Cloud droplet activation properties and scavenged fraction of black carbon in liquid-phase clouds at the high-alpine research station Jungfraujoch (3580 m a.s.l.)
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. Liquid clouds form by condensation of water vapour on aerosol particles in the atmosphere. Even black carbon (BC) particles, which are known to be little hygroscopic, have been shown to readily form cloud droplets once they have acquired water-soluble coatings by atmospheric aging processes. Accurately simulating the life cycle of BC in the atmosphere, which strongly depends on the wet removal following droplet activation, has recently been identified as a key element for accurate prediction of the climate forcing of BC. Here, to assess BC activation in detail, we performed in-situ measurements during cloud events at the Jungfraujoch high mountain station in Switzerland in summer 2010 and 2016. Cloud droplet residual and interstitial (unactivated) particles as well as the total aerosol were selectively sampled using different inlets, followed by their physical characterization using scanning mobility particle sizers (SMPSs), multi-angle absorption photometers (MAAPs) and a single particle soot photometer (SP2). By calculating cloud droplet activated fractions with these measurements, we determined the roles of various parameters on the droplet activation of BC. The half-rise threshold diameter for droplet activation (Dhalfcloud), i.e. the size above which aerosol particles formed cloud droplets, was inferred from the aerosol size distributions measured behind the different inlets. The effective peak supersaturation (SSpeak) of a cloud was derived from Dhalfcloud by comparing it to the supersaturation dependence of the threshold diameter for cloud condensation nuclei (CCN) activation measured by a CCN counter (CCNC). In this way we showed that the mass-based scavenged fraction of BC strongly correlates with that of the entire aerosol population because SSpeak modulates the critical size for activation of either particle type. Fifty percent of the BC-containing particles with a BC mass equivalent core diameter of 90 nm were activated in clouds with SSpeak ≈ 0.21 %, increasing up to ~ 80 % activated fraction at SSpeak ≈ 0.5 %. On a single particle basis, BC activation at a certain SSpeak is controlled by the BC core size and internally mixed coating which increases overall particle size and hygroscopicity. However, the resulting effect on the population averaged and on the size integrated BC scavenged fraction by mass is small for two reasons: first, acquisition of coatings only matters for small cores in clouds with low SSpeak and, second, variations in BC core size distribution and mean coating thickness are limited in the lower free troposphere in summer.
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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 | 0,001 | 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 ».