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Enregistrement W2914765057 · doi:10.5194/acp-19-15049-2019

Characterization of transport regimes and the polar dome during Arctic spring and summer using in situ aircraft measurements

2019· article· en· W2914765057 sur OpenAlexafffund
Heiko Bozem, Peter Hoor, Daniel Kunkel, Franziska Köllner, Johannes Schneider, Andreas Herber, Hannes Schulz, W. R. Leaitch, Amir A. Aliabadi, Megan D. Willis, Julia Burkart, Jonathan P. D. Abbatt

Notice bibliographique

RevueAtmospheric chemistry and physics · 2019
Typearticle
Langueen
DomaineEarth and Planetary Sciences
ThématiqueAtmospheric chemistry and aerosols
Établissements canadiensUniversity of GuelphUniversity of TorontoEnvironment and Climate Change Canada
Organismes subventionnairesEnvironment and Climate Change CanadaUniversity of Toronto
Mots-clésArcticTroposphereAtmospheric sciencesMiddle latitudesPolarPolar vortexTrace gasEnvironmental scienceDome (geology)ClimatologyGeologyOceanographyPhysicsGeomorphology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

The springtime composition of the Arctic lower troposphere is to a large extent controlled by the transport of midlatitude air masses into the Arctic. In contrast, precipitation and natural sources play the most important role during summer. Within the Arctic region sloping isentropes create a barrier to horizontal transport, known as the polar dome. The polar dome varies in space and time and exhibits a strong influence on the transport of air masses from midlatitudes, enhancing transport during winter and inhibiting transport during summer. We analyzed aircraft-based trace gas measurements in the Arctic from two NETCARE airborne field campaigns (July 2014 and April 2015) with the Alfred Wegener Institute Polar 6 aircraft, covering an area from Spitsbergen to Alaska (134 to 17 ∘ W and 68 to 83 ∘ N). Using these data we characterized the transport regimes of midlatitude air masses traveling to the high Arctic based on CO and CO 2 measurements as well as kinematic 10 d back trajectories. We found that dynamical isolation of the high Arctic lower troposphere leads to gradients of chemical tracers reflecting different local chemical lifetimes, sources, and sinks. In particular, gradients of CO and CO 2 allowed for a trace-gas-based definition of the polar dome boundary for the two measurement periods, which showed pronounced seasonal differences. Rather than a sharp boundary, we derived a transition zone from both campaigns. In July 2014 the polar dome boundary was at 73.5 ∘ N latitude and 299–303.5 K potential temperature. During April 2015 the polar dome boundary was on average located at 66–68.5 ∘ N and 283.5–287.5 K. Tracer–tracer scatter plots confirm different air mass properties inside and outside the polar dome in both spring and summer. Further, we explored the processes controlling the recent transport history of air masses within and outside the polar dome. Air masses within the springtime polar dome mainly experienced diabatic cooling while traveling over cold surfaces. In contrast, air masses in the summertime polar dome were diabatically heated due to insolation. During both seasons air masses outside the polar dome slowly descended into the Arctic lower troposphere from above through radiative cooling. Ascent to the middle and upper troposphere mainly took place outside the Arctic, followed by a northward motion. Air masses inside and outside the polar dome were also distinguished by different chemical compositions of both trace gases and aerosol particles. We found that the fraction of amine-containing particles, originating from Arctic marine biogenic sources, is enhanced inside the polar dome. In contrast, concentrations of refractory black carbon are highest outside the polar dome, indicating remote pollution sources. Synoptic-scale weather systems frequently disturb the transport barrier formed by the polar dome and foster exchange between air masses from midlatitudes and polar regions. During the second phase of the NETCARE 2014 measurements a pronounced low-pressure system south of Resolute Bay brought inflow from southern latitudes, which pushed the polar dome northward and significantly affected trace gas mixing ratios in the measurement region. Mean CO mixing ratios increased from 77.9±2.5 to 84.9±4.7 ppbv between these two regimes. At the same time CO 2 mixing ratios significantly decreased from 398.16 ± 1.01 to 393.81 ± 2.25 ppmv. Our results demonstrate the utility of applying a tracer-based diagnostic to determine the polar dome boundary for interpreting observations of atmospheric composition in the context of transport history.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Observationnel · Signal consensuel: Observationnel
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,039
Score d'incertitude au seuil0,078

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

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.

Tête enseignante Opus0,011
Tête enseignante GPT0,192
Écart entre enseignants0,181 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeObservationnel
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations64
Publié2019
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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