近日，Geophysical Research Letters在线发表了中国海洋大学海洋与大气学院最新科研成果“Ozone Depletion Modulated by Arctic Polar Stratospheric Cloud Types（北极平流层云类型对臭氧消耗的影响）”。该成果的第一作者为海洋与大气学院2024级在读硕士研究生张嘉豪，通讯作者为王文彩副教授。
极地平流层云为极地平流层臭氧消耗过程的相关化学反应提供了一个界面，在促进平流层臭氧消耗方面发挥着至关重要的作用。2020年早春北极平流层发生巨大臭氧消耗，使得北极平流层臭氧消耗事件备受关注。极地平流层云的垂直分布、宏观和微观特征的变化会通过增温等效应促进北极放大。因此，对北极极地平流层云的研究，特别是对北极极地平流层云的长时间尺度时空特征分析具有重要意义。本研究系统分析了2006/2007年至2020/2021年冬季北极平流层云的分布特征，发现北极冬季极地平流层云主要以硝酸三水合物（NAT）为主，其次是过冷三元溶液（STS）和水冰（ICE）（图1）。不同类型的极地平流层云在时空分布上也存在显著差异，NAT往往在初冬的20千米以下高度出现，而STS则主要在晚冬的20千米以上高度出现。本研究进一步探索了不同类型的极地平流层云对臭氧化学消耗的影响（图2），发现当ICE出现频率较高时，氯激活的异相反应速率会降低，从而减缓平流层臭氧的耗损。
本研究从极地平流层云这一独特视角出发，深入探讨了其在北极平流层臭氧消耗中的作用，揭示了臭氧消耗与北极放大效应之间的潜在联系。还对前人普遍认为的极地平流层云的各类亚型均对臭氧消耗起促进作用的传统理论进行了补充和完善。研究成果为深入理解北极平流层臭氧消耗的多方面因素及其复杂机制提供了新的视角，也为进一步研究气候变化与臭氧层损耗的相互作用提供了科学依据。
图1. 2006/2007年至2020/2021年北极冬季三种极地平流层云（STS、NAT、ICE）出现频率的时空分布特征（黑线代表对流层顶）。
图2. 2006/2007年至2020/2021年冬季臭氧变化指数D_TCO (OMI)（红色实线，单位：DU）、D_TCO (MLS)（黄色实线，单位：DU）和极地平流层云总发生次数（蓝色实线，单位：106次）的距平（黑色虚线代表15年平均值）。
发表文章列表：
Zhang, J., Zhao, Z., Wang, W., & Wang, Y. (2025). Ozone depletion modulated by Arctic polar stratospheric cloud types. Geophysical Research Letters, 52, e2024GL114037.
文章链接：https://doi.org/10.1029/2024GL114037