Influence of particle-phase state on the hygroscopic behavior of mixed organic–inorganic aerosols
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. Recent work has demonstrated that organic and mixed organic–inorganic particles can exhibit multiple phase states depending on their chemical composition and on ambient conditions such as relative humidity (RH). To explore the extent to which water uptake varies with particle-phase behavior, hygroscopic growth factors (HGFs) of nine laboratory-generated, organic and organic–inorganic aerosol systems with physical states ranging from well-mixed liquids to phase-separated particles to viscous liquids or semi-solids were measured with the Differential Aerosol Sizing and Hygroscopicity Spectrometer Probe at RH values ranging from 40 to 90%. Water-uptake measurements were accompanied by HGF and RH-dependent thermodynamic equilibrium calculations using the Aerosol Inorganic-Organic Mixtures Functional groups Activity Coefficients (AIOMFAC) model. In addition, AIOMFAC-predicted growth curves are compared to several simplified HGF modeling approaches: (1) representing particles as ideal, well-mixed liquids; (2) forcing a single phase but accounting for non-ideal interactions through activity coefficient calculations; and (3) a Zdanovskii–Stokes–Robinson-like calculation in which complete separation of the inorganic and organic components is assumed at all RH values, with water uptake treated separately in each of the individual phases. We observed variability in the characteristics of measured hygroscopic growth curves across aerosol systems with differing phase behaviors, with growth curves approaching smoother, more continuous water uptake with decreasing prevalence of liquid–liquid phase separation and increasing oxygen : carbon ratios of the organic aerosol components. We also observed indirect evidence for the dehydration-induced formation of highly viscous semi-solid phases and for kinetic limitations to the crystallization of ammonium sulfate at low RH for sucrose-containing particles. AIOMFAC-predicted growth curves are generally in good agreement with the HGF measurements. The performances of the simplified modeling approaches, however, differ for particles with differing phase states. This suggests that no single simplified modeling approach can be used to capture the water-uptake behavior for the diversity of particle-phase behavior expected in the atmosphere. Errors in HGFs calculated with the simplified models are of sufficient magnitude to produce substantial errors in estimates of particle optical and radiative properties, particularly for the assumption that water uptake is driven by absorptive equilibrium partitioning with ideal particle-phase mixing.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».