Global-scale distribution of ozone in the remote troposphere from the ATom and HIPPO airborne field missions
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. Ozone is a key constituent of the troposphere, where it drives photochemical processes, impacts air quality, and acts as a climate forcer. Large-scale in situ observations of ozone commensurate with the grid resolution of current Earth system models are necessary to validate model outputs and satellite retrievals. In this paper, we examine measurements from the Atmospheric Tomography (ATom; four deployments in 2016–2018) and the HIAPER Pole-to-Pole Observations (HIPPO; five deployments in 2009–2011) experiments, two global-scale airborne campaigns covering the Pacific and Atlantic basins. ATom and HIPPO represent the first global-scale, vertically resolved measurements of O3 distributions throughout the troposphere, with HIPPO sampling the atmosphere over the Pacific and ATom sampling both the Pacific and Atlantic. Given the relatively limited temporal resolution of these two campaigns, we first compare ATom and HIPPO ozone data to longer-term observational records to establish the representativeness of our dataset. We show that these two airborne campaigns captured on average 53 %, 54 %, and 38 % of the ozone variability in the marine boundary layer, free troposphere, and upper troposphere–lower stratosphere (UTLS), respectively, at nine well-established ozonesonde sites. Additionally, ATom captured the most frequent ozone concentrations measured by regular commercial aircraft flights in the northern Atlantic UTLS. We then use the repeated vertical profiles from these two campaigns to confirm and extend the existing knowledge of tropospheric ozone spatial and vertical distributions throughout the remote troposphere. We highlight a clear hemispheric gradient, with greater ozone in the Northern Hemisphere, consistent with greater precursor emissions and consistent with previous modeling and satellite studies. We also show that the ozone distribution below 8 km was similar in the extra-tropics of the Atlantic and Pacific basins, likely due to zonal circulation patterns. However, twice as much ozone was found in the tropical Atlantic as in the tropical Pacific, due to well-documented dynamical patterns transporting continental air masses over the Atlantic. Finally, we show that the seasonal variability of tropospheric ozone over the Pacific and the Atlantic basins is driven year-round by transported continental plumes and photochemistry, and the vertical distribution is driven by photochemistry and mixing with stratospheric air. This new dataset provides additional constraints for global climate and chemistry models to improve our understanding of both ozone production and loss processes in remote regions, as well as the influence of anthropogenic emissions on baseline ozone.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| 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 tête enseignante, 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 ».