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Enregistrement W4239610060 · doi:10.5194/acp-2018-1026

Characterising the Seasonal and Geographical Variability of Tropospheric Ozone, Stratospheric Influence and Recent Changes

2018· preprint· en· W4239610060 sur OpenAlexaffabout
Ryan Williams, Michaela I. Hegglin, Brian J. Kerridge, Patrick Jöckel, Barry G. Latter, David A. Plummer

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typepreprint
Langueen
DomaineEarth and Planetary Sciences
ThématiqueAtmospheric Ozone and Climate
Établissements canadiensEnvironment and Climate Change Canada
Organismes subventionnairesNatural Environment Research CouncilScheme for Promotion of Academic and Research Collaboration
Mots-clésStratosphereTroposphereAtmospheric sciencesTropospheric ozoneEnvironmental scienceClimatologyOzoneOzone layerOzone Monitoring InstrumentAtmospheric modelMeteorologyGeographyGeology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract. The stratospheric contribution to tropospheric ozone (O3) has been a subject of much debate in recent decades, but is known to have an important influence. Recent improvements in diagnostic and modelling tools provide new evidence that the stratosphere has a much larger influence than previously thought. This study aims to characterise the seasonal and geographical distribution of tropospheric ozone, its variability and changes, and provide quantification of the stratospheric influence on these measures. To this end, we evaluate hindcast specified dynamics chemistry-climate model (CCM) simulations from the ECHAM/MESSy Atmospheric Chemistry (EMAC) model and the Canadian Middle Atmosphere Model (CMAM), as contributed to the IGAC/SPARC Chemistry Climate Model Initiative (CCMI) activity, together with satellite observations from the Ozone Monitoring Instrument (OMI) and ozonesonde profile measurements from the World Ozone and Ultraviolet Radiation Data Centre (WOUDC) over a period of concurrent data availability (2005–2010). An overall positive, seasonally dependent bias in 1000–450 hPa (~ 0–5.5 km) subcolumn ozone is found for EMAC, ranging from 2–8 Dobson Units (DU), whereas CMAM is found to be in closer agreement with the observations, although with substantial seasonal and regional variation in the sign and magnitude of the bias (~ −4 to +4 DU). Although the application of OMI averaging kernels (AKs) improves agreement with model estimates from both EMAC and CMAM as expected, comparisons with ozonesondes indicate a positive ozone bias in the lower stratosphere in CMAM, together with an underestimation of photochemical ozone production (negative bias) in the troposphere. Model variability is found to be more similar in magnitude to that implied from ozonesondes, in comparison with OMI which has significantly larger variability. Noting the overall consistency of the CCMs, the influence of the model chemistry schemes and internal dynamics is discussed in relation to the inter-model differences found. In particular, it is shown that CMAM simulates a faster and shallower Brewer-Dobson Circulation (BDC) relative to both EMAC and observational estimates, which has implications for the distribution and magnitude of the downward flux of stratospheric ozone, over the most recent climatological period (1980–2010). Nonetheless, it is shown that the stratospheric influence on tropospheric ozone is larger than previously thought and is estimated to exceed 50 % in the wintertime extratropics, even in the lower troposphere. Finally, long term changes in the CCM ozone tracers are calculated for different seasons between 1980–89 and 2001–10. An overall statistically significant increase in tropospheric ozone is found across much of the world, but particularly in the Northern Hemisphere and in the middle to upper troposphere, where the increase is on the order of 4–6 ppbv (5–10 %). Our model study implies that attribution from stratosphere-troposphere exchange (STE) to such ozone changes ranges from 25–30 % at the surface to as much as 50–80 % in the upper troposphere-lower stratosphere (UTLS) across many regions of the world. These findings highlight the importance of a well-resolved stratosphere in simulations of tropospheric ozone and its implications for the radiative forcing, air quality and oxidation capacity of the troposphere.

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)0,001
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 enseignants0,055
Score d'incertitude au seuil0,109

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,000
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 Opus0,012
Tête enseignante GPT0,221
Écart entre enseignants0,209 · 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
Publié2018
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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