The effects of morphology, mobility size and SOA material coating on the ice nucleation activity of black carbon in the cirrus regime
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. There is evidence that black carbon (BC) particles may affect cirrus formation and hence global climate by acting as potential ice nucleating particles (INPs) in the troposphere. Nevertheless, the ice nucleation (IN) ability of bare BC and BC coated with secondary organic aerosol (SOA) material remains uncertain. We have systematically examined the IN ability of 100–400 nm size-selected BC particles with different morphologies and different SOA coatings representative of anthropogenic (toluene and n-dodecane) and biogenic (β-caryophyllene) sources in the cirrus regime (−46 to −38 °C). Several aerosolized BC proxies were selected to represent different particle morphologies and oxidation levels. Atmospheric aging was further replicated with exposure of SOA-coated BC to OH. The results demonstrate that the 400 nm hydrophobic BC types nucleate ice only at or near the homogeneous freezing threshold (−42 to −46 ˚C). Deposition IN, as opposed to purely homogeneous freezing, was observed to occur for some BC types between 100–200 nm within the investigated temperature range. More fractal BC particles did not consistently act as superior deposition INPs over more spherical ones. SOA coating generated by oxidizing β-caryophyllene with O3 did not seem to affect BC IN ability. However, SOA coatings generated from OH oxidation of various organic species did exhibit higher IN onset supersaturation ratio with respect to ice (SSi) compared with bare BC particles, with toluene SOA coating showing an increase of SSi by 0.1–0.15 while still below the homogeneous threshold. n-dodecane and β-caryophyllene-derived SOA only froze in the homogeneous regime. We attribute the inhibition of IN ability to the filling of the pores on the BC surface by the SOA material coating. OH exposure levels of all SOA coating experiments, from an equivalent atmospheric 10 days to 90 days, did not render significant differences in IN potential. Our study suggests that BC particles with large sizes and/or oxidized surfaces generally exhibit better IN ability, and that the organic coating materials can inhibit ice formation.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
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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 ».