Fossil fuel combustion and biomass burning sources of global black carbon from GEOS-Chem simulation and carbon isotope measurements
Notice bibliographique
Résumé
We identify sources (fossil fuel combustion versus biomass burning) of black carbon (BC) in the atmosphere and in deposition using a global 3-D chemical transport model GEOS-Chem. We validate the simulated sources against carbon isotope measurements of BC around the globe and find that the model reproduces mean biomass burning contribution ( f bb ; %) in various regions within a factor of 2 (except in Europe, where f bb is underestimated by 63 %). GEOS-Chem shows that contribution from biomass burning in the Northern Hemisphere ( f bb : 35±14 %) is much less than that in the Southern Hemisphere (50±11 %). The largest atmospheric f bb is in Africa (64±20 %). Comparable contributions from biomass burning and fossil fuel combustion are found in southern (S) Asia (53±10 %), southeastern (SE) Asia (53±11 %), S America (47±14 %), the S Pacific (47±7 %), Australia (53±14 %) and the Antarctic (51±2 %). f bb is relatively small in eastern Asia (40±13 %), Siberia (35±8 %), the Arctic (33±6 %), Canada (31±7 %), the US (25±4 %) and Europe (19±7 %). Both observations and model results suggest that atmospheric f bb is higher in summer (59 %–78 %, varying with sub-regions) than in winter (28 %–32 %) in the Arctic, while it is higher in winter (42 %–58 %) and lower in summer (16 %–42 %) over the Himalayan–Tibetan Plateau. The seasonal variations of Atmospheric f bb are relatively flat in North America, Europe and Asia. We conducted four experiments to investigate the uncertainties associated with biofuel emissions, hygroscopicity of BC in fresh emissions, the aging rate and size-resolved wet scavenging. We find that doubling biofuel emissions for domestic heating north of 45 ∘ N increases f bb values in Europe in winter by ∼30 %, reducing the discrepancy between observed and modeled atmospheric f bb from −63 % to −54 %. The remaining large negative discrepancy between model and observations suggests that the biofuel emissions are probably still underestimated at high latitudes. Increasing the fraction of thickly coated hydrophilic BC from 20 % to 70 % in fresh biomass burning plumes increases the fraction of hydrophilic BC in biomass burning plumes by 0 %–20 % (varying with seasons and regions) and thereby reduces atmospheric f bb by up to 11 %. Faster aging (4 h e -folding time versus 1.15 d e -folding time) of BC in biomass burning plumes reduces atmospheric f bb by 7 % (1 %–14 %, varying with seasons and regions), with the largest reduction in remote regions, such as the Arctic, the Antarctic and the S Pacific. Using size-resolved scavenging accelerates scavenging of BC particles in both fossil fuel and biomass burning plumes, with a faster scavenging of BC in fossil fuel plumes. Thus, atmospheric f bb increases in most regions by 1 %–14 %. Overall, atmospheric f bb is determined mainly by f bb in emissions and, to a lesser extent, by atmospheric processes, such as aging and scavenging. This confirms the assumption that f bb in local emissions determines atmospheric f bb in previous studies, which compared measured atmospheric f bb directly with local f bb in bottom-up emission inventories.
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 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 | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 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 ».