Ozone depletion events in the Arctic spring of 2019: a new modeling approach to bromine emissions
Notice bibliographique
Résumé
Ozone depletion events (ODEs) are a common occurrence in the boundary layer during Arctic spring. Ozone is depleted by bromine species, which are most likely emitted from snow, sea ice, or aerosols in an autocatalytic reaction cycle. Previous three-dimensional modeling studies of ODEs assumed an infinite bromine source at the ground. In the present study, an alternative emission scheme is presented in which a finite amount of bromide in the snow is tracked over time. For this purpose, a modified version of the Weather Research and Forecasting model coupled with Chemistry (WRF-Chem) is used to study ODEs in the Arctic from February to May 2019. The model data are compared to in situ measurements, ozone sonde flights, and satellite data. A simulation of the ODEs in the Arctic spring of 2009 using the infinite-bromide assumption on first-year (FY) ice is transferred to the spring of 2019, which achieves good agreement with the observations; however, there is some disagreement in April 2009 and 2019 with respect to an overestimation concerning both the magnitude and the number of ODEs. New simulations using the finite-bromide assumption greatly improve agreement with in situ observations at Utqiaġvik, Alaska, Zeppelin Mountain, Svalbard, and Pallas, Finland, in April 2019, suggesting that bromide on the sea ice is depleted to an extent that reduces the bromine release. The new simulations also slightly improve the agreement with observations at these sites in February and March. A comparison to measurements near Eureka, Canada, and Station Nord, Greenland, shows that multi-year ice and possibly snow-covered land may be significant bromine sources. However, assuming higher releasable bromide near Eureka does not remove all disagreement with the observations. The numerical results are also compared to tropospheric-BrO vertical column densities generated with a new retrieval method from TROPOspheric Monitoring Instrument (TROPOMI) observations. BrO vertical column densities (VCDs) above 5×10 13 molec. cm −2 observed by the satellite agree well with the model results. However, the model also predicts BrO VCDs of around 3×10 13 molec. cm −2 throughout the Arctic and patches of BrO VCDs of around 10 14 molec. cm −2 not observed by the satellite, especially near Hudson Bay. This suggests that snow at Hudson Bay may be a weaker bromine source in late spring compared to snow in the north.
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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 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,002 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| 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 ».