近日，我校大气物理学院2023级硕士研究生朱晓淳在导师曹乐副教授指导下，以第一作者身份在国际大气科学顶级期刊《Atmospheric Chemistry and Physics》（中科院一区Top，IF=7.2）发表题为“Influence of various criteria on identifying the springtime tropospheric ozone depletion events (ODEs) at Utqiaġvik, Arctic”的研究论文。该研究系统评估了不同识别标准对北极春季臭氧损耗事件（ODEs）特征的影响，可为准确刻画极地大气化学过程、评估气候变化背景下的臭氧演变提供关键方法的支撑。

北极春季边界层臭氧常因“溴爆发”机制在数小时内骤降至近零水平，这一现象被称为臭氧损耗事件（ODEs）。然而，目前科学界对ODEs的判定阈值尚无统一标准，导致不同研究得出的ODEs现象的发生频率、长期趋势及气象驱动因子存在显著差异，因而制约了关于极地臭氧变化评估的可靠性。针对该问题，该研究基于北极巴罗站2000–2022年共23年的小时级臭氧观测，首次对比了使用固定阈值、月均值相对阈值及机器学习等三大类九种标准的ODEs识别结果。

研究发现，固定阈值与月均相对阈值在捕捉BRW站的ODEs时表现最佳，既能避免过严阈值导致的漏判，又能兼顾背景臭氧的年际波动。采用上述推荐标准，2000–2022年春季ODEs发生时间呈显著下降趋势（p<0.05），其中4月降幅最大（−4.2 h/yr，p<0.01），该下降趋势与北极增暖及海冰减退密切相关。使用相对阈值或更严苛的固定阈值会进一步放大该下降趋势，指示出重度ODEs事件对气候变化的响应更为敏感。气象要素分析显示，ODEs更易在偏北–东北风（3–6 m/s）、温度<256 K、高压（>1010 hPa）的稳定边界层条件下发生，而重度ODEs事件对风速、温度的要求则更为苛刻。

该研究首次从方法学层面系统论证了ODEs识别标准对该现象长期趋势结论的作用，并首次揭示了巴罗站春季ODEs的长期下降趋势。另外，该研究揭示的ODEs现象易发条件，也为相关的溴爆发现象及汞沉降风险的预测提供了参考。

论文合作作者包括南京信息工程大学曹乐副教授（通讯作者）、英国南极调查局杨昕研究员、荷兰莱顿大学李思梦研究员、南京信息工程大学王建栋教授和赵天良教授。本研究获得了国家重点研发计划、国家自然科学基金以及江苏省“青蓝工程”2023年度优秀青年骨干教师等项目资助。

BRW站ODEs小时数的年际变化

左侧图为ODEs的发生频率与2米温度的关系，右侧图为与气压的关系