Sur la relation entre l'ozone total et la dynamique et la chimie de l'atmosphère aux latitudes moyennes - Partie 1 : modèles statistiques et empreintes spatiales de la dynamique et de la chimie de l'atmosphère.

Résumé Nous utilisons des modèles statistiques pour les valeurs moyennes et extrêmes de l'ozone total de la colonne pour analyser les "empreintes" de la dynamique et de la chimie atmosphériques sur les changements à long terme de l'ozone aux latitudes moyennes du nord et du sud sur la base de cellules de grille. Pour chaque cellule de grille, la méthode statistique de l'ordre r le plus grand est utilisée pour l'analyse des événements extrêmes de l'ozone total faible et élevé (appelés respectivement ELO et EHO), et un modèle de moyenne mobile autorégressive (ARMA) est utilisé pour l'analyse de la valeur moyenne correspondante. Afin de décrire l'état dynamique et chimique de l'atmosphère, les modèles statistiques incluent d'importantes covariables atmosphériques : le cycle solaire, l'oscillation Quasi-Biennale (QBO), les substances appauvrissant la couche d'ozone (ODS) en termes de chlore stratosphérique effectif équivalent (EESC), l'oscillation de l'Atlantique Nord (NAO), l'oscillation de l'Antarctique (AAO), l'oscillation El Niño/Sud (ENSO), et la charge en aérosols après les éruptions volcaniques de El Chichón et du Mt. Pinatubo. L'influence des covariables individuelles sur les niveaux moyens et extrêmes de l'ozone total de la colonne est dérivée sur une base de cellule de grille. Les résultats montrent que les "empreintes digitales", c'est-à-dire l'influence significative, des caractéristiques dynamiques et chimiques sont capturées à la fois dans le "gros" et les queues de la distribution statistique de l'ozone, respectivement décrits par les valeurs moyennes et les EHOs/ELOs. Alors que les résultats pour le cycle solaire, la QBO et l'EESC sont en bon accord avec les résultats d'études antérieures, des empreintes spatiales sans précédent sont obtenues pour les covariables dynamiques. La colonne d'ozone est renforcée sur le Labrador/Groenland, le secteur de l'Atlantique Nord et la mer de Norvège, mais elle est réduite sur l'Europe, la Russie et l'est des États-Unis pendant la phase positive de la NAO, et vice-versa pendant la phase négative. La contrepartie méridionale de la NAO, l'AAO, influence fortement la colonne d'ozone aux moyennes latitudes méridionales inférieures, y compris les parties méridionales de l'Amérique du Sud et la péninsule Antarctique, et aux moyennes latitudes méridionales centrales. Les résultats pour la NAO et l'AAO confirment l'importance de la dynamique atmosphérique pour la variabilité et les changements de l'ozone, de l'échelle locale/régionale à l'échelle mondiale.