Depleción de ozono mesosférico durante 2004-2024 como función de la intensidad de los eventos de protones solares
Autores: Doronin, Grigoriy; Mironova, Irina; Bobrov, Nikita; Rozanov, Eugene
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Depleción de ozono mesosférico durante 2004-2024 como función de la intensidad de los eventos de protones solares
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Astronomía
Palabras clave
Eventos de protones solares
Ozono mesosférico
Tasas de ionización
Agotamiento de ozono
Intensidad de flujo
Atmósfera media
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 7
Citaciones: Sin citaciones
Los eventos de protones solares (SPE) afectan la atmósfera de la Tierra, causando una ionización adicional en la mesosfera y estratosfera de alta latitud. Las tasas de ionización de tales eventos de protones solares alcanzan su máximo en la estratosfera, pero la formación de óxidos de nitrógeno y hidrógeno que destruyen la capa de ozono comienza a altitudes mesosféricas. La destrucción del ozono mesosférico está asociada con protones con energías de aproximadamente 10 MeV o más y dependerá en gran medida de la intensidad del flujo de estas partículas. La mayoría de los estudios que investigan el impacto de los SPE en las características de la atmósfera media se han basado en simulaciones o conjuntos de datos de reanálisis, y algunos estudios han utilizado observaciones satelitales para validar los resultados de los modelos. Estudiamos el impacto de los SPE en la pérdida de ozono en la temporada fría en ambos hemisferios, utilizando mediciones de ozono mesosférico de Aura MLS durante el período de 2004 a 2024. Aquí, mostramos cuán fuertemente los SPE pueden agotar el ozono mesosférico polar en diferentes hemisferios y tratamos de evaluar esta dependencia en la intensidad de los eventos de protones solares. Encontramos que los SPE moderados, que consisten en protones con una energía de más de 10 MeV y una intensidad de flujo de más de 100 pfu, destruyen el ozono mesosférico en el hemisferio norte hasta un 47% y en el hemisferio sur hasta un 33%. Para ambos hemisferios, el pico de pérdida de ozono invernal se observó a aproximadamente 76 km. En el hemisferio norte, la pérdida máxima de ozono invernal se observó el segundo día después de un evento de protones solares, pero en el hemisferio sur, la disminución del ozono invernal ya se detectó el primer día. En el hemisferio sur, las concentraciones de ozono mesosférico regresan a niveles previos al evento el noveno día después de un evento de protones solares, pero en el hemisferio norte, incluso el décimo día después de un evento de protones solares, la capa de ozono mesosférico puede no haberse recuperado completamente. Los SPE fuertes con una intensidad de flujo de protones de más de 1000 pfu conducen a una pérdida máxima de ozono invernal de hasta un 85% en el hemisferio norte, y en el hemisferio sur, la pérdida de ozono invernal alcanza el 73%.
Descripción
Los eventos de protones solares (SPE) afectan la atmósfera de la Tierra, causando una ionización adicional en la mesosfera y estratosfera de alta latitud. Las tasas de ionización de tales eventos de protones solares alcanzan su máximo en la estratosfera, pero la formación de óxidos de nitrógeno y hidrógeno que destruyen la capa de ozono comienza a altitudes mesosféricas. La destrucción del ozono mesosférico está asociada con protones con energías de aproximadamente 10 MeV o más y dependerá en gran medida de la intensidad del flujo de estas partículas. La mayoría de los estudios que investigan el impacto de los SPE en las características de la atmósfera media se han basado en simulaciones o conjuntos de datos de reanálisis, y algunos estudios han utilizado observaciones satelitales para validar los resultados de los modelos. Estudiamos el impacto de los SPE en la pérdida de ozono en la temporada fría en ambos hemisferios, utilizando mediciones de ozono mesosférico de Aura MLS durante el período de 2004 a 2024. Aquí, mostramos cuán fuertemente los SPE pueden agotar el ozono mesosférico polar en diferentes hemisferios y tratamos de evaluar esta dependencia en la intensidad de los eventos de protones solares. Encontramos que los SPE moderados, que consisten en protones con una energía de más de 10 MeV y una intensidad de flujo de más de 100 pfu, destruyen el ozono mesosférico en el hemisferio norte hasta un 47% y en el hemisferio sur hasta un 33%. Para ambos hemisferios, el pico de pérdida de ozono invernal se observó a aproximadamente 76 km. En el hemisferio norte, la pérdida máxima de ozono invernal se observó el segundo día después de un evento de protones solares, pero en el hemisferio sur, la disminución del ozono invernal ya se detectó el primer día. En el hemisferio sur, las concentraciones de ozono mesosférico regresan a niveles previos al evento el noveno día después de un evento de protones solares, pero en el hemisferio norte, incluso el décimo día después de un evento de protones solares, la capa de ozono mesosférico puede no haberse recuperado completamente. Los SPE fuertes con una intensidad de flujo de protones de más de 1000 pfu conducen a una pérdida máxima de ozono invernal de hasta un 85% en el hemisferio norte, y en el hemisferio sur, la pérdida de ozono invernal alcanza el 73%.