The importance of the representation of air pollution emissions for the modeled distribution and radiative effects of black carbon in the Arctic
Notice bibliographique
Résumé
Aerosol particles can contribute to the Arctic amplification (AA) by direct and indirect radiative effects. Specifically, black carbon (BC) in the atmosphere, and when deposited on snow and sea ice, has a positive warming effect on the top-of-atmosphere (TOA) radiation balance during the polar day. Current climate models, however, are still struggling to reproduce Arctic aerosol conditions. We present an evaluation study with the global aerosol-climate model ECHAM6.3-HAM2.3 to examine emission-related uncertainties in the BC distribution and the direct radiative effect of BC. The model results are comprehensively compared against the latest ground and airborne aerosol observations for the period 2005–2017, with a focus on BC. Four different setups of air pollution emissions are tested. The simulations in general match well with the observed amount and temporal variability in near-surface BC in the Arctic. Using actual daily instead of fixed biomass burning emissions is crucial for reproducing individual pollution events but has only a small influence on the seasonal cycle of BC. Compared with commonly used fixed anthropogenic emissions for the year 2000, an up-to-date inventory with transient air pollution emissions results in up to a 30 % higher annual BC burden locally. This causes a higher annual mean all-sky net direct radiative effect of BC of over 0.1 W m −2 at the top of the atmosphere over the Arctic region (60–90 ∘ N), being locally more than 0.2 W m −2 over the eastern Arctic Ocean. We estimate BC in the Arctic as leading to an annual net gain of 0.5 W m −2 averaged over the Arctic region but to a local gain of up to 0.8 W m −2 by the direct radiative effect of atmospheric BC plus the effect by the BC-in-snow albedo reduction. Long-range transport is identified as one of the main sources of uncertainties for ECHAM6.3-HAM2.3, leading to an overestimation of BC in atmospheric layers above 500 hPa, especially in summer. This is related to a misrepresentation in wet removal in one identified case at least, which was observed during the ARCTAS (Arctic Research of the Composition of the Troposphere from Aircraft and Satellites) summer aircraft campaign. Overall, the current model version has significantly improved since previous intercomparison studies and now performs better than the multi-model average in the Aerosol Comparisons between Observation and Models (AEROCOM) initiative in terms of the spatial and temporal distribution of Arctic BC.
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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 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| 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 ».