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Abstract
The Middle Atmosphere Nitrogen TRend Assessment (MANTRA) series of high‐altitude balloon flights is being undertaken to investigate changes in the concentrations of northern hemisphere mid‐latitude stratospheric ozone, and of nitrogen and chlorine compounds that play a role in ozone chemistry. Four campaigns have been carried out to date, all from Vanscoy, Saskatchewan, Canada (52°01'N, 107°02'W, 511.0 m). The first MANTRA mission took place in August 1998, with the balloon flight on 24 August 1998 being the first Canadian launch of a large high‐altitude balloon in about fifteen years. The balloon carried a payload of instruments to measure atmospheric composition, and made measurements from a float altitude of 32–38 km for one day. Three of these instruments had been flown on the Stratoprobe flights of the Atmospheric Environment Service (now the Meteorological Service of Canada) in the 1970s and early 1980s, providing a link to historical data predating the onset of mid‐latitude ozone loss.
The primary measurements obtained from the balloon‐borne instruments were vertical profiles of ozone, NO2, HNO3, HCl, CFC‐11, CFC‐12, N2O, CH4, temperature, and aerosol backscatter. Total column measurements of ozone, NO2, SO2, and aerosol optical depth were made by three ground‐based spectrometers deployed during the campaign. Regular ozonesonde and radiosonde launches were also conducted during the two weeks prior to the main launch in order to characterize the local atmospheric conditions (winds, pressure, temperature, humidity) in the vicinity of the primary balloon flight. The data have been compared with the Model for Evaluating oZONe Trends (MEZON) chemical transport model, the University of California at Irvine photochemical box model, and the Canadian Middle Atmosphere Model (CMAM) to test our current understanding of model photochemistry and mid‐latitude species correlations. This paper provides an overview of the MANTRA 1998 mission, and serves as an introduction to the accompanying papers in this issue of Atmosphere‐Ocean that describe specific aspects and results of this campaign.
[Traduit par la rédaction] On a entrepris la série de lancements de ballons de haute altitude pour l'Évaluation des tendances de l'azote dans l'atmosphère moyenne (MANTRA) afin d'étudier les changements dans les concentrations de l'ozone stratosphérique des latitudes moyennes de l'hémisphère Nord de même que des composés azotés et chlorés qui jouent un rôle dans la chimie de l'ozone. Quatre campagnes ont été menées jusqu'à maintenant, toutes à Vanscoy (52 01'N, 107 02'W, 511,0 m), en Saskatchewan, au Canada. La première mission MANTRA a eu lieu en août 1998 et le vol de ballon du 24 août 1998 était le premier lancement d'un gros ballon de haute altitude au Canada depuis environ 15 ans. Le ballon a transporté une charge utile d'instruments servant à mesurer la composition de l'atmosphère et a pris des mesures en flottant à une altitude entre 32 et 38 km pendant une journée. Trois de ces instruments avaient été lancés dans le cadre des vols Stratoprobe du Service de l'environnement atmosphérique (aujourd'hui le Service météorologique du Canada) dans les années 1970 et au début des années 1980, fournissant ainsi des données historiques antérieures au commencement de la perte d'ozone dans les latitudes moyennes.
Les instruments emportés par ballon ont fourni les mesures principales suivantes : ozone, NO2, HNO3, HCL, CFC‐11, CFC‐12, N2O, CH4, température et rétrodiffusion par les aérosols. Des mesures de l'ozone, du NO2 et du SO2 totaux et de l'épaisseur optique des aérosols dans la colonne ont été prises au moyen de trois spectromètres déployés au sol durant la campagne. Des sondages par radiosondes et par sondes d'ozone régulières ont aussi été effectués au cours des deux semaines précédant le lancement principal pour connaître les conditions atmosphériques locales (vents, pression, température, humidité) dans la zone de vol du ballon principal. Nous avons comparé les données au modèle de transport chimique MEZON (Model for Evaluating oZONe Trends), au modèle de la boîte photochimique de la University of California at Irvine et au modèle canadien de l'atmosphère moyenne (CMAM) pour vérifier notre compréhension actuelle des corrélations entre la photochimie des modèles et les espèces des latitudes moyennes. Cet article présente un aperçu de la mission MANTRA de 1998 et sert d'introduction aux articles d'accompagnement publiés dans le présent numéro d'Atmosphere‐Ocean qui décrivent divers aspects et résultats de cette campagne.