Molecular understanding of new-particle formation from <i>α</i> -pinene between −50 and +25 °C
Notice bibliographique
Résumé
Highly oxygenated organic molecules (HOMs) contribute substantially to the formation and growth of atmospheric aerosol particles, which affect air quality, human health and Earth's climate. HOMs are formed by rapid, gas-phase autoxidation of volatile organic compounds (VOCs) such as α -pinene, the most abundant monoterpene in the atmosphere. Due to their abundance and low volatility, HOMs can play an important role in new-particle formation (NPF) and the early growth of atmospheric aerosols, even without any further assistance of other low-volatility compounds such as sulfuric acid. Both the autoxidation reaction forming HOMs and their NPF rates are expected to be strongly dependent on temperature. However, experimental data on both effects are limited. Dedicated experiments were performed at the CLOUD (Cosmics Leaving OUtdoor Droplets) chamber at CERN to address this question. In this study, we show that a decrease in temperature (from +25 to −50 ∘ C) results in a reduced HOM yield and reduced oxidation state of the products, whereas the NPF rates ( J 1.7 nm ) increase substantially. Measurements with two different chemical ionization mass spectrometers (using nitrate and protonated water as reagent ion, respectively) provide the molecular composition of the gaseous oxidation products, and a two-dimensional volatility basis set (2D VBS) model provides their volatility distribution. The HOM yield decreases with temperature from 6.2 % at 25 ∘ C to 0.7 % at −50 ∘ C. However, there is a strong reduction of the saturation vapor pressure of each oxidation state as the temperature is reduced. Overall, the reduction in volatility with temperature leads to an increase in the nucleation rates by up to 3 orders of magnitude at −50 ∘ C compared with 25 ∘ C. In addition, the enhancement of the nucleation rates by ions decreases with decreasing temperature, since the neutral molecular clusters have increased stability against evaporation. The resulting data quantify how the interplay between the temperature-dependent oxidation pathways and the associated vapor pressures affect biogenic NPF at the molecular level. Our measurements, therefore, improve our understanding of pure biogenic NPF for a wide range of tropospheric temperatures and precursor concentrations.
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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 ».