تحلیل دینامیکیِ نقش گردش بزرگ مقیاس پوش سپهری درکاهش اُزن پوش سپهری ( قسمت دوم ) ساز وکار حاکم بر فرآیندهای دینامیکی*

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسنده

ندارد

چکیده

به منظور شناسایی و درک ساز وکار حاکم بر وردش پذیری و کاهش ازن پوش سپهری، اصول دینامیکی حاکم بر
لایه پوش سپهر مورد توجه قرار گرفت . بدین منظور ارتباط بین مهم ترین مؤلفه های دینامیکی پوش سپهر از جمله تاوه قطبی، امواج راسبی مقیاس سیاره ای، گرمایش ناگهانی پوش سپهری و QBO با وردش پذیری و کاهش ازن پوش سپهری تشریح شد. یافته ها نشان م یدهد که تاوه قطبی پوش سپهری نقشی کلیدی در وردش پذیری سال به سال ازن کلی داشته
و یک پیش شرط اصلی در کاهش ازن و پیدایش حفر هی ازن پوش سپهری محسوب می گردد. بر این اساس شکل،
وسعت، شدت و میزان تداوم تاوه قطبی تعیین کننده ی میزان کاهش ازن و حداکثر پوشش منطقه ای حفره ی ازن
می باشد.
یافته ها بیانگر آنست که واداشت دینامیکیِ ناشی از فعالیت موج وردسپهری ، چشمه اصلی وردش های پوش
سپهری بوده و گسترش بالا سوی امواج راسبی مقیاس سیاره ای ضمن ایجاد گردش بروئر -دابسون و پدیده
گرمایش ناگهانی پوش سپهری، توزیع زمانی و مکانی ازن کلی و کاهش یا افزایش ازن پوش سپهری را کنترل
می نماید. بدین لحاظ گردش پوش سپهر زمستانی قویاً از گسترش قائم امواج وردسپهری متأثر گردیده و میزان فعالیت امواج سیاره ای در پوش سپهر و نحوه برهم کنش آن ها با مؤلفه های دینامیکی ای چون QBO و تاوه قطبی، ضمن کنترل گردش بروئر-دابسون و نرخ دما، میزان انتقال و ورد شپذیری سال به سال ازن پوش سپهری را تعیین
می نماید. پدیده گرمایش ناگهانی، برجسته ترین پدیده دینامیکی است که در پوش سپهر بوقوع می پیوندد. گسیختگی
تاوه قطبی در طول یک گرمایش ناگهانی اصلی یا در طول گرمایش پایانی، بالاترین میزان اختلاط هوای ممکن را در
پوش سپهر، بین عر ضهای میانی و قطبی ممکن م یسازد که نتیجه مستقیم آن انتقال هوای فقیر از ازن از داخل تاوه قطبی به عر ضهای میانی است QBO عامل اصلی ورد شپذیری در پوش سپهر حار های محسوب م یگردد. یافته ها نشان می دهد که ساختار باد مداری در پوش سپهر، گسترش امواج سیاره ای وردسپهری را از خود متأثر می سازد. زمانی که QBO در پوش سپهر تحتانی حاره ای در فاز غربی خود قرار دارد، امواج سیاره ای بدون مواجهه با یک سطح بحرانی قادر به عبور از استوا و گسترش به داخل نیمکره تابستانی خواهند بود . در چنین وضعیتی تاوه قطبی
سردتر و قوی تر بوده و گرمایش ناگهانی پوش سپهری از شدت و فراوانی کم تری برخوردار است و حفره ی ازن بزرگ تر خواهد بود. در مقابل، در فاز شرقی ،QBO امواج سیار های در مواجهه با سطح بحرانی به عر ضهای میانی و قطبی نیمکره زمستانی محدود می شوند. در چنین شرایطی تاوه قطبی گرم تر و ضعیف تر بوده و گرمایش ناگهانی
پوش سپهری از شدت و فراوانی بیشتری برخوردار است و حفر هی ازن کوچ کتر خواهد بود. 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Dynamic Analysis of the Role of Stratospheric Large Scale Circulation on the Stratospheric Ozone Depletion, Part II; Dynamical Mechanisms

نویسنده [English]

  • A Mofidi
چکیده [English]

In order to recognize and understand the mechanism governing on variations and decrease of
stratospheric ozone, the dynamical Principles which are governing on the stratosphere layer
were investigated. In this case, links between the most important dynamical components, i.e.
Polar Vortex, Planetary Scale Waves, Stratospheric Sudden Warming (SSW), QBO and
variations and depletion of stratospheric ozone, illustrated.
The results indicate that Stratospheric Polar Vortex has a key role in interannual
variability of Total ozone and account a necessary precondition for ozone depletion and
formation of stratospheric ozone hole. Therefore, Shape, Area, intensity and Persistence of
Polar Vortex in two hemisphere is determining ozone decrease rate and the maximum areal
coverage of ozone hole.
The results shows that dynamical forcing from troposphere is the major source of
stratospheric variations and upward propagation of planetary waves in addition to the
occurance Brewer-Dobson circulation and SSW, is controlling the temporal and spatial
distribution of total ozone and decrease and increase of stratospheric ozone. Hence, the
circulation of the winter stratosphere is strongly influenced by vertically propagating forced
planetary waves and rate of planetary waves activity in stratosphere and their interaction with
dynamical components such as QBO and Polar Vortex, additionally control of Brewer-
Dobson circulation and temperature ratio, is determining transport and interannual variability
of stratospheric ozone.
The Stratospheric Sudden Warming (SSW) is the most dramatic meteorological
phenomenon to take place in stratosphere. The breakup of the polar vortex during a major
SSW, or during a Final Warming, leads to the greatest mixing of polar and low-latitude air,
bringing, for instance, ozone-poor air from the polar vortex to mid-latitude.
The dominant source of variability in the tropical stratosphere is the QBO, which involves
the quasi-periodic reversal of zonal winds from westerly to easterly and back again. The results
shows that the zonal-wind structure in the stratosphere affects the propagation of planetary
waves from the troposphere. When the QBO is in its westerly phase throughout the tropical
lower stratosphere, the waves are refracted away from polar regions towards the tropics. The
stratosphere polar vortex should therefore be cold and strong, with less intense SSWs. When,
on the other hand, the QBO is in its easterly phase, the waves are more confined to middle and
polar latitudes. The polar vortex should be warmer and weaker and therefore more susceptible
to breakdown by SSWs. In such cases, ozone depletion is less in the Polar Regions and thus,
the ozone hole would be smaller.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Stratosphere
  • Planetary Scale Waves
  • Polar Vortex
  • Quasi-Biennial Oscillation
  • Tropopause
  • Stratospheric Sudden Warming
  • Ozone Hole