Куликов М.Ю.
Беликович М.В.
Чубаров А.Г.
Дементьева С.О.
Фейгин А.М.
 Статья на сайте eLibrary

Представлен краткий анализ результатов, полученных при исследовании всех известных атмосферных фотохимических систем, обладающих нетривиальными нелинейно-динамическими свойствами. Демонстрируется, в частности, что в фотохимической системе пограничного слоя атмосферы возможны мультистабильность и автоколебания, которые могут приводить к высокой чувствительности концентрации приземного озона к эмиссиям загрязняющих веществ. Нетривиальные свойства обнаружены в химии полярной нижней стратосферы; они играют ключевую роль в её динамике и, по-видимому, привели к возникновению антарктической озоновой дыры в середине 1980-х годов. Демонстрируется, что в области мезопаузы (высоты 80-90 км) возможен нелинейный отклик фотохимии мезосферы на суточные вариации освещённости с появлением субгармонических или хаотических колебаний концентраций малых примесей, при этом влияние процессов переноса (в частности, турбулентной диффузии) может приводить к возникновению нелинейных волн реакционно-диффузионного типа, нового для земной атмосферы.

На английском языке
Atmospheric photochemistry: multistability, nonlinear oscillations and waves (review)
Kulikov M.Yu., Belikovich M.V., Chubarov A.G., Dementyeva S.O. and Feigin A.M.

We present a brief analysis of the results obtained from investigating all well-known atmospheric photochemical systems with non-trivial nonlinear dynamic properties. It has been in particular shown that multistability and self-oscillations are possible in the photochemical system of the atmospheric boundary layer. These phenomena can lead to a high sensitivity of the concentration of near-surface ozone to emissions of pollutants. The chemistry of the polar lower stratosphere has nontrivial properties that play a significant role in its dynamics. It is assumed that these properties play a significant role in the creation of the Antarctic ozone hole in the middle of the 1980s. It is shown that in the mesopause region (the altitudes 80-90 km), a nonlinear response of mesospheric photochemistry to diurnal variations of the solar radiation with the appearance of subharmonic or chaotic oscillations of concentrations of the trace species is possible. Furthermore, the appearance of nonlinear waves of reaction-diffusion type can be caused by the influence of the transport processes (in particular, turbulent diffusion), which is a new phenomenon for the Earth's atmosphere.

DOI: https://doi.org/10.52452/00213462_2025_68_05_378