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闪电活动与上对流层下平流层氮氧化物和臭氧的时空分布研究分析

闪电活动；氮氧化物；臭氧；上对流层-下平流层区域

主题1 天气、气候、全球变化、行星大气 > 专题1.11 平流层-对流层动力耦合和物质交换

闪电因其高温高压能够电离空气和随之引发的光化学反应成为自然界中氮氧化物产生的一个重要源，并通过直接与间接的方式影响自然界中的臭氧浓度和分布，进而对整个大气化学组分及大气环境乃至气候产生影响。

上对流层-下平流层区域是平流层对流层物质交换的重要区域，深对流活动是影响平流层对流层物质交换的一种重要过程，而闪电活动通常被看作是深对流活动的一个有效指示因子，也就是说，闪电活动会对上对流层-下平流层区域大气成分的分布造成影响。

本研究利用1996-2013年LIS/OTD闪电观测资料和2005-2021年TROPESS再分析资料的一氧化氮、二氧化氮和臭氧数据，结合线性回归和相关分析等方法，分析全球闪电活动以及上对流层-下平流层区域化学成分的时空分布特征和长期变化趋势，并探究了其间的相关关系。主要结论如下：（1）1996-2013年期间，整个热带副热带地区的闪电密度以每年0.018fl km^-2 a^-1的微弱趋势增加，即随着全球气候变暖加剧，闪电活动更加频繁。（2）2005-2021年期间，氮氧化物和臭氧在高纬度地区的上对流层-下平流层区域一致呈现显著的增加趋势。（3）热带副热带地区闪电活动对上对流层-下平流层氮氧化物、臭氧的影响具有明显的时空依赖性，无论是年尺度还是月尺度均存在一定的滞后正相关关系。本研究加深了对闪电活动影响上对流层-下平流层区域大气成分的理解，为预测上对流层-下平流层区域氮氧化物和臭氧的长期变化趋势以及全球气候变化提供了理论依据。