The effect of model spatial resolution on Secondary Organic Aerosol predictions: a case study at Whistler, BC, Canada
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. A large fraction of submicron aerosol mass throughout the continental boundary layer consists of secondary organic aerosol (SOA) mass. As such, the ability of chemical transport models to accurately predict continental boundary layer aerosol greatly depends on their ability to predict SOA. Although there has been much recent effort to better describe SOA formation mechanisms in models, little attention has been paid to the effects of model spatial resolution on SOA predictions. The Whistler Aerosol and Cloud Study (WACS 2010), held between 22 June and 28 July 2010 and conducted at Whistler, BC, Canada provides a unique data set for testing simulated SOA predictions. The study consisted of intensive measurements of atmospheric trace gases and particles at several locations strongly influenced by biogenic sources in the region. We test the ability of the global chemical transport model GEOS-Chem to predict the aerosol concentrations during this event and throughout the campaign. Simulations were performed using three different resolutions of the model: 4° × 5° , 2° × 2.5° and 0.5° × 0.667°. Predictions of organic aerosol concentrations at Whistler were greatly dependent on the resolution; the 4° × 5° version of the model significantly under predicts organic aerosol, while the 2° × 2.5° and 0.5° × 0.667° versions are much more closely correlated with measurements. In addition, we performed a comparison between the 3 versions of the model across North America. Comparison simulations were run for both a summer case (July) and Winter case (January). For the summer case, 0.5° × 0.667° simulations predicted on average 19% more SOA than 2° × 2.5° and 32% more than 4° × 5° . For the winter case, the 0.5° × 0.667° simulations predicted 8% more SOA than the 2° × 2.5° and 23% more than the 4° × 5°. This increase in SOA with resolution is largely due to sub-grid variability of organic aerosol (OA) that leads to an increase in the partitioning of secondary organic matter to the aerosol phase at higher resolutions. SOA concentrations were further increased because the shift of secondary organic gases to SOA at higher resolutions increased the lifetime of secondary organic matter (secondary organic gases have a shorter deposition lifetime than SOA in the model). SOA precursor emissions also have smaller, but non-negligible, changes with resolution due to non-linear inputs to the MEGAN biogenic emissions scheme. These results suggest that a portion of the traditional under-prediction of SOA by global models may be due to the effects of coarse grid resolution.
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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 | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,002 | 0,001 |
| Communication savante | 0,002 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,003 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| 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 ».