現有研究表明，臭氧的輻射氣候效應不僅依賴于臭氧總量，也依賴于臭氧的垂直分布，而臭氧在不同高度層的時空變化受到多方面的影響，其中太陽11年周期活動是引起臭氧時空變化的重要因素。同時不同高度層臭氧濃度變化會改變大氣的溫度結構和氧原子濃度，從而對區域環境、生態及氣候造成一定影響。因此，分析研究高空臭氧在不同高度層的時空分布特性以及太陽輻射對臭氧長期變化趨勢的影響具有重要意義。

　　近年來，安光所大氣光學中心魏合理研究員課題組的唐超禮博士等利用TIMED衛星觀測的2002-2017年共15年4443282次掃描的全球高空多種大氣參數廓線數據，發現在距地表95公里左右高度的中間層頂大氣中，臭氧15年平均分布以赤道為軸線，南北半球呈對稱分布；但對太陽11年周期活動的響應是南北半球不對稱的，其響應值從南極地區向北極地區遞減。結果表明：中間層頂的臭氧長期變化與太陽輻射、氧原子密度和溫度具有強相關性，與氫原子的長期變化不相關。衛星長期的觀測結果還進一步驗證了在平流層（距地表23公里左右垂直高度）南北兩極地區上空臭氧洞的存在，且南極地區臭氧空洞比北極上空的大。

　　安光所科研人員系統地分析了高空臭氧的長期變化對太陽活動、氧原子、氫原子和溫度等大氣參數的響應分布，結果顯示中間層頂不僅是臨近空間大氣溫度的極小值區域，也是臭氧混合比的極大值區域。中高層大氣的熱結構和能量平衡主要受到太陽輻射的控制，而中間層頂是中高層大氣中較敏感活躍的區域，是地球大氣中最冷的區域，是低層大氣和高層大氣中物質傳輸、物理化學反應及能量交換等復雜動態過程的必經區域，所以研究這一區域的臭氧分布特征具有代表意義。同時，太陽11年周期性活動對中間層頂區域大氣物理、化學以及傳輸等有著重要的影響，系統研究中間層頂臭氧的變化與氧原子、氫原子和溫度等大氣參數長期變化之間的關系及其全球分布對進一步認識中高層大氣也有著重要意義。

　　該研究工作將為全球氣候的長期變化規律分析，建立和驗證全球中高層大氣模式等工作提供重要參考。此項研究工作得到了國家高技術項目和自然科學基金項目的支持。

　　論文鏈接：https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2017JA025126 

　　圖. (a)臨近空間全球平均臭氧濃度廓線;

　　(b)臭氧密度的15年平均值在各緯度的分布；

　　(c)臭氧密度在各緯度帶的年平均值相對變化趨勢;

　　(d)臭氧對太陽輻射（F10.7）響應幅值及其標準差的緯度分布;

　　(e)藍色星型連線是氧原子密度的年平均值序列，黑色圓點連線是臭氧密度的年平均值序列（下同）；

　　(f)是氫原子和臭氧密度的年平均值序列;

　　(g)是大氣溫度和臭氧密度的年平均值序列.