Distribution of reactive trace gases over South Asia: Observations and modeling

2022 ◽  
pp. 147-169
Author(s):  
Narendra Ojha ◽  
Imran Girach ◽  
Meghna Soni ◽  
Narendra Singh
Keyword(s):  
South Asia ◽  
Trace Gases ◽  
Reactive Trace Gases

scholarly journals ReGaS: SI-traceable Reference Mixtures of Reactive Trace Gases Produced by Mobile Generators

2017 ◽  
Vol 71 (11) ◽  
pp. 778-778
Author(s):  
Céline Pascale ◽  
Daiana Leuenberger ◽  
Myriam Guillevic ◽  
Andreas Ackermann ◽  
Bernhard Niederhauser
Keyword(s):  
Trace Gases ◽  
Reactive Trace Gases

ICON-seamless: die Entwicklung eines neuen Erdsystemmodells basierend auf ICON für alle Zeitskalen, von Wettervorhersagen bis Klimaprognosen

2021 ◽  
Author(s):  
Roland Potthast ◽  
Wolfgang Müller ◽  
Barbara Früh ◽  
Peter Korn ◽  
Susanne Brienen ◽  
...  
Keyword(s):  
Trace Gases ◽  
Reactive Trace Gases

<p>ICON-seamless entwickelt ein neues Erdsystemmodell, als Grundlage für Wettervorhersage, saisonale und dekadische Klimavorhersagen, bis hin zu Klimaprojektionen. Dabei nutzen wir die Expertise, die ICON-NWV als zuverlässiges Modell für numerische Wettervorhersage (NWV) betreibt und pflegt sowie die Erfahrungen mit der ersten ICON-Erdsystemversion basierend auf der Physik der MPI-Atmosphäre ECHAM. Das Ziel ist, gemeinsame Komponenten für alle meteorologischen Zeitskalen nutzen zu können. Der erste Schritt entwickelt ein Modell für saisonale und dekadische Zeitskalen.</p> <p>ICON-seamless baut auf der Kopplung der Komponenten ICON-NWV (Atmosphäre) und ICON-O (Ozean) auf. Mit Hilfe des speziell entwickelten Kopplungs-Tools YAC können beide Komponenten Variablen austauschen, die für die Wechselwirkung zwischen Atmosphäre und Ozean wichtig sind. Auch die Parametrisierung von Meereis stellt einen wichtigen Baustein dar. Zur Wiedergabe eines geschlossenen hydrologischen Kreislaufs und um den Kohlenstoffkreislauf sauber darzustellen, wird ferner ein geeignetes Bodenmodell, ICON-L, an die Atmosphärenphysik von ICON-NWV gekoppelt. Zudem werden transiente Aerosolfelder, Treibhausgase, und Strahlungsantriebe neu in ICON-NWV eingelesen, um historische Zeiträume nachzuvollziehen. Parallel hierzu werden die ART Module (Aerosol and Reactive Trace gases), die eine dynamische Behandlung von Gasen und Aerosolen gestatten, an die modifizierte Modellphysik angepasst. Eine intensive Modelldiagnostik unterstützt das Tuning. Für die zukünftige Verwendung im Bereich der (Wetter- und) Klimavorhersagen wird parallel die gekoppelte Datenassimilation entwickelt.</p> <p>Wir geben einen Überblick über den aktuellen Stand der Entwicklung, der Experimente und potentieller Anwendungsbereiche.</p>

scholarly journals Results from the first national UK inter-laboratory calibration for very short-lived halocarbons

2011 ◽  
Vol 4 (5) ◽  
pp. 865-874 ◽  
Author(s):  
C. E. Jones ◽  
S. J. Andrews ◽  
L. J. Carpenter ◽  
C. Hogan ◽  
F. E. Hopkins ◽  
...  
Keyword(s):  
Seasonal Variability ◽  
Source Term ◽  
Trace Gases ◽  
Global Scale ◽  
Research Institutions ◽  
Considerable Uncertainty ◽  
Mixing Ratios ◽  
Laboratory Calibration ◽  
Environmental Variations ◽  
Reactive Trace Gases

Abstract. Very short-lived halocarbons (VSLH) such as CH3I, CH2Br2 and CHBr3 provide an important source of reactive halogens to the atmosphere, however high spatial and seasonal variability in their ambient mixing ratios and sea-air fluxes gives rise to considerable uncertainty in global scale emission estimates. One solution to improve global flux estimates is to combine the multitude of individually published datasets to produce a database of collated global halocarbon observations. Some progress towards this has already been achieved through the HalOcAt (Halocarbons in the Ocean and Atmosphere) database initiative, but the absence of a common calibration scale for very short-lived halocarbons makes it difficult to distinguish true environmental variations from artefacts arising from differences between calibration methodologies. As such, the lack of inter-calibrations for both air and seawater measurements of very short-lived halocarbons has been identified as a major limitation to current estimations of the global scale impact of these reactive trace gases. Here we present the key findings from the first national UK inter-laboratory comparison for calibrations of the halocarbons CH3I, CH2Br2 and CHBr3. The aim of this inter-calibration was to provide transparency between halocarbon calibrations from major UK research institutions, an important step towards enabling all measurements from these institutions to be treated as one coherent integrated dataset for global source term parameterisations.

Source apportionment of surface-level trace gases and particulate matter at three tropical coastal sites in India

2021 ◽  
Author(s):  
Abhishek Chhari ◽  
Vinay Kumar Dhadwal ◽  
Lokesh Kumar Sahu ◽  
Bomidi Lakshmi Madhavan ◽  
Trupti Das ◽  
...  
Keyword(s):  
Particulate Matter ◽  
Air Quality ◽  
South Asia ◽  
Mass Concentration ◽  
Trace Gases ◽  
Concentration Data ◽  
Gangetic Plain ◽  
Surface Mass ◽  
Temporal And Spatial ◽  
Significant Attention

<p>Over last two decades, South Asia has witnessed a rapid increase in population, industrialization, and energy demands. Consequently, 2-6 fold increase in the emission of particulate matter (PM) and trace gases were reported. Air pollution in South Asia has more adverse impact and is linked to nearly 1 million premature deaths and around 10 million tonnes of crop loss in a year. So, monitoring of trace gases and PM concentrations over urban centers has received significant attention among scientists, policymakers, health regulatory agencies, and the media. Particularly over the Indian region, this becomes significant, as the observation of trace gases and PM concentrations with fairly good temporal and spatial resolutions is limited. Concerns about air quality and transport pathways on a regional scale also place more stringent demand on observations and modeling effort. Quantifying the source contribution (regional emission due to various anthropogenic activities such as city traffic density vs. long-range transport due to meteorological influence) of trace gases and PM over different temporal and spatial scales has been receiving significant attention. In view of this, measurement of trace gases and PM in concurrence with meteorological variables (wind speed and direction) is of paramount importance.</p><p> </p><p>In this study, we have presented three-year surface measurements of TGs (O<sub>3</sub>, CO, NO<sub>x</sub>, SO<sub>2</sub> and NH<sub>3</sub>) and PMs (PM2.5 and PM10) at three coastal and urban sites, namely, Trivandrum (TVM, 8.5°N, 76.9°E, 5m AMSL), Chennai (CHN, 13.7°N, 80.2°E, 6.7m AMSL) and Bhubaneswar (BHB, 20.2°N, 85.8°E, 45m AMSL) located in India. -In addition to that Ozone Monitoring Instrument OMI’s, surface mass concentration data for SO<sub>2</sub> and Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) fire counts data were also used to identify potential sources. The principal component analysis (PCA) and concentrated weighted trajectories (CWT) were applied to the dataset. The TGs and PM showed high values during winter and lower values in a monsoon at these sites. Both TGs and PM values were higher at BHB compared to those at TVM and CHN.  Surface O<sub>3</sub> at BHB was about 3 times higher than that at TVM and 2.2 times higher than that at CHN.  Interestingly, PCA suggests that the major concentrations of O<sub>3</sub>, PM10, and SO<sub>2</sub> at TVM and CHN were transported from different locations and not produced locally except for pre-monsoon at CHN, which was of local origin.  CWT analysis and OMI’s surface mass concentration data also suggest that the air quality at TVM could be influenced by heavy emissions transported from the Indo-Gangetic plain. The Merra-2 reanalysis well captured seasonal variations of TGs and PMs; and it overestimated surface O<sub>3</sub>, by a factor of about 2 to the measurement at the study sites.   </p>

Das ACTRIS-Kalibrierzentrum für Stickoxid-Messungen am Forschungszentrum Jülich

2021 ◽  
Author(s):  
Max Gerrit Adam ◽  
Robert Wegener ◽  
Franz Rohrer ◽  
Ralf Tillmann ◽  
Astrid Kiendler-Scharr ◽  
...  
Keyword(s):  
Phase Shift ◽  
Diode Laser ◽  
Trace Gases ◽  
In Situ Measurements ◽  
Tunable Diode Laser ◽  
Research Infrastructure ◽  
Aerosol Cloud ◽  
Reactive Trace Gases

<p>Langzeitmessungen der atmosphärischen Zusammensetzung sind von zentraler Bedeutung, um die Atmosphärenchemie und den Klimawandel zu verstehen. ACTRIS (Aerosol, Cloud and Trace Gases Research Infrastructure) hat sich zum Ziel gesetzt, ein europaweites Netzwerk von Beobachtungsstationen aufzubauen, die qualitativ hochwertige Daten und Informationen zu kurzlebigen atmosphärischen Bestandteilen liefern und für Nutzer auf der ganzen Welt offen zugänglich machen. Stickstoffmonoxid (NO) und Stickstoffdioxid (NO<sub>2</sub>), die sogenannten Stickoxide (NO<sub>x</sub>), spielen eine Schlüsselrolle in der Atmosphärenchemie, da sie zur Bildung von troposphärischem Ozon, Smog und saurem Regen beitragen. Darüber hinaus ist die kurz- und langfristige Exposition mit NO<sub>2</sub> mit negativen Auswirkungen auf das menschliche Atmungssystem in Verbindung gebracht worden. Die Hauptquellen von NO<sub>x</sub> in bewohnten Gebieten sind Verbrennungsprozesse, z.B. von Fahrzeugen und bei industriellen Aktivitäten. NO<sub>x</sub>-Messungen werden derzeit meist indirekt über Chemilumineszenz-Instrumente durchgeführt, die Korrekturen für Feuchte und Ozon erfordern. Jüngste technologische Fortschritte (z. B. Cavity Attenuated Phase Shift, CAPS, oder Tunable Diode Laser Systeme) erlauben die direkte Detektion von NO<sub>x</sub>-Komponenten, was Interferenzen vermeidet, die durch die Umwandlung von NO<sub>2</sub> in NO hervorgerufen werden. Messvergleiche zeigen aber, dass auch hier neben bekannten Problemen wie Reaktionen in den Einlassleitungen auch unerwartete Artefakte beobachtet werden können. Messvergleiche aber zeigen auch hier, dass neben bekannten Problemen wie Reaktionen in den Einlassleitungen auch unerwartete auftreten können. Um genaue und präzise NO<sub>x</sub> Messungen mit einer Vielzahl von NO<sub>x</sub>-Messsystemen in verschiedenen Stationen sicherzustellen, müssen neben der Standardisierung von Messprotokollen und Kalibrierungsverfahren auch an zentraler Stelle durch Messvergleiche und Auditierungen Unterschiede der verschiedenen Messverfahren dokumentiert werden.</p> <p>ACTRIS setzt sich aus central facilities (CFs) und national facilities (NFs) zusammen. Die NFs bilden den explorativen und beobachtenden Teil der Forschungsinfrastruktur. Die CFs sind von grundlegender Bedeutung für die Bereitstellung von harmonisierten und hochpräzisen Daten und stellen eine Vielzahl von Dienstleistungen zur Verfügung. Eines der CFs ist das Reactive Trace Gases In Situ Measurements (CiGas), das für die Überwachung der Datenqualität reaktiver Spurengase verantwortlich ist. Für die Qualitätssicherung (QA) und Qualitätskontrolle (QC) der Stickoxidmessungen an den NFs innerhalb von CiGas ist das Forschungszentrum Jülich (FZJ) zuständig, das auch das World Calibration Center (WCC) für Stickoxide im Global Atmosphere Watch (GAW) Netzwerk beheimatet. Seine Aufgaben umfassen i) die Verbindung von Spurengasmessungen von ACTRIS mit denen anderer Netzwerke, ii) die Beratung und Organisation von Schulungen, iii) die Bereitstellung von Mess- und Auswerteverfahren, iv) das Labelling und die Auditierung von NFs, v) die Implementierung neuer wissenschaftlicher und technologischer Entwicklungen.</p> <p>Es ist vorgesehen, bis 2025 ein zertifiziertes und funktionsfähiges Netzwerk von ACTRIS-Stationen aufzubauen. Es soll der wissenschaftlichen Gemeinschaft qualitativ hochwertige Daten liefern, die die Grundlage für fundierte Entscheidungen der politischen Entscheidungsträger bilden können.</p>

Modelling the Covid-19 impact on CO2 concentrations in Germany

2021 ◽  
Author(s):  
Andrea K. Kaiser-Weiss ◽  
Buhalqem Mamtimin ◽  
Franziska Roth ◽  
Anusha Sunkisala ◽  
Jochen Förstner
Keyword(s):  
Atmospheric Transport ◽  
Trace Gases ◽  
Sharp Decrease ◽  
Model System ◽  
Observation System ◽  
Anthropogenic Emissions ◽  
Emission Reductions ◽  
Reduction Effect ◽  
Reactive Trace Gases

<p>The sharp decrease in emissions caused by the Corona crisis entails the question: where, when, and how strong impacts on observations can be expected? The <em>Icosahedral Nonhydrostatic </em>(ICON) model is online-coupled to the modules for <em>Aerosols and Reactive Trace gases </em>(ART). With the model system ICON-ART run at roughly 13km resolution we determine how CO<sub>2</sub> emission reductions in Germany relate to a reduction in CO<sub>2</sub> concentrations. This varies over several orders of magnitude, depending on the weather related atmospheric transport. We compare this with the emission reduction effect originating from outside Germany. In a case study, we identify locations and times, where either effect reaches a magnitude to be observable at the <em>Integrated Carbon Observation System (ICOS)</em> towers in Germany. In contrast, there are also weather situations, where both contributions (from inside/outside Germany) are negligible with respect to the background variability. Reducing background uncertainty, as foreseen in the CoCO2 project, will allow better disentangling of the national contribution in future. Here we focus on the height dependency of the modelled concentration change with respect to recent anthropogenic emissions. We draw conclusions on measurement and modelling capabilities essential for an integrated greenhouse gas monitoring system for Germany to detect anthropogenic emission reductions.</p>

COSMO-ART: Aerosols and Reactive Trace Gases Within the COSMO Model

2010 ◽  
pp. 75-80 ◽  
Author(s):  
Heike Vogel ◽  
D. Bäumer ◽  
M. Bangert ◽  
K. Lundgren ◽  
R. Rinke ◽  
...  
Keyword(s):  
Trace Gases ◽  
Cosmo Model ◽  
Reactive Trace Gases
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