Исследование вертикального распределения озона в пограничном слое атмосферы

• Автор: Антохин, Павел Николаевич
• Шифр специальности: 25.00.29
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 134 с. : ил.

Оглавление
Введение

Глава 1 Формирование вертикального распределения озона в пограничном

слое атмосферы

1.1 Источники озона

1.2 Перенос озона из стратосферы

1.3 Фотохимическая генерация озона из газов предшественников в фоновых условиях

1.4 Фотохимическая генерация озона из газов предшественников в загрязненных условиях

1.5 Горизонтальный и вертикальный перенос озона

1.5.1 Горизонтальный перенос озона

1.5.2 Вертикальный перенос озона

1.6 Стоки озона в пограничном слое
1.6.1 Сток озона на малых газовых примесях
1.6.2 Сток озона на аэрозольных частицах
1.6.3 Осаждение озона и вымывание осадками 28 Глава 2 Использованные методы и подходы при изучении вертикального
распределения озона в пограничном слое атмосферы
2.1 Экспериментальное определение вертикального распределения озона в пограничном слое атмосферы
2.1.1 Комплекс оборудования для самолета Ан-2
2.1.2 Методология организации полетов и район измерений
2.1.3 Вспомогательные измерения
2.1.4 Методика обработки данных самолетного зондирования
2.2 Статистические методы для выявления скрытых периодичностей 47 Глава 3. Вертикальное распределение озона в пограничном слое атмосферы
3.1 Оценка скорости переноса озона из стратосферы в приземный

3.2 Вертикальное распределение озона в пограничном слое атмосферы в разное время суток
3.3 Турбулентные потоки озона в пограничном слое атмосферы
3.4 Соотношение вклада фотохимической генерации озона и поступление его из стратосферы
Глава 4. Прогноз концентрации озона в приземном слое атмосферы
4.1 Сверхдолгосрочный прогноз на основе солнечной активности
4.2 Прогноз среднесуточных значений приземной концентрации
озона

4.3 Прогноз суточного хода приземной концентрации озона
4.4 Оправдываемость прогноза приземной концентрации озона
4.4.1 Оправдываемость сверхдолгосрочного прогноза приземной концентрации озона
4.4.2 Оправдываемость прогнозирования среднесуточных значений приземной концентрации озона
4.4.3 Оправдываемость прогнозирования суточного хода
приземной концентрации озона
Заключение
Список литературы
Приложение 1 Вертикальные профили распределения концентрации озона 125 Приложение 2 Вертикальные профили распределения потоков озона

Введение Общая характеристика работы
Исследование тропосферного озона в настоящее время представляет значительный интерес с точки зрения его влияния, не только на климат, но и на биосферу в целом. До 90% озона находится в стратосфере, где он играет положительную роль, защищая биосферу от жесткого ультрафиолетового излучения. Остальные 10% озона находятся в тропосфере, где он является четвертым по значимости парниковым газом. Озон играет ключевую роль в фотохимических реакциях, протекающих в тропосфере особенно в нижней её части - пограничном слое, здесь он является вторичным загрязнителем воздуха, образуясь из газов-предшественников. Также озон определяет окислительный потенциал тропосферы, в силу своей высокой реакционной способности. Кроме того, являясь сильно токсичным газом, озон оказывает отрицательное воздействие на биосферу, опасным свойством является его радиомиметический эффект, действующий на кровь подобно ионизирующему излучению [1]. Все эти отрицательные свойства озона в тропосфере требуют детального исследования его пространственно-временной изменчивости и понимания механизмов его генерации и стоков в пограничном слое атмосферы.
Благодаря многочисленным теоретическим и экспериментальным результатам, полученным к настоящему времени, отдельные представления о закономерностях горизонтального и вертикального распределения, химической и фотохимической активности озона в атмосфере уже сформулированы в работах Dobson G.M.B., Brewer A.W., A.X. Хргиана, Chapman S., J. Fishman, W. Seiler, P.J. Crutzen , Н.Ф. Еланского, Г.П. Гущина, A.M. Звягинцева, И.К. Ларина и многих других отечественных и зарубежных исследователей [2-8].
Несмотря на значительное число исследований, направленных на изучение вертикального распределения озона в тропосфере, особенно в пограничном слое, у исследователей нет единой точки зрения о причинах, формирующих его изменчивость на разных временных масштабах. Результаты существующих

Время
Рисунок 2.4 Типовая запись данных полета.
Как показано на рисунке 2.4 для калибровки используется три точки: первая -нуль-газ без содержания озона, вторая - газовая смесь с низким содержанием озона равным 40 мкг/м3 и третья точка с высоким содержанием озона 90 мкг/м3 . Для калибровки газоанализатора ЫСог — 800 используются поверочные смеси, которые имеют концентрации С02 ниже и выше атмосферной.
2.1.2 Методология организации полетов и район измерений
В зависимости от поставленной задачи используются различные схемы вертикального и горизонтального зондирования. В нашем случае целью проведения зондирования было получение вертикальных профилей концентрации озона и углекислого газа, а также профилей метеорологических элементов. Обычно для получения вертикальных профилей используют одну из двух схем. Первая схема представляет собой набор высоты с определенной скоростью. Вторая — набор