High-resolution hybrid inversion of IASI ammonia columns to constrain US ammonia emissions using the CMAQ adjoint model
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. Ammonia (NH3) emissions have large impacts on air quality and nitrogen deposition, influencing human health and the well-being of sensitive ecosystems. Large uncertainties exist in the “bottom-up” NH3 emission inventories due to limited source information and a historical lack of measurements, hindering the assessment of NH3-related environmental impacts. The increasing capability of satellites to measure NH3 abundance and the development of modeling tools enable us to better constrain NH3 emission estimates at high spatial resolution. In this study, we constrain the NH3 emission estimates from the widely used 2011 National Emissions Inventory (2011 NEI) in the US using Infrared Atmospheric Sounding Interferometer NH3 column density measurements (IASI-NH3) gridded at a 36 km by 36 km horizontal resolution. With a hybrid inverse modeling approach, we use the Community Multiscale Air Quality Modeling System (CMAQ) and its multiphase adjoint model to optimize NH3 emission estimates in April, July, and October. Our optimized emission estimates suggest that the total NH3 emissions are biased low by 26 % in 2011 NEI in April with overestimation in the Midwest and underestimation in the Southern States. In July and October, the estimates from NEI agree well with the optimized emission estimates, despite a low bias in hotspot regions. Evaluation of the inversion performance using independent observations shows reduced underestimation in simulated ambient NH3 concentration in all 3 months and reduced underestimation in NH4+ wet deposition in April. Implementing the optimized NH3 emission estimates improves the model performance in simulating PM2.5 concentration in the Midwest in April. The model results suggest that the estimated contribution of ammonium nitrate would be biased high in a priori NEI-based assessments. The higher emission estimates in this study also imply a higher ecological impact of nitrogen deposition originating from NH3 emissions.
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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) | 0,000 | 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 ».