PDF《“臭氧洞”》

1 = 306.0 nm, Κ

2 =310.0 nm, Κ

3 =313.5 nm, Κ

4 =316.8 nm, Κ

5 =320.0 nm. 波长的分辨率为 016nm (Kerr et al.,1980 ). 在臭氧的测量过程中, 考虑到 SO2在紫外波段的强烈吸收而进 行了 SO2的订正, 此外还考虑了环境温度的变化对仪器影响, 而进行了温度补偿(Kerr et al.,1993 ). Brewer 测量UV

2 B 是测量到达地面水平面上的紫外总辐射的绝对单位值. 光 线经过光学系统进入光谱仪后, 被光栅分光, 打入光电倍增管的阴极, 产生电信号被放大, 光子计数板进行光子计数;

光谱扫描范围是从295nm 到325nm 每隔0.5 nm 来回进行扫 描, 积分时间是0.224 s, 这就保证了测量过程中仪器的噪声能量低于290nm 的绝对辐照 度(Ken et al.,1991 );

此外, 光谱扫描的过程中进行了光电倍增管的死区时间(dead time) 和环境杂光的订正. 仪器波长的标定是由内部汞灯来完成的, 通过标准灯来检测光电系统 的工作是否正常;

UV

2 B 绝对辐射响应的标定是由厂家提供一套完整的UV

2 B 标定设备, 包括5只经过美国国家标准技术研究所(NIST ) 校准过的石英卤灯作标准光源. 在中山站 每天对仪器的严格标定和检测保证了获取数据的可靠性. 南极中山站的臭氧观测系统建于1993年极夜前夕的3月, 在8月下旬的臭氧数据是通 过月光测量得到的,8 月下旬到1994年2月底的臭氧数据是用直接跟踪太阳光或垂直天顶 光 (有云时) 测量的,DUV

2 B 辐射通量的值是所测的光谱强度 ( Irradiance ) 和固定权重函 数(作用光谱) 的卷积来确定的,Brewer 所采用的权重函数见图1, 卷积的过程用下式来表 示(Hanawalt and Setlow ,1975;

McKinley and Diffey ,1987 ): DUV

2 B = ∫ UV

2 B F (Κ ) A (Κ ) d (Κ ) 式中: F (Κ ) 是光谱强度 [W (m

2 nm ) ], 由光谱扫描过程测得;

A (Κ ) 是ACGIH

2 NIOSH Ξ 曲线或Diffey 曲线 (图1) ,ACGIH

2 NIOSH 作用光谱由美国国家职业安全和健 康研究所制定;

Diffey 曲线是UV

2 B 诱发人类皮肤癌的一个参考作用光谱(McKinley and Diffey ,1987 ).

51 第4期 周秀骥、 郑向东、 陆龙骅、 郭松:1993 年中山站地区 臭氧洞 和UV

2 B 的特征分析 Ξ ACGIH

2 NIOSH : American Conference of Governmental Industrial Hygenists ,National Institute for Occupation

2 al Safety and Health . ? 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 图1 Brewer 臭氧光谱仪在UV

2 B 观测中所采用的ACGIH

2 NIOSH 和Dirrey 作用光谱 Fig.1. ACGIH

2 NIOSH and Diffey curves as action spectra used in Brewer UV

2 B measurements .

三、 观测结果和分析 图2给出了Brewer 在中山站测得的O 3柱总量变化过程, 在7月到10月初与 TOVS 资 料进行比较, 变化趋势是一致的. 8月2日至8月24日由于太阳高度角太低,Brewer 测量臭 氧的工作被迫中断. 从8月初到11月底, 臭氧总量有10多次急剧变化过程, 最低值是10月9 日(Day 282) 为147DU , 最高值是11月5日(Day 309) 为371DU , 在11月14日(Day 318) 又出 现了182DU 的低值. 但总的趋势是: 在8月到10月中旬这段时间内臭氧值总量基本是个下 降的过程, 从10月中旬到11月底是个回升的过程. WMO 1993年的 臭氧洞 公告所报道的 南极臭氧变化情况和上述是一致的. 由于中山站处于南极大陆的边缘位置, 平流层非对称 的极地涡旋的摆动与伸缩, 引起了 臭氧洞 位置的变化, 从而导致了中山站地区臭氧值逐 日变化很大. 在分析离中山站很近的Davis 站(68.6 ° S,78.0 ° E) 7月到11月的常规探空资 料时, 发现中山站的臭氧总量的变化和70hPa 到50hPa 上空的温度变化存在非常明显的 相关(图3). 图4给出了中山站在 臭氧洞 期间中午时刻测得的DUV