Введение к работе
Актуальность работы. За последние десятилетия проблема атмосферного озона приобрела особое значение в связи с обнаруженной тенденцией уменьшения его концентрации в глобальных масштабах и образования так называемых "полярных дыр". Озон является естественным экраном для проникновения к Земле биологически активной части спектра ультрафиолетового излучения Солнца. Органические молекулы, такие как ДНК, способны изменяться под действием электромагнитных волн в этом спектральном диапазоне. Увеличение интенсивности этой части спектра солнечной радиации может вызвать необратимые генетические изменения живой природы, увеличить вероятность заболевания раком кожи и органов зрения у человека.
Интерес к проблеме атмосферного озона существенно возрос в связи с обнаружением влияния ряда факторов антропогенного происхождения на его содержание. Появились исследования, указывающие на возможность дополнительного разрушения озона в результате ядерных взрывов, полетов сверхзвуковой авиации, роста использования химических удобрений и т.д.
Учитывая важность озона в радиационном балансе атмосферы, в фильтрации опасного ультрафиолетового излучения Солнца для живой природы, можно считать, что исследования естественных вариаций концентрации озона приобретают актуальное значение.
Цель работы: Оценка роли галактических космических лучей в короткопериодичных вариациях концентрации стратосферного озона.
Реализация цели осуществлена на основе:
-
Исследований одновременных вариаций общего содержания озона и интенсивности галактических космических лучей.
-
Определения высотного диапазона воздействия космических лучей на концентрацию озона в стратосфере.
3. Сравнения эффективности воздействия изменений температуры,
физико-химических и динамических процессов, вызванных возмущениями
интенсивности галактических космических лучей, на вариации
концентрации озона в среднеширотной стратосфере.
Научная новизна работы. К новым результатам можно отнести выявление закономерности изменения общего содержания озона в среднеширотной стратосфере при резких уменьшениях интенсивности галактических космических лучей типа Форбуш-эффектов. Также впервые
определен высотный интервал существенных изменений концентрации озона и температуры атмосферного газа при возмущениях галактических космических лучей, дано обоснование изменений вертикальной структуры температуры и скоростей переносов в вариациях концентрации озона. Показано, что скорость вымывания из атмосферы окислов азота зависит от интенсивности галактических космических лучей и влияет на амплитуду возмущений концентрации озона.
Теоретическая и практическая ценность работы. В используемую автором двухмерную среднезональную модель средней атмосферы соискателем введены новые, не использовавшиеся в ней ранее реакции, влияющие на концентрации окислов азота и атмосферного озона. Доказана существенность вертикальных движений атмосферного газа на уровнях страто-тропосферы при изменениях интенсивности космических лучей в регулировании концентрации озона.
Личный вклад соискателя. По материалам диссертации опубликовано 15 работ, из них без соавторства 7. Автор пользовался идеями коллег, вносил свои, проверял их в модельных и реальных экспериментах, выделял существенные из них для решения поставленных задач.
Положения, выносимые на защиту:
1. Обнаруженные автором закономерности реакции концентрации
атмосферного озона при Форбуш-эффектах в галактических космических
лучах.
2. Комплекс модельных расчетов воздействия изменений
интенсивности космических лучей на концентрацию озона, согласующихся с
экспериментальной информацией.
-
Доказательство превалирующей роли вертикальной динамики, вызываемой возмущениями интенсивности галактических космических лучей, в вариациях стратосферного озона.
-
Доказательство существенной роли процессов вымывания в амплитуде реакции концентрации озона на изменения интенсивности галактических космических лучей.
Апробация работы. По основным материалам диссертационной работы опубликовано 15 научных работ в казахстанской, российской и зарубежной печати. Результаты докладывались и обсуждались на следующих конференциях:
-
Межд. конференция по экологическим проблемам, организованная фондом Эберта, Алматы, 1-3 сентября 1993 г.
-
Межд. конференция солнечно-земных связей, Алматы, 7-11 ноября, 1994.
-
Конференция молодых ученых РАН, "Атмосферный озон", Москва, 6 апреля, 1995.
-
XXI General Assembly of IUGG, July 2-14, 1995, Boulder, Colorado, USA.
5. 1st SPARC General Assembly, Melbourne, Australia, 2-6 December,
1996.
6. XXII General Assembly, Vienna, Austria, 21-25 April, 1997.
7. 22nd International Nathiagali Summer College on physics and
;ontemporary needs, Islamabad, Pakistan, 28 July-9 August, 1997.
-
Second Workshop "Solar Activity Effects on the Middle Atmosphere", 3rague, Czech Republic, 18-22 August, 1997.
-
Конференция молодых ученых РАН, "Атмосферный озон", Москва, >3 апреля 1998.
Кроме того, материалы диссертации обсуждались на семинарах С-Тетербургского Госуниверситета, института физики атмосферы РАН, шстнтута ионосферы МН-АН РК, государственного астрономического шститута им. Штернберга.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, рех глав и заключения. Диссертация содержит 93 страницы іашинописного текста, 22 рисунка, 3 таблицы, 75 ссылок на использованные [сточники.
Похожие диссертации на Роль космических лучей в изменениях концентрации озона в среднеширотной стратосфере
