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Enregistrement W4230188991 · doi:10.5194/acp-2019-785

Vertical profiles of light absorption and scattering associated with black-carbon particle fractions in the springtime Arctic above 79° N

2019· preprint· en· W4230188991 sur OpenAlexafffundabout
W. R. Leaitch, John K. Kodros, Megan D. Willis, Sarah Hanna, Hannes Schulz, Elisabeth Andrews, Heiko Bozem, Julia Burkart, Peter Hoor, Felicia Kolonjari, J. A. Ogren, Sangeeta Sharma, Meng Si, Knut von Salzen, Allan K. Bertram, Andreas Herber, Jonathan P. D. Abbatt, Jeffrey R. Pierce

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typepreprint
Langueen
DomaineEarth and Planetary Sciences
ThématiqueAtmospheric chemistry and aerosols
Établissements canadiensUniversity of British ColumbiaUniversity of TorontoEnvironment and Climate Change Canada
Organismes subventionnairesBiological and Environmental ResearchNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaOffice of ScienceNational Oceanic and Atmospheric AdministrationFisheries and Oceans CanadaEnvironment and Climate Change CanadaUniversity of TorontoDeutsche ForschungsgemeinschaftColorado State UniversityU.S. Department of EnergyNational Science Foundation
Mots-clésSingle-scattering albedoAtmospheric sciencesArcticAlbedo (alchemy)Radiative forcingTroposphereAtmosphere (unit)Radiative transferAbsorption (acoustics)AerosolEnvironmental scienceCarbon blackClimatologyChemistryPhysicsMeteorologyGeologyOceanographyOptics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract. Despite the potential importance of black carbon (BC) to radiative forcing of the Arctic atmosphere, vertically-resolved measurements of the particle light scattering coefficient (Bsp) and light absorption coefficient (Bap) in the springtime Arctic atmosphere are infrequent, especially measurements at latitudes at or above 80oN. Here, relationships among vertically-distributed aerosol optical properties Bap, Bsp, and single scattering albedo or SSA), particle microphysics and particle chemistry are examined for a region of the Canadian archipelago between 79.9oN and 83.4oN from near the surface to 500 hPa. Airborne data collected during April, 2015, are combined with ground-based observations from the observatory at Alert, Nunavut and simulations from the GEOS-Chem-TOMAS model (Kodros et al., 2018) to increase our knowledge of the effects of BC on light absorption in the Arctic troposphere. The results are constrained for Bsp less than 15 Mm-1, which represent 98% of the observed Bsp, because the single scattering albedo (SSA) has a tendency to be lower at lower Bsp, resulting in a larger relative contribution to Arctic warming. At 18.4 m2 g-1, the average BC mass absorption coefficient (MAC) from the combined airborne and Alert observations is substantially higher than the two averaged modelled MAC values (9.5 m2 g-1 and 7.0 m2 g-1) for two different internal mixing assumptions, the latter of which is based on previous observations. The higher observed MAC value may be explained by an underestimation of BC and possible differences in BC microphysics and morphologies between the observations and model. We present Bap and SSA based on the assumption that Bap is overestimated in the observations in addition to the assumption that the higher MAC is explained. Median values of the measured Bap, rBC and organic component of particles all increase by a factor of 1.8±0.1 going from near-surface to 750 hPa, and values higher than the surface persist to 600 hPa. Modelled BC, organics, and Bap agree with the near-surface measurements, but do not reproduce the higher values observed between 900 hPa and 600 hPa. The differences between modelled and observed optical properties follow the same trend as the differences between the modelled and observed concentrations of the carbonaceous components (black and organic). Some discrepancies in the model may be due to the use of a relatively low imaginary refractive index of BC as well as by the ejection of biomass burning particles only into the boundary layer at sources. For the assumption of the higher observed MAC value, the SSA range between 0.88 and 0.94, which is significantly lower than other recent estimates for the Arctic, in part reflecting the constraint of Bsp <15 Mm-1. The large uncertainties in measuring optical properties and BC as well as the large differences between measured and modelled values, here and in the literature, argue for improved measurements of BC and light absorption by BC as well as more vertical profiles of aerosol chemistry, microphysics, and other optical properties in the Arctic.

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 enseignants0,828
Score d'incertitude au seuil0,346

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 technologies0,0010,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

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 Opus0,013
Tête enseignante GPT0,209
Écart entre enseignants0,196 · 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

Citations3
Publié2019
Routes d'admission3
Résumé présentoui

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