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Enregistrement W4392601518 · doi:10.5194/egusphere-egu24-6741

An ensemble investigation of the causes for regional air-quality model critical load exceedances prediction variability in European and North American domains using diagnostics from Phase 4 of the Air Quality Model Evaluation International Initiative

2024· preprint· en· W4392601518 sur OpenAlexaff
Paul A. Makar, Philip Cheung, Christian Hogrefe, Akingunola Ayodeji, Ümmügülsüm Alyüz, Jesse O. Bash, Michael D. Bell, Roberto Bellasio, Roberto Bianconi, Tim Butler, Hazel Cathcart, Olivia E. Clifton, Amanda Cole, Alma Hodžić, Iannis Kioutsioukis, Richard Kranenburg, Aurelia Lupaşcu, Jason Lynch, J.A. Momoh, J. L. Perez-Camanyo

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typepreprint
Langueen
DomaineEnvironmental Science
ThématiqueAir Quality Monitoring and Forecasting
Établissements canadiensEnvironment and Climate Change Canada
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésAir quality indexQuality (philosophy)Environmental scienceEconometricsStatistical physicsMeteorologyMathematicsGeographyPhysics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

We summarize tentative findings from multi air quality model ensembles for the years 2009 and 2010 in Europe (EU), and 2010 and 2016 in North America (NA), under AQMEII-4.  The model predictions of sulphur and nitrogen deposition were used to estimate exceedances of critical loads for acidification and eutrophication, to show the extent to which the ensemble members agree in the magnitude and the trend of ecologically meaningful impacts.  Model exceedance variability was analyzed using AQMEII-4 diagnostics.  Evaluation against concentration and wet deposition observations, coupled with these diagnostics, identified specific process representations as the causes for variability between model predictions and for reduced model performance. All models predicted reductions in ecosystem acidification impacts in North America between the years 2010 and 2016, in accord with SO2 emissions reduction legislation which started in 2010 (SO2 SIP) However, all models in EU and NA domains had net negative biases for wet deposition of sulphur and nitrogen relative to observations.  The wet S deposition average mean bias for the NA ensemble was -0.17 eq ha-1 d-1, and for the EU ensemble -1.15 eq ha-1 d-1.  The NA daily wet deposition average mean bias for NH4+ was -0.37 eq ha-1d-1; EU -1.19 eq ha-1 d-1.  The daily NA wet NO3- deposition average mean bias was -0.24 eq ha-1d-1; EU -0.69 eq ha-1 d-1.  The members of the ensemble diverged (factor of 10) in their North American predictions for Ndep and consequently their eutrophication exceedances. The models with the highest eutrophication predictions also predicted the highest levels of gas-phase ammonia dry deposition (standard deviation of ammonia dry deposition flux across ensemble members was larger than the ensemble average).  These models also had negative biases of predicted ammonia concentrations; average mean biases of -0.63 (satellite NH3) and -0.85 ppbv (surface NH3) compared to ensemble averages of -0.30 and -0.34 ppbv.  Diagnostics showed that these differences resulted from the manner in which bidirectional ammonia fluxes were parameterized within these models.  The second largest source of NA eutrophication prediction variability were models with positive biases in particulate ammonium and nitrate concentrations, and higher particle nitrogen deposition levels ( particle ammonium concentration bias +0.35 ug m-3; ensemble bias +0.15 ug m-3).   We believe two factors may have led to these latter overestimates:  higher levels of fine mode particle nitrate formation compared to other models (due to the use of an inorganic heterogeneous chemistry algorithm which did not take base cation chemistry into account), and updates to particle dry deposition velocities carried out in the absence of concurrent updates to wet scavenging algorithms. The relative importance of dry gas, dry particulate, and wet deposition towards total sulphur and nitrogen deposition totals differed between EU and North American domains, though all models had negative biases in wet deposition as noted above.  Parallel and subsequent work suggests that multiphase hydrometeor scavenging may improve model wet deposition performance. An increased research focus is recommended for four model processes: multiphase hydrometeor scavenging, ammonia bidirectional fluxes, base cation chemistry and emissions, and particle dry deposition. 

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 distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,005
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,003
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut 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: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,098
Score d'incertitude au seuil0,653

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0050,003
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,001
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

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 Opus0,213
Tête enseignante GPT0,408
Écart entre enseignants0,195 · 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 tête enseignante, 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
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

Citations0
Publié2024
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Résumé présentoui

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