Modelling Arctic lower-tropospheric ozone: processes controlling seasonal variations
Notice bibliographique
Résumé
Previous assessments on modelling Arctic tropospheric ozone (O 3 ) have shown that most atmospheric models continue to experience difficulties in simulating tropospheric O 3 in the Arctic, particularly in capturing the seasonal variations at coastal sites, primarily attributed to the lack of representation of surface bromine chemistry in the Arctic. In this study, two independent chemical transport models (CTMs), DEHM (Danish Eulerian Hemispheric Model) and GEM-MACH (Global Environmental Multi-scale – Modelling Air quality and Chemistry), were used to simulate Arctic lower-tropospheric O 3 for the year 2015 at considerably higher horizontal resolutions (25 and 15 km, respectively) than the large-scale models in the previous assessments. Both models include bromine chemistry but with different mechanistic representations of bromine sources from snow- and ice-covered polar regions: a blowing-snow bromine source mechanism in DEHM and a snowpack bromine source mechanism in GEM-MACH. Model results were compared with a suite of observations in the Arctic, including hourly observations from surface sites and mobile platforms (buoys and ships) and ozonesonde profiles, to evaluate models' ability to simulate Arctic lower-tropospheric O 3 , particularly in capturing the seasonal variations and the key processes controlling these variations. Both models are found to behave quite similarly outside the spring period and are able to capture the observed overall surface O 3 seasonal cycle and synoptic-scale variabilities, as well as the O 3 vertical profiles in the Arctic. GEM-MACH (with the snowpack bromine source mechanism) was able to simulate most of the observed springtime ozone depletion events (ODEs) at the coastal and buoy sites well, while DEHM (with the blowing-snow bromine source mechanism) simulated much fewer ODEs. The present study demonstrates that the springtime O 3 depletion process plays a central role in driving the surface O 3 seasonal cycle in central Arctic, and that the bromine-mediated ODEs, while occurring most notably within the lowest few hundred metres of air above the Arctic Ocean, can induce a 5 %–7 % of loss in the total pan-Arctic tropospheric O 3 burden during springtime. The model simulations also showed an overall enhancement in the pan-Arctic O 3 concentration due to northern boreal wildfire emissions in summer 2015; the enhancement is more significant at higher altitudes. Higher O 3 excess ratios (ΔO3/ΔCO) found aloft compared to near the surface indicate greater photochemical O 3 production efficiency at higher altitudes in fire-impacted air masses. The model simulations further indicated an enhancement in NO y in the Arctic due to wildfires; a large portion of NO y produced from the wildfire emissions is found in the form of PAN that is transported to the Arctic, particularly at higher altitudes, potentially contributing to O 3 production there.
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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 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| 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 ».