Озон в стратосфере

Озон в стратосфере и его количество определенным образом зависит от солнечной активности — ведь озон образуется под действием коротковолновой радиации Солнца.

Однако изучить эту зависимость оказалось сложно. И прежде всего потому, что под действием коротковолнового излучения Солнца фотохимические процессы протекают только в самой верхней части слоя озона, тогда как основная его часть является стабильной, консервативной.

Поэтому если наблюдать за всей массой озона в стратосфере (снизу доверху), то уловить эффект его зависимости от активности Солнца нелегко: она будет смазана и непонятна.

Было установлено, что увеличение количества озона зимой — на высотах свыше 40 км и летом — выше 30 км (где фотохимическое равновесие наступает за несколько часов) прямо связано с активностью Солнца.

Больше того, оказалось, что в тропической области наблюдается обратная зависимость: с усилением солнечной активности содержание озона уменьшалось. В настоящее время существует представление (согласно теории Дютша и Добсона), что озон в стратосфере в тропических широтах образуется в большом количестве за счет фотохимических реакций.

Отсюда он переносится в меридиональном направлении в сторону высоких широт, где нисходящими движениями воздуха транспортируется в нижнюю стратосферу. В нижней стратосфере высоких широт озон не разрушается в фотохимических реакциях и, следовательно, накапливается.

Его накопление происходит в полярной стратосфере, причем в верхней стратосфере в высоких широтах озона меньше, чем в тропических широтах. Из полярной нижней стратосферы озон поступает в тропосферу высоких широт, где разрушается и частично перемещается к средним широтам. При западной циркуляции воздуха озон в стратосфере переносится к северу значительно эффективнее, чем при восточной циркуляции.

С окончанием лета, когда приток озона сокращается из-за ослабления меридионального переноса, его количество уменьшается. Это определяет годовое изменение количества озона. Поэтому осенью отмечается минимум его плотности. С восстановлением западной циркуляции озон в стратосфере и его количество вновь возрастает.

В южном полушарии картина иная. Это вызвано тем, что антарктический воздух холоднее арктического (на высотах стратосферы). Циркуляция на этих высотах, направленная от низших широт к высоким, не преодолевает Южный полярный круг, а заканчивается нисходящими движениями в средних широтах южного полушария. Поэтому область низких температур в Антарктиде совпадает с областью пониженной концентрации озона.