В последний раз такое же сильное истощение озонового слоя наблюдалось в Арктике весной 2011 года, и истощение озонового слоя в 2020 году, похоже, стало еще сильнее.
Общее содержание озона (единицы Добсона, DU) CAMS 29 марта 2020 года, показывающее значения ниже 250 DU на большей части Арктики (CAMS, Служба мониторинга атмосферы Коперника, ЕЦСПП)
Временные ряды минимума озона над Северным полушарием (DU) по данным CAMS (2003–2020 гг.) и C3S (1980–2002 гг.) (показаны по два года с самым высоким и самым малым минимумом за каждое десятилетие). Видно, как исключительно низки минимальные значения озона в 2020 году (черная линия).
Все привыкли к тому, что озоновые дыры развиваются над Антарктикой каждый год во время австралийской весны. Условия, необходимые для такого сильного истощения озонового слоя, обычно не встречаются в Северном полушарии. Считается, что в формирование озоновой дыры в Антарктике большой вклад антропогенных химических веществ, включая хлор и бром, которые мигрируют в стратосферу – в слой от 10 до 50 км над уровнем моря. Эти химические вещества накапливаются внутри сильного полярного вихря, который развивается над Антарктикой каждую зиму, где они остаются химически неактивными в темноте. Температура в вихре может упасть ниже -78 ° С, и могут образоваться полярные стратосферные облака, которые играют важную роль в химических реакциях с участием химических веществ, созданных человеком, которые приводят к истощению озона, когда солнечный свет возвращается в этот район. (Кстати 2019 Озоновая дыра в Антарктике была одной из самых малых).
Арктическая стратосфера обычно менее изолирована, чем ее антарктический аналог, из-за наличия больших массивов суши и горных массивов, которые оказывают на погодные условия большее влияние, чем в Южном полушарии. Это объясняет, почему полярный вихрь в Северном полушарии обычно слабее и более возмущен, чем в Южном полушарии, и температура в нем не падает так низко. Однако в 2020 году полярный вихрь в Арктике был исключительно сильным и долгоживущим. Кроме того, температура в арктической стратосфере была достаточно низкой в течение нескольких месяцев в начале 2020 года, что позволило формироваться полярным стратосферным облакам, что привело к большим потерям озона над Арктикой.
Полярные стратосферные облака (атлас ВМО)
Временные ряды минимальной температуры (к северу от 60 ⁰ N) на уровне 50 гПа. (Данные CAMS (2003–2020 гг.) и C3S (1980–2002 гг.). Показаны по два года для каждого десятилетия, у которых самый и самый низкий минимумы. Минимумы стратосферной температуры на уровне 50 гПа в течение зимы и весны 2020 года (черная линия) были ниже температурного порога для образования полярных стратосферных облаков (-78 ° С) на протяжении подряд нескольких месяцев.
Разрушение озона над Арктикой в 2020 году было настолько сильным, что слой озона в слое между 80 и 50 гПа (высота около 18 км) был заметно истощен.
Слева: Сравнение профилей озона (в миллипаскалях) от CAMS (красный) и независимых измерений озонозонда (черный) на арктической станции Ny-Ålesund 26 марта 2020 года.
Справа: Средние профили озона в Ny-Ålesund от CAMS (желтый) / оранжевый) и озонозонды (черный) за 2003–2019 гг. Заштрихованная область – одно стандартное отклонение.
(Служба мониторинга атмосферы Коперника, ЕЦСПП)
После начала астрономической весны температура в стратосфере начинает сезонное повышение. Истощение озона замедлится и в конечном итоге прекратится. Наблюдения с помощью СВЧ-зонда на спутнике NASA Aura показывают, что запас активного хлора исчерпан,. Как только полярный вихрь разрушится, воздух с пониженным содержанием озона смешается с озоносодержащим воздухом из более низких широт.