从OMI卫星仪器获取的对流层二氧化氮的间接验证:对北中纬度氮氧化物季节变化的洞察

Indirect Validation of Tropospheric Nitrogen Dioxide Retrieved from the OMI Satellite Instrument: Insight Into the Seasonal Variation of Nitrogen Oxides at Northern Midlatitudes

【作者】 SRI International

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我们通过评估臭氧监测仪器(OMI)卫星仪器观测到的对流层NO2柱,结合地表NO2测量(东南气溶胶研究与表征和空气质量系统)和当前自下而上的NOx排放清单,研究了中纬度北部对流层低层氮氧化物(NOx=NO+NO2)的季节变化,使用全球对流层化学模型(GEOS Chem)。来自OMI的标准(SP)和DOMINO(DP)对流层NO2柱产物表现出大致相似的空间和季节变化,但在大陆源区差异很大。将两种OMI对流层NO2产物与美国东南部的原位表面NO2浓度和自下而上的NOx排放进行比较表明,DP的年平均NO2柱偏高21%-33%,SP的年平均NO2-柱偏高27%-43%。SP柱中的偏差具有高度季节性,夏季为67%–74%,而冬季为−6%至−1%。北美、欧洲和东亚自上而下和自下而上的NOx排放清单之间也存在类似的季节性差异。气团因子在很大程度上解释了DP和SP之间观察到的季节性差异,进而解释了SP的季节性偏差。我们使用GEOS Chem的DP和NO2垂直剖面的平均核信息开发了第三个产品(DP_GC)。该产品将美国东南部的年平均偏差降低到5%-21%。我们使用DP_GC的季节变化来估计美国东部对流层下部NOx氧化为HNO3的寿命的季节变化。OMI立交桥时间(下午早些时候)的有效NOx寿命范围从夏季的7.6小时到冬季的17.8小时,在模拟寿命的3小时内保持一致。GEOS Chem的计算表明,OMI NO2柱的季节变化在很大程度上反映了夏季NO2的气相氧化,而冬季非均匀化学的作用越来越大。

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