Микроволновые наблюдения атмосферного озона над Нижним Новгородом зимой 2017-2018 годов

Представлены результаты наземных микроволновых измерений эволюции вертикального содержания озона в средней атмосфере над Нижним Новгородом (56°20' с. ш., 44° в. д.) зимой 2017-2018 годов. Выполнено их сопоставление с данными спутникового зондирования, полученными с помощью прибора MLS на спутнике Aura, и с данными реанализа ERA5. В частности, установлена степень зависимости содержания озона в стратосфере от положения границы полярного вихря по отношению к пункту наблюдения на разных высотах. Зарегистрировано, что в январе 2018 года вихрь приблизился к Нижнему Новгороду и далее вплоть до развала вихря (12 февраля) его граница осциллировала над городом, так что внутри или снаружи вихря попеременно оказывались разные высотные эшелоны. Такая динамика вихря наиболее заметно повлияла на эволюцию стратосферного максимума содержания озона, положение которого отслеживало изменение границы вихря и квазипериодически менялось в диапазоне высот 30-35 км. Результаты наземного микроволнового зондирования в среднем дают меньшее относительное содержание озона, чем данные MLS с максимумом систематической разницы около 0,8 частиц на миллион на высотах 38-39 км. Тем не менее, мы зарегистрировали заметно более чёткую реакцию содержания озона на изменение структуры вихря над Нижним Новгородом, чем в случае спутниковых данных и данных реанализа.

На английском языке
Microwave observations of atmospheric ozone over nizhny novgorod in winter of 2017-2018
Belikovich M.V.
Ryskin V.G.
Kulikov M.Yu.
Krasil'nikov A.A.
Shvetsov A.A.
Feygin A.M.

We present the results of the microwave ground-based measurements of evolution of the vertical ozone content in the middle atmosphere over Nizhny Novgorod (56°20' N, 44° E) in the winter of 2017-2018. The results were compared with the satellite-based sensing data obtained using the MLS instrument onboard the Aura satellite and the ERA5 reanalysis data. In particular, the degree of the dependence of the stratospheric-ozone content on the position of the polar-vortex boundary with respect to the observation point at different heights is established. It is recorded that in January 2018 the vortex approached Nizhny Novgorod and moved further up to its collapse (February 12), its boundary oscillated over the city, so that different altitude levels alternately appeared inside or outside the vortex. Such dynamics of the vortex most noticeably affected the evolution of the stratospheric maximum of the ozone content, whose position monitored variation in the vortex boundary and quasi-periodically varied in the altitude range of 30-35 km. The results of the ground-based microwave sounding on the average give lower relative ozone content than the MLS data with a maximum systematic difference of about 0.8 ppm per 38-39 km. Nevertheless, we recorded a significantly sharper reaction of ozone to a change in the structure of the vortex over Nizhny Novgorod than in the case of using the satellite and reanalysis data.