلى اليوم 273 (نهاية سبتمبر). يعتمد انخفاض عمود الأوزون الكلي فوق بلغرانو خلال الربيع بشكل كبير على ظروف الأرصاد الجوية. يتم الوصول إلى أكبر استنفاد (يصل إلى 59 ٪) في السنوات الأكثر برودة بينما تظهر درجات الحرارة في الشتاء انخفاضًا كبيرًا في فقدان الأوزون (20 ٪). وقد وجد أن حوالي 11 ٪ من إجمالي فقدان O3 في الطبقة التي يحدث فيها أقصى استنزاف يحدث قبل وصول الشمس نتيجة لنقل الكتل الهوائية ذات خطوط العرض المنخفضة، مما يوفر دليلاً على الاختلاط داخل الدوامة. تم فحص التجانس المكاني للدوامة من خلال مقارنة نتائج بلغرانو مع تلك التي تم الحصول عليها سابقًا لمحطة القطب الجنوبي (SPS) لنفس نطاق الارتفاع ولمدة 9 سنوات من البيانات المتداخلة. تظهر النتائج غير المتوقعة أن معدل فقدان الأوزون في الصحة والصحة النباتية أكبر بأكثر من 25 ٪ منه في بلغرانو. وقد تبين أن الساعات المتراكمة من ضوء الشمس هي العامل المهيمن الذي يدفع معدل فقدان الأوزون. وفقًا لتغير استرداد ثقب الأوزون، تم العثور على صلة واضحة بين توقيت تفكك الدوامة ومحتوى الأوزون الشهري. بقي الحد الأدنى لتركيز الأوزون البالغ 57 وحدة حرارية في طبقة 12–24 كم في نوفمبر لأطول دوامة، في حين أن السنوات التي استغرق فيها الاحترار النهائي في الستراتوسفير "مبكرًا جدًا"، تعني أن الأوزون المتكامل يرتفع إلى 160–180 وحدة حرارية.Translated Description (French)
Résumé. 13 ans d'ozonesoundings à la station antarctique Belgrano II (78° S, 34,6° O) ont été analysés pour établir une climatologie de l'ozone stratosphérique et de la température sur la zone. La station se trouve à l'intérieur du vortex polaire pendant la période de développement de l'appauvrissement chimique de l'ozone. Les profils périodiques hebdomadaires fournissent une base de données appropriée pour la caractérisation saisonnière de l'évolution de l'ozone stratosphérique, particulièrement utile pendant l'hiver lorsque les satellites et les instruments au sol basés sur le rayonnement solaire font défaut. Les travaux sont axés sur la variabilité du taux de perte d'ozone (août-octobre) et sa récupération (novembre-décembre) à différentes couches identifiées en fonction de la gravité de la perte d'ozone. La fenêtre temporelle sélectionnée pour les calculs couvre la phase d'une réduction quasi-linéaire de l'ozone, du jour 220 (mi-août) au jour 273 (fin septembre). La diminution de la colonne d'ozone totale sur Belgrano au printemps dépend fortement des conditions météorologiques. Les plus grands appauvrissements (jusqu'à 59 %) sont atteints les années les plus froides tandis que les hivers chauds présentent une perte d'ozone significativement plus faible (20 %). Il a été constaté qu'environ 11 % de la perte totale d'O3 dans la couche où l'épuisement maximal se produit a lieu avant l'arrivée du soleil en raison du transport de masses d'air de latitude inférieure, ce qui indique un mélange à l'intérieur du vortex. L'homogénéité spatiale du vortex a été examinée en comparant les résultats de Belgrano avec ceux obtenus précédemment pour la station du pôle Sud (SPS) pour la même plage d'altitude et pour 9 ans de données qui se chevauchent. Des résultats inattendus montrent un taux de perte d'ozone supérieur de plus de 25% à SPS qu'à Belgrano. Il a été constaté que les heures de soleil accumulées sont le facteur dominant du taux de perte d'ozone. Selon la variabilité de la récupération du trou d'ozone, un lien clair entre le moment de la rupture du vortex et la teneur mensuelle en ozone a été trouvé. La concentration minimale d'ozone de 57 DU dans la couche de 12–24 km est restée en novembre pour le plus long vortex, tandis que les années où le réchauffement final de la stratosphère a pris « très tôt », signifient que l'ozone intégré augmente jusqu'à 160–180 DU.Translated Description (Spanish)
Resumen. Se han analizado 13 años de sondeos de ozono en la estación Antártica Belgrano II (78° S, 34.6° W) para establecer una climatología del ozono estratosférico y la temperatura sobre el área. La estación se encuentra dentro del vórtice polar durante el periodo de desarrollo del agotamiento químico del ozono. Los perfiles periódicos semanales proporcionan una base de datos adecuada para la caracterización estacional de la evolución del ozono estratosférico, especialmente valiosa durante el invierno cuando faltan satélites e instrumentos terrestres basados en la radiación solar. El trabajo se centra en la variabilidad de la tasa de pérdida de ozono (agosto-octubre) y su recuperación (noviembre-diciembre) en diferentes capas identificadas según la gravedad de la pérdida de ozono. La ventana de tiempo seleccionada para los cálculos cubre la fase de una reducción cuasi lineal del ozono, desde el día 220 (mediados de agosto) hasta el día 273 (finales de septiembre). La disminución de la columna de ozono total sobre Belgrano durante la primavera depende en gran medida de las condiciones meteorológicas. Los mayores agotamientos (hasta un 59%) se alcanzan en los años más fríos, mientras que los inviernos cálidos muestran una pérdida de ozono significativamente menor (20%). Se ha encontrado que alrededor del 11% de la pérdida total de O3 en la capa donde se produce el agotamiento máximo tiene lugar antes de que llegue el sol como resultado del transporte de masas de aire de latitudes más bajas, lo que proporciona evidencia de mezcla dentro del vórtice. La homogeneidad espacial del vórtice se ha examinado comparando los resultados de Belgrano con los obtenidos previamente para la Estación del Polo Sur (SPS) para el mismo rango de altitud y durante 9 años de datos superpuestos. Los resultados inesperados muestran una tasa de pérdida de ozono más del 25% mayor en SPS que en Belgrano. Se ha encontrado que las horas acumuladas de luz solar son el factor dominante que impulsa la tasa de pérdida de ozono. De acuerdo con la variabilidad de la recuperación del agujero de ozono, se encontró una clara conexión entre el momento de la ruptura del vórtice y el contenido mensual de ozono. La concentración mínima de ozono de 57 DU en la capa de 12–24 km se mantuvo en noviembre durante el vórtice más largo, mientras que los años en que el calentamiento estratosférico final tomó "muy temprano", significan que el ozono integrado se eleva hasta 160–180 DU.Files
acp-14-217-2014.pdf.pdf
Files
(5.3 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:265b4c3f71664c9826abca41130fd0ae
|
5.3 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تقلب الأوزون في القطب الجنوبي داخل الدوامة القطبية المقدرة من قياسات البالون
- Translated title (French)
- Variabilité de l'ozone antarctique à l'intérieur du vortex polaire estimée à partir des mesures par ballon
- Translated title (Spanish)
- Variabilidad del ozono antártico dentro del vórtice polar estimada a partir de mediciones de globos
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4235012311
- DOI
- 10.5194/acpd-13-15663-2013
References
- https://openalex.org/W1563173128
- https://openalex.org/W1582499184
- https://openalex.org/W1806024449
- https://openalex.org/W1869494468
- https://openalex.org/W1964345973
- https://openalex.org/W1964628857
- https://openalex.org/W1967383208
- https://openalex.org/W1967569606
- https://openalex.org/W1968238294
- https://openalex.org/W1968713604
- https://openalex.org/W1974251997
- https://openalex.org/W1977098488
- https://openalex.org/W1977986896
- https://openalex.org/W1979488822
- https://openalex.org/W1993185787
- https://openalex.org/W1994149669
- https://openalex.org/W1995821325
- https://openalex.org/W1996352083
- https://openalex.org/W1998507734
- https://openalex.org/W2000999944
- https://openalex.org/W2004760757
- https://openalex.org/W2008832785
- https://openalex.org/W2017010789
- https://openalex.org/W2019667980
- https://openalex.org/W2023240785
- https://openalex.org/W2024276719
- https://openalex.org/W2024773162
- https://openalex.org/W2030092159
- https://openalex.org/W2031825481
- https://openalex.org/W2037636567
- https://openalex.org/W2039540109
- https://openalex.org/W2039998222
- https://openalex.org/W2041079728
- https://openalex.org/W2055698954
- https://openalex.org/W2057195670
- https://openalex.org/W2059660618
- https://openalex.org/W2059733585
- https://openalex.org/W2065856729
- https://openalex.org/W2069290968
- https://openalex.org/W2070516580
- https://openalex.org/W2071014009
- https://openalex.org/W2075171308
- https://openalex.org/W2083292835
- https://openalex.org/W2086793817
- https://openalex.org/W2096845762
- https://openalex.org/W2098405759
- https://openalex.org/W2099579888
- https://openalex.org/W2102476491
- https://openalex.org/W2103309551
- https://openalex.org/W2107189243
- https://openalex.org/W2118959195
- https://openalex.org/W2123348458
- https://openalex.org/W2132410154
- https://openalex.org/W2144079165
- https://openalex.org/W2144540364
- https://openalex.org/W2151571592
- https://openalex.org/W2153777064
- https://openalex.org/W2162785215
- https://openalex.org/W2167505811
- https://openalex.org/W2169928430
- https://openalex.org/W4234544344