南極地面臭氧的本底特征及其影響因素.pdf

1、地面臭氧作為重要的大氣氧化劑、溫室氣體、污染物，與氣候變化和環(huán)境問題密切相關(guān)。南極地區(qū)受人類活動(dòng)影響很小，被視為全球大氣本底，是大氣成分觀測(cè)的理想地區(qū)。在第四次國際極地年(2007/2008)期間，我國在中山站建立大氣本底監(jiān)測(cè)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)大氣成分的連續(xù)觀測(cè)。利用中山站2008-2013年的地面臭氧連續(xù)觀測(cè)數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)和其他相關(guān)資料，先對(duì)地面臭氧數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量控制，對(duì)中山站地面臭氧濃度的本底特征和季節(jié)變化及其影響因素進(jìn)行了初步的分析和研究，

2、同時(shí)將中山站地面臭氧資料與南極和全球其他站點(diǎn)的資料進(jìn)行對(duì)比分析，并對(duì)中山站春季發(fā)生的臭氧損耗事件(Ozone Depletion Episode，ODE)進(jìn)行研究，主要結(jié)果如下:
　　在不同風(fēng)向和風(fēng)速條件下，中山站地面臭氧濃度變化較小，說明中山站地面臭氧濃度受局地污染源排放的影響很小，能夠代表東南極大陸沿岸的臭氧本底濃度。
　　中山站地面臭氧濃度具有顯著的季節(jié)變化，月平均濃度最高值出現(xiàn)在冬季7、8月，最低值出現(xiàn)在夏季12、1

3、月，月平均變化范圍在15-35ppb之間。
　　在春季和秋季地面臭氧濃度與紫外輻射(UVB)呈顯著的負(fù)相關(guān)，且極夜期間地面臭氧濃度比極晝期間高1～2倍，說明在南極光化學(xué)作用對(duì)臭氧的破壞占主導(dǎo)地位。南極受人類活動(dòng)影響很小，是研究全球地面臭氧濃度變化趨勢(shì)的理想?yún)^(qū)域。
　　中山站與南極沿岸其他站點(diǎn)地面臭氧有相同的季節(jié)變化，最高值在冬季，最低值在夏季，月平均濃度的變化范圍在15-35ppb之間。南極各站的年平均地面臭氧濃度的年際變化

4、范圍均為1-2ppb，沿岸各站的年平均地面臭氧濃度空間差異不大，約為2ppb。
　　全球不同區(qū)域地面臭氧站點(diǎn)比較，北半球站點(diǎn)地面臭氧濃度明顯高于南半球，南半球站點(diǎn)地面臭氧有明顯的季節(jié)變化，北半球地面臭氧濃度隨站點(diǎn)緯度而變化，南半球站點(diǎn)臭氧水平較為接近，這可能與北半球的人為臭氧源多于南半球有關(guān)。
　　南極站點(diǎn)資料表明南極沿岸地區(qū)春季發(fā)生臭氧損耗事件(ODE)，即地面臭氧濃度快速下降，并持續(xù)一段時(shí)間后恢復(fù)的過程。
　　春季

5、南極中山站常發(fā)生ODE。在ODE期間氣象要素有明顯的突變過程，主要特點(diǎn)是溫度下降，來自海冰區(qū)的偏北風(fēng)增多，風(fēng)速很小。ODE主要與南極沿岸海冰區(qū)的活性溴(BrO)濃度有關(guān)。春季南極大陸沿岸海冰凍融過程中形成的冰間水道和冰間湖，在低溫的作用下會(huì)再次凍結(jié)，形成薄冰和霜花。衛(wèi)星資料能夠觀測(cè)到薄冰區(qū)釋放的活化海鹽溴高濃度區(qū)，活性溴族與臭氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)過程形成ODE。其現(xiàn)象是在未受到人為影響的自然狀態(tài)下發(fā)生的，與中高緯度地區(qū)光化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致臭氧消耗有