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Enregistrement W4387461203 · doi:10.5194/acp-23-12525-2023

Development and evaluation of processes affecting simulation of diel fine particulate matter variation in the GEOS-Chem model

2023· article· en· W4387461203 sur OpenAlexaff
Yanshun Li, Randall V. Martin, Chi Li, Brian L. Boys, Aaron van Donkelaar, Jun Meng, Jeffrey R. Pierce

Notice bibliographique

RevueAtmospheric chemistry and physics · 2023
Typearticle
Langueen
DomaineEarth and Planetary Sciences
ThématiqueAtmospheric chemistry and aerosols
Établissements canadiensEnvironment and Climate Change CanadaDalhousie University
Organismes subventionnairesU.S. Environmental Protection AgencyNational Aeronautics and Space Administration
Mots-clésDiel vertical migrationAtmospheric sciencesEnvironmental scienceParticulatesBoundary layerAerosolMorningMeteorologyClimatologyDaytimeChemistryGeologyMechanicsPhysics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract. The capability of chemical transport models to represent fine particulate matter (PM2.5) over the course of a day is of vital importance for air quality simulation and assessment. In this work, we used the nested GEOS-Chem model at 0.25∘×0.3125∘ resolution to simulate the diel (24 h) variation in PM2.5 mass concentrations over the contiguous United States (US) in 2016. We evaluate the simulations with in situ measurements from a national monitoring network. Our base case simulation broadly reproduces the observed morning peak, afternoon dip, and evening peak of PM2.5, matching the timings of these features within 1–3 h. However, the simulated PM2.5 diel amplitude in our base case was 106 % biased high, relative to observations. We find that temporal resolution of emissions, subgrid vertical gradient between surface model-level center and observations, and biases in boundary layer mixing and aerosol nitrate are the major causes for this inconsistency. We applied an hourly anthropogenic emission inventory, converted the PM2.5 mass concentrations from the model-level center to the height of surface measurements by correcting for aerodynamic resistance, adjusted the boundary layer heights in the driving meteorological fields using aircraft observations, and constrained nitrate concentrations using in situ measurements. The bias in the PM2.5 diel amplitude was reduced to −12 % in the improved simulation. Gridded hourly emissions rather than diel scaling factors applied to monthly emissions reduced biases in simulated PM2.5 overnight. Resolving the subgrid vertical gradient in the surface model level aided the capturing of the timings of the PM2.5 morning peak and afternoon minimum. Based on the improved model, we find that the mean observed diel variation in PM2.5 for the contiguous US is driven by (1) building up of PM2.5 by 10 % in early morning (04:00–08:00 local time, LT), due to increasing anthropogenic emissions into a shallow mixed layer; (2) decreasing PM2.5 by 22 % from mid-morning (08:00 LT) through afternoon (15:00 LT), associated with mixed-layer growth; (3) increasing PM2.5 by 30 % from mid-afternoon (15:00 LT) though evening (22:00 LT) as emissions persist into a collapsing mixed layer; and (4) decreasing PM2.5 by 10 % overnight (22:00–04:00 LT) as emissions diminish.

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)0,002
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,006
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,050
Score d'incertitude au seuil0,099

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0020,006
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0020,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,000

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 Opus0,026
Tête enseignante GPT0,249
Écart entre enseignants0,223 · 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'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreMéthodes

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations10
Publié2023
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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