北极平流层臭氧持续损耗及其与北太平洋海温的联系

自南极臭氧空洞发现以来，平流层臭氧变化及其成因一直是国际研究热点。人们期待着在蒙特利尔条约的影响下，平流层臭氧将会在本世纪恢复。然而，与南半球臭氧变化相对统一的结论有所不同，北极平流层臭氧在近些年究竟怎么变存在争议。针对这个问题，胡定珠和管兆勇教授等人利用多套卫星、再分析、模式资料，针对了北极平流层臭氧在近二十年的变化趋势并探讨了其与北太平洋海温的关系及背后机理。相关成果发表于Climate Dynamics。

研究结果表明，我们研究发现北极平流层臭氧在1998-2018年间以–0.12±0.07 ppmv decade–1的速率在减少，意味着本世纪北极平流层臭氧还在持续损耗。进一步研究发现3月北极平流层臭氧损耗约30%是由超前一个月的北太平洋海温第二模态贡献的。北太平洋海温异常通过减弱阿留申低压、增强西太平洋遥相关型、减弱太平洋-北美遥相关型，进而阻碍了行星1波的垂直上传。平流层行星波活动的变化通过减弱Brewer-Dobson环流从而导致北极平流层臭氧损耗。我们的研究创新性地将北极平流层臭氧损耗与北太平洋海温联系起来，并提出了一个解释北极平流层臭氧变化的新的动力机理。

图1 （a-c）3月纬向平均臭氧浓度1998–2018年间的变化趋势的空间分布，其中（a）MERRA2再分析资料，（b）ERA5再分析资料，和（c）化学传输模式TOMCAT的参考试验。打点区域为能通过90%显著性检验的区域。（d）不同资料65°–90°N和100–150 hPa平均的3月臭氧浓度时间序列，其中黑色和红色直线分别代表MERRA2和TOMCAT参考试验臭氧浓度的线性趋势。

参考文献：

Hu, D., Z. Guan, M. Liu, W. Feng, 2021: Dynamical Mechanisms for the Recent Ozone Depletion in the Arctic Stratosphere Linked to North Pacific Sea Surface Temperatures. Climate Dynamics, DOI: 10.1007/s00382-021-06026-x