科學網—中間層頂臭氧分布受太陽活動周期影響

2020-11-24 科學網

 

本報訊 臭氧是地球大氣中的一種微量氣體，它吸收對人體有害的短波紫外線，保護地球生物不受紫外線侵害，對地球氣候、區域環境以及生物圈有著非常重要的作用。近日，中科院安徽光機所大氣光學中心研究員魏合理課題組唐超禮博士等人利用衛星長期觀測數據，分析了臨近空間臭氧的時空分布特性，重點研究了中間層頂臭氧的長期變化與太陽輻射、氧原子、氫原子和溫度等大氣參數長期變化之間的相關性，相關研究成果發表在《地球物理學研究—空間物理》。

唐超禮告訴《中國科學報》記者，分析研究高空臭氧在不同高度層的時空分布特性，以及太陽輻射對臭氧長期變化趨勢的影響具有重要的意義。

唐超禮等利用2001年12月發射的TIMED衛星上搭載的SABER觀測儀，所探測的2002～2017年共15年4443282次掃描的全球高空多種大氣參數廓線數據，發現在距地表95公裡左右高度的中間層頂大氣中，臭氧15年平均分布以赤道為軸線，南北半球呈對稱分布；但對太陽11年周期活動的響應是南北半球不對稱的，其響應值從南極地區向北極地區遞減。

研究結果表明，中間層頂的臭氧長期變化與太陽輻射、氧原子密度和溫度具有強相關性，與氫原子的長期變化不相關。衛星長期的觀測結果還進一步驗證了在平流層（距地表23公裡左右垂直高度）南北兩極地區上空臭氧洞的存在，且南極地區臭氧空洞比北極上空的大。

據悉，安徽光機所科研人員系統地分析了高空臭氧的長期變化對太陽活動、氧原子、氫原子和溫度等大氣參數的響應分布，結果顯示中間層頂不僅是臨近空間大氣溫度的極小值區域，也是臭氧混合比的極大值區域。唐超禮說，中高層大氣的熱結構和能量平衡主要受到太陽輻射的控制，而中間層頂是中高層大氣中較敏感活躍的區域，是地球大氣中最冷的區域，是低層大氣和高層大氣中物質傳輸、物理化學反應及能量交換等複雜動態過程的必經區域，所以研究這一區域的臭氧分布特徵具有代表意義。

同時，太陽11年周期性活動對中間層頂區域大氣物理、化學以及傳輸等有著重要的影響，系統研究中間層頂臭氧的變化與氧原子、氫原子和溫度等大氣參數長期變化之間的關係及其全球分布，對進一步認識中高層大氣也有著重要意義。（沈春蕾 齊瓊）

相關論文信息：DOI:10.1002/2017JA025126

《中國科學報》 (2018-09-17 第5版 創新周刊)

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    異常的降水或天氣冷暖都與太陽黑子活動周期有關。近年，科學家瑪莎·亞當斯提出了一個驚人的觀點：太陽是引發地震的原因。她指出，當太陽產生耀斑時，溫度高達2000萬攝氏度，爆發能量相當於百萬噸級的氫彈。耀斑發射輻射能，電磁場攜帶高能粒子衝擊地球，會使地殼的許多巖石產生受壓放電和伸縮現象，使積聚著巨大能力的斷層發生共振，導致地殼板塊發生斷裂、錯動或滑移，引發地震。
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  • NASA研究指出,太陽活動已經進入新周期,會對地球造成什麼影響?
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