Журнал дистанционного зондирования и ГИС

Абстрактный

Моделирование климатологии тропосферного озона над Айрин (Южная Африка) с использованием полученных данных дистанционного зондирования и наземных измерений

Жан-Пьер Мулумба, Сивакумар Венкатараман и Томас Иоахим Одхиамбо Афулло

Климатология тропосферного озона в Айрине была исследована с использованием данных сети SHADOZ для оценки корреляции между наблюдаемым сезонным усилением озона и метеорологическими факторами. Предыдущие исследования определили фотохимические источники (сжигание биомассы, биогенные и грозовые выбросы), а также динамические факторы (синоптическая погодная система, стратосферное вторжение) как факторы, способствующие усилению озона, наблюдаемому во время австралийской весны (октябрь) и австралийского лета (февраль). Недавнее глобальное повышение температуры из-за изменения климата вызвало обеспокоенность по поводу воздействия такого повышения на сезонное усиление озона над этим регионом. Поскольку тропосферный озон плохо документирован над южной Африкой, было проведено несколько исследований для понимания корреляции между изменением метеорологических параметров и изменением тропосферного озона. Целью данной статьи является предоставление всеобъемлющей корреляции между метеорологическими параметрами и концентрацией тропосферного озона над Айрин (Южная Африка) за период с 1998 по 2013 год для прогнозирования возможных изменений концентрации озона и водяного пара как парниковых газов. С этой целью был использован корреляционный анализ для оценки годовых и сезонных изменений TTO (общего тропосферного озона) в различных слоях вплоть до высоты тропической тропопаузы. Сезонные тенденции TTO показали идентичные сезонные закономерности озона с двумя максимумами, приходящимися на лето и весну соответственно. Однако было отмечено увеличение концентрации озона с 55 до 65,6 DU весной и с 32 до 55 DU летом по сравнению с предыдущим краткосрочным исследованием в том же месте. Об этом свидетельствуют сезонные профили озона, которые показали резкое сезонное увеличение на 23 и 14 ppbv в слое 10-12 км весной и летом соответственно. В то время как осенний профиль показывает увеличение на 12 ppbv, зимний профиль показывает уменьшение на 6 ppbv в этом самом слое. Роль, которую играют температура и относительная влажность, отображена сильной корреляцией, существующей между температурой и концентрацией озона от поверхности: 2 км и 2-4 км, и слабой корреляцией в верхних слоях. Напротив, относительная влажность показывает слабую корреляцию от поверхности до 3 км и сильную корреляцию от 3 км до верхних слоев. Для обеспечения сезонной корреляции между озоном, температурой и относительной влажностью использовалась модель множественной линейной регрессии. Все сезоны демонстрируют сильные коэффициенты регрессии (0,96