Published November 10, 2017
| Version v1
Publication
Open
Hemispheric asymmetry in stratospheric NO<sub>2</sub> trends
Creators
- 1. Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial
- 2. Instituto de Astrofísica de Andalucía
- 3. Agencia Estatal de Meteorología
- 4. Argentine Antarctic Institute
- 5. National University of Tierra del Fuego
- 6. Austral University
Description
Abstract. Over 20 years of stratospheric NO2 vertical column density (VCD) data from ground-based zenith DOAS spectrometers were used for trend analysis, specifically, via multiple linear regression. Spectrometers from the Network for the Detection of Atmospheric Composition Change (NDACC) cover the subtropical latitudes in the Northern Hemisphere (Izaña, 28° N), the southern Subantarctic (Ushuaia, 55° S) and Antarctica (Marambio, 64° S, and Belgrano, 78° S). The results show that for the period 1993–2014, a mean positive decadal trend of +8.7 % was found in the subtropical Northern Hemisphere stations, and negative decadal trends of −8.7 and −13.8 % were found in the Southern Hemisphere at Ushuaia and Marambio, respectively; all trends are statistically significant at 95 %. Belgrano only shows a significant decadal trend of −11.3 % in the summer/autumn period. Most of the trends result from variations after 2005. The trend in the diurnal build-up per hour (DBU) was used to estimate the change in the rate of N2O5 conversion to NO2 during the day. With minor differences, the results reproduce those obtained for NO2. The trends computed for individual months show large month-to-month variability. At Izaña, the maximum occurs in December (+13.1 %), dropping abruptly to lower values in the first part of the year. In the Southern Hemisphere, the polar vortex dominates the monthly distributions of the trends. At Marambio, the maximum occurs in mid-winter (−21 %), whereas at the same time, the Ushuaia trend is close to its annual minimum (−7 %). The large difference in the trends at these two relatively close stations suggests a vortex shift towards the Atlantic/South American area over the past few years. Finally, the hemispheric asymmetry obtained in this work is discussed in the framework of the results obtained by previous works that considered tracer analysis and Brewer–Dobson circulation. The results obtained here provide evidence that the NO2 produced by N2O decomposition is not the only cause of the observed trend in the stratosphere and support recent publications pointing to a dynamical redistribution starting in the past decade.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
الملخص: تم استخدام أكثر من 20 عامًا من بيانات كثافة العمود العمودي NO2 الستراتوسفيري (VCD) من مطياف ZENITH DOAS الأرضي لتحليل الاتجاه، على وجه التحديد، عبر الانحدار الخطي المتعدد. تغطي المطيافات من شبكة الكشف عن تغير تكوين الغلاف الجوي (NDACC) خطوط العرض شبه الاستوائية في نصف الكرة الشمالي (Izaña، 28° N)، وجنوب شبه القارة القطبية الجنوبية (Ushuaia، 55° S) والقارة القطبية الجنوبية (Marambio، 64° S، و Belgrano، 78° S). تظهر النتائج أنه بالنسبة للفترة 1993–2014، تم العثور على متوسط اتجاه عقدي إيجابي بنسبة +8.7 ٪ في محطات نصف الكرة الشمالي شبه الاستوائية، وتم العثور على اتجاهات عقدية سلبية بنسبة -8.7و -13.8 ٪ في نصف الكرة الجنوبي في أوشوايا ومارامبيو، على التوالي ؛ جميع الاتجاهات ذات دلالة إحصائية عند 95 ٪. يظهر بيلغرانو فقط اتجاهًا عقديًا كبيرًا بنسبة -11.3 ٪ في فترة الصيف/الخريف. معظم الاتجاهات ناتجة عن الاختلافات بعد عام 2005. تم استخدام الاتجاه في التراكم اليومي لكل ساعة (DBU) لتقدير التغير في معدل تحويل N2O5 إلى NO2 خلال النهار. مع وجود اختلافات طفيفة، تنتج النتائج تلك التي تم الحصول عليها لثاني أكسيد النيتروجين. تُظهر الاتجاهات المحسوبة للأشهر الفردية تقلبات شهرية كبيرة. في إيزانيا، يحدث الحد الأقصى في ديسمبر (+13.1 ٪)، وينخفض فجأة إلى قيم أقل في الجزء الأول من العام. في نصف الكرة الجنوبي، تهيمن الدوامة القطبية على التوزيعات الشهرية للاتجاهات. في مارامبيو، يحدث الحد الأقصى في منتصف الشتاء (-21 ٪)، بينما في الوقت نفسه، يقترب اتجاه أوشوايا من الحد الأدنى السنوي (-7 ٪). يشير الاختلاف الكبير في الاتجاهات في هاتين المحطتين القريبتين نسبيًا إلى تحول دوامة نحو منطقة المحيط الأطلسي/أمريكا الجنوبية على مدى السنوات القليلة الماضية. أخيرًا، تتم مناقشة عدم التماثل في نصف الكرة الأرضية الذي تم الحصول عليه في هذا العمل في إطار النتائج التي تم الحصول عليها من الأعمال السابقة التي نظرت في تحليل التتبع ودوران بروير- دوبسون. تقدم النتائج التي تم الحصول عليها هنا دليلاً على أن ثاني أكسيد النيتروجين الناتج عن تحلل أكسيد النيتروز ليس السبب الوحيد للاتجاه الملحوظ في طبقة الستراتوسفير وتدعم المنشورات الحديثة التي تشير إلى إعادة توزيع ديناميكية بدأت في العقد الماضي.Translated Description (French)
Résumé. Plus de 20 ans de données de densité de colonne verticale (VCD) de NO2 stratosphérique provenant de spectromètres DOA zénithaux au sol ont été utilisées pour l'analyse des tendances, en particulier par régression linéaire multiple. Les spectromètres du Réseau de détection des changements de composition atmosphérique (NDACC) couvrent les latitudes subtropicales de l'hémisphère Nord (Izaña, 28° N), du sud du Subantarctique (Ushuaia, 55° S) et de l'Antarctique (Marambio, 64° S et Belgrano, 78° S). Les résultats montrent que pour la période 1993–2014, une tendance décennale positive moyenne de +8,7 % a été trouvée dans les stations subtropicales de l'hémisphère Nord, et des tendances décennales négatives de −8,7 et −13,8 % ont été trouvées dans l'hémisphère Sud à Ushuaia et Marambio, respectivement ; toutes les tendances sont statistiquement significatives à 95 %. Belgrano ne montre une tendance décennale significative que de −11,3 % pendant la période été/automne. La plupart des tendances résultent de variations après 2005. La tendance de l'accumulation diurne par heure (DBU) a été utilisée pour estimer la variation du taux de conversion de N2O5 en NO2 au cours de la journée. Avec des différences mineures, les résultats reproduisent ceux obtenus pour le NO2. Les tendances calculées pour les mois individuels montrent une grande variabilité d'un mois à l'autre. À Izaña, le maximum se produit en décembre (+13,1 %), tombant brusquement à des valeurs inférieures au cours de la première partie de l'année. Dans l'hémisphère sud, le vortex polaire domine les distributions mensuelles des tendances. À Marambio, le maximum se produit au milieu de l'hiver (−21 %), alors que dans le même temps, la tendance d'Ushuaia est proche de son minimum annuel (−7 %). La grande différence dans les tendances à ces deux stations relativement proches suggère un déplacement de vortex vers la région Atlantique/Amérique du Sud au cours des dernières années. Enfin, l'asymétrie hémisphérique obtenue dans ce travail est discutée dans le cadre des résultats obtenus par des travaux antérieurs qui ont pris en compte l'analyse des traceurs et la circulation de Brewer–Dobson. Les résultats obtenus ici fournissent la preuve que le NO2 produit par la décomposition du N2O n'est pas la seule cause de la tendance observée dans la stratosphère et soutiennent des publications récentes indiquant une redistribution dynamique à partir de la dernière décennie.Translated Description (Spanish)
Resumen. Se utilizaron más de 20 años de datos de densidad de columna vertical (VCD) de NO2 estratosférico de espectrómetros de DOA de cenit basados en tierra para el análisis de tendencias, específicamente, a través de regresión lineal múltiple. Los espectrómetros de la Red para la Detección del Cambio de Composición Atmosférica (NDACC) cubren las latitudes subtropicales en el Hemisferio Norte (Izaña, 28° N), el Subantártico sur (Ushuaia, 55° S) y la Antártida (Marambio, 64° S y Belgrano, 78° S). Los resultados muestran que para el período 1993–2014, se encontró una tendencia decenal media positiva de +8.7% en las estaciones subtropicales del hemisferio norte, y se encontraron tendencias decenales negativas de -8.7 y -13.8% en el hemisferio sur en Ushuaia y Marambio, respectivamente; todas las tendencias son estadísticamente significativas en 95%. Belgrano solo muestra una tendencia decenal significativa del -11,3 % en el periodo de verano/otoño. La mayoría de las tendencias son el resultado de variaciones posteriores a 2005. La tendencia en la acumulación diurna por hora (DBU) se utilizó para estimar el cambio en la tasa de conversión de N2O5 a NO2 durante el día. Con pequeñas diferencias, los resultados reproducen los obtenidos para el NO2. Las tendencias calculadas para los meses individuales muestran una gran variabilidad de mes a mes. En Izaña, el máximo se produce en diciembre (+13,1%), cayendo bruscamente a valores más bajos en la primera parte del año. En el hemisferio sur, el vórtice polar domina las distribuciones mensuales de las tendencias. En Marambio, el máximo se produce a mediados de invierno (-21 %), mientras que al mismo tiempo, la tendencia de Ushuaia está cerca de su mínimo anual (-7 %). La gran diferencia en las tendencias en estas dos estaciones relativamente cercanas sugiere un cambio de vórtice hacia el área atlántica/sudamericana en los últimos años. Finalmente, se discute la asimetría hemisférica obtenida en este trabajo en el marco de los resultados obtenidos por trabajos anteriores que consideraron el análisis de trazadores y la circulación de Brewer–Dobson. Los resultados obtenidos aquí proporcionan evidencia de que el NO2 producido por la descomposición del N2O no es la única causa de la tendencia observada en la estratosfera y respaldan publicaciones recientes que apuntan a una redistribución dinámica a partir de la última década.Files
acp-17-13373-2017.pdf.pdf
Files
(8.6 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:ad7bbc642b3eae2a6a1f9b73e2355f81
|
8.6 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- عدم التماثل في نصف الكرة الأرضية في الستراتوسفير NO <sub> 2 </ sub> الاتجاهات
- Translated title (French)
- Asymétrie hémisphérique dans les tendances stratosphériques NO< ; sub> ;2 </sub> ;
- Translated title (Spanish)
- Asimetría hemisférica en NO estratosférico<sub>2</sub> tendencias
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2619098732
- DOI
- 10.5194/acp-17-13373-2017
References
- https://openalex.org/W1582499184
- https://openalex.org/W1594581350
- https://openalex.org/W1610255191
- https://openalex.org/W1632533804
- https://openalex.org/W1901739161
- https://openalex.org/W1977387859
- https://openalex.org/W1981810010
- https://openalex.org/W1984750166
- https://openalex.org/W1984929587
- https://openalex.org/W1992450374
- https://openalex.org/W1994987090
- https://openalex.org/W2001315245
- https://openalex.org/W2003403930
- https://openalex.org/W2004930136
- https://openalex.org/W2013513194
- https://openalex.org/W2017133809
- https://openalex.org/W2017218304
- https://openalex.org/W2018399938
- https://openalex.org/W2020378808
- https://openalex.org/W2021758596
- https://openalex.org/W2024276719
- https://openalex.org/W2028782471
- https://openalex.org/W2032465471
- https://openalex.org/W2033551276
- https://openalex.org/W2055873026
- https://openalex.org/W2058731611
- https://openalex.org/W2073858030
- https://openalex.org/W2074309642
- https://openalex.org/W2075786712
- https://openalex.org/W2078443354
- https://openalex.org/W2078736748
- https://openalex.org/W2079115768
- https://openalex.org/W2082383438
- https://openalex.org/W2088088508
- https://openalex.org/W2096845762
- https://openalex.org/W2099064132
- https://openalex.org/W2101886054
- https://openalex.org/W2107937437
- https://openalex.org/W2111403398
- https://openalex.org/W2116339660
- https://openalex.org/W2121745948
- https://openalex.org/W2121774404
- https://openalex.org/W2123729798
- https://openalex.org/W2127480988
- https://openalex.org/W2132876618
- https://openalex.org/W2142054202
- https://openalex.org/W2144540364
- https://openalex.org/W2145989173
- https://openalex.org/W2148351137
- https://openalex.org/W2148717919
- https://openalex.org/W2151107710
- https://openalex.org/W2152306939
- https://openalex.org/W2155708051
- https://openalex.org/W2171178947
- https://openalex.org/W2171967462
- https://openalex.org/W2173032124
- https://openalex.org/W2267397677
- https://openalex.org/W2273717001
- https://openalex.org/W2309305529
- https://openalex.org/W2339557483
- https://openalex.org/W2468126849
- https://openalex.org/W2470422537
- https://openalex.org/W2485317532
- https://openalex.org/W2511581057
- https://openalex.org/W2574677449
- https://openalex.org/W4205182410