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Analysis of the ozone reduction event over the southern tip of South America in November 2009

2009年11月の南米大陸南端のオゾン減少イベントの解析

秋吉 英治*; 門脇 正尚; 中村 東奈*; 杉田 孝史*; 廣岡 俊彦*; 原田 やよい*; 水野 亮*

Akiyoshi, Hideharu*; Kadowaki, Masanao; Nakamura, Haruna*; Sugita, Takafumi*; Hirooka, Toshihiko*; Harada, Yayoi*; Mizuno, Akira*

2009年11月に南米大陸南端で3週間続くオゾン全量の減少が生じた。オゾン監視装置(Ozone Monitoring Instrument)によって観測されたオゾン全量及びERA-interim再解析データの解析から、極渦崩壊時に極渦が南米大陸側へ移動したことによって、このオゾン全量の減少が生じたことが示された。極渦の移動は、西経120-150度及び南緯50-60度の対流圏から南米大陸西及び南米大陸南端上空の成層圏への波フラックスの増加と関連しており、この波活動によって下部成層圏に大規模なジオポテンシャル高度の負偏差が生じた。また、2009年11月に南米大陸西の500hPaのジオポテンシャル高度からブロッキングが診断された。これらの結果は、2009年11月のブロッキング領域からの波の伝搬を介した南半球対流圏のブロッキングと、2009年11月の南米大陸南端で見られた数週間のオゾン全量の減少との関連を示唆している。さらに、1979-2015年の各年11月の南米大陸南端の南緯50-60度と西経65-75度を対象としたオゾン全量偏差及び力学場の解析から、2009年11月のオゾン全量の負偏差は1979-2015年の37年間で最大規模の負偏差であり、下部成層圏の大規模なジオポテンシャル高度の負偏差と関連付けられた。

A reduction of the total ozone over the southern tip of South America lasting 3 weeks occurred in November 2009. Analyses of the ERA-Interim reanalysis data and the total ozone observed by the Ozone Monitoring Instrument indicate that the total ozone reduction event was caused by a migration of the polar vortex toward the South American continent at the time of the vortex breakup. The vortex migration is associated with an enhanced wave flux from the troposphere at 120-150$$^{circ}$$W and 50-60$$^{circ}$$S to the west of the South American continent to the stratosphere over the southern part of the continent, which led to a large negative geopotential height anomaly in the lower stratosphere. In November, a blocking event was diagnosed from the 500-hPa geopotential height over the west of the South American continent. These results suggest a relation between the long-lasting reduction of the total ozone over the southern tip of South America and the blocking phenomenon in the troposphere of the Southern Hemisphere through wave propagation from the blocking region in 2009. Analysis of the total ozone anomaly for 50-60$$^{circ}$$S and 65-75$$^{circ}$$W over the southern tip of South America in November for 1979-2015 indicates that the negative ozone anomaly in November 2009 was one of the largest anomalies in this 37-year period and was associated with the large negative geopotential height anomaly in the lower stratosphere. Analyses of dynamical fields were also conducted for other years with large geopotential height anomalies.

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