Identifying fire plumes in the Arctic with tropospheric FTIR measurements and transport models
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. We investigate Arctic tropospheric composition using ground-based Fourier Transform Infrared (FTIR) solar absorption spectra, recorded at the Polar Environment Atmospheric Research Laboratory (PEARL, Eureka, Nunavut, Canada, 80°5' N, 86°42' W) and at Thule (Greenland, 76°53' N, −68°74' W) from 2008 to 2012. The target species: carbon monoxide (CO), hydrogen cyanide (HCN), ethane (C2H6), acetylene (C2H2), formic acid (HCOOH), and formaldehyde (H2CO) are emitted by biomass burning and can be transported from mid-latitudes to the Arctic. By detecting simultaneous enhancements of three biomass burning tracers (HCN, CO, and C2H6), ten and eight fire events are identified at Eureka and Thule, respectively, within the five-year FTIR timeseries. Analyses of Hybrid Single Particle Lagrangian Integrated Trajectory Model (HYSPLIT) back-trajectories coupled with Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) fire hot spot data, Stochastic Time-Inverted Lagrangian Transport model (STILT) footprints, and Ozone Monitoring Instrument (OMI) UV aerosol index maps are used to attribute burning source regions and travel time durations of the plumes. By taking into account the effect of aging of the smoke plumes, measured FTIR enhancement ratios were corrected to obtain emission ratios and equivalent emission factors. The means of emission factors for extratropical forest estimated with the two FTIR datasets are 0.39 ± 0.15 g kg−1 for HCN, 1.23 ± 0.49 g kg−1 for C2H6, 0.34 ± 0.16 g kg−1 for C2H2, 2.13 ± 0.92 g kg−1 for HCOOH, and 3.14 ± 1.28 g kg−1 for CH3OH. To improve our knowledge concerning the dynamical and chemical processes associated with Arctic pollution from fires, the two sets of FTIR measurements were compared to the Model for Ozone and Related chemical Tracers, version 4 (MOZART-4). Seasonal cycles and day-to-day variabilities were compared to assess the ability of the model to reproduce emissions from fires and their transport. Good agreement in winter confirms that transport is well implemented in the model. For C2H6, however, the lower wintertime concentration estimated by the model as compared to the FTIR observations highlight an underestimation of its emission. Results show that modelled and measured total columns are correlated (linear correlation coefficient r > 0.6 for all gases except for H2CO at Eureka and HCOOH at Thule), but suggest a~general underestimation of the concentrations in the model for all seven tropospheric species in the high Arctic.
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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 | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| 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 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 ».