机载HSRL-2测量升高对于海盐气溶胶去极化相关
理查德Ferrare
1*
Johnathan头发
1
克里斯Hostetler
1
泰勒挤压操作工1
莎朗·p·伯顿
1
玛尔塔芬1、2
玛丽安·克莱顿1、2
Amy Jo Scarino
1、2
大卫·哈珀1
肖恩·希曼
1
安东尼·库克1
尤恩Crosbie
1、2
爱德华·文斯蒂德1、2
路加福音Ziemba
1
李特霍西尔1、2
克莱尔·罗宾逊1、2
理查德·摩尔
1
马克·沃恩1
阿明Sorooshian
3、4、5
约瑟夫·s . Schlosser1、6
宏宇刘
1、7
张老板1、7
格伦迪斯
1
Josh DiGangi1
约翰·诺瓦克1
Yonghoon崔1、2
帕基塔Zuidema
8
Seethala Chellappan8
- 1美国国家航空航天局兰利研究中心(位于弗吉尼亚州汉普顿),美国
- 2科学系统和应用程序,Inc .,台北,医学博士,美国
- 3化学与环境工程系,亚利桑那大学图森市阿兹,美国
- 4水文和大气科学,亚利桑那大学图森市阿兹,美国
- 5James c . Wyant光学科学学院,亚利桑那大学图森,亚利桑那州,美国
- 6美国国家航空航天局(NASA)的博士后项目,NASA兰利研究中心,汉普顿,弗吉尼亚州,美国
- 7国家航空航天研究所(位于弗吉尼亚州汉普顿),美国
- 8罗森斯蒂尔学校大学大气科学系的迈阿密,美国迈阿密,佛罗里达州
机载美国国家航空航天局兰利研究中心(表面)高光谱分辨率Lidar-2 (HSRL-2)测量了在最近的美国国家航空航天局地球风险Suborbital-3 (EVS-3)西部大西洋上空气溶胶云气象交互实验(激活)显示高微粒线性去极化与海洋边界层内的气溶胶。这些观察是东海岸的美国在2020年和2021年冬季和夏季HSRL-2时部署在美国宇航局LaRC王航空飞机。总飞行在63年20天,尤其是在天与冷空气爆发,线性颗粒去极化在532 nm超过0.15 - -0.20最低几百米内的气氛,表明对于这些粒子。更高的值线性去极化测量通常在355 nm和较低的值以1064海里。了多方面的证据表明,这些对于粒子被海盐包括气溶胶消光后向散射比(“激光雷达比”)的20 - 25 sr值以355年和532 nm HSRL-2,更高的微粒去极化测量值较低(< 60%)相对湿度,同时空中原位大小和组成测量和气溶胶传输模拟。高架气溶胶去极化值和风速没有联系,但与盐质量分数和有效半径的气溶胶时,相对湿度低于60%。HSRL-2测量微粒消光值中位数约20毫米−1在532海里与这些对于海盐粒子和相关发现,气溶胶光学厚度(AOD)由这些粒子仍小(0.03 - -0.04),但代表平均约30%列AOD总数的-40%。“与正交偏振激光雷达(CALIOP)星载激光雷达测量气溶胶在几个冷空气爆发和CALIOP检索列气溶胶激光雷达比使用列该约束表明CALIOP操作气溶胶算法可以分类这些气溶胶,尘土飞扬的海洋,而不是海洋气溶胶。这样的错误分类导致∼40 - 50%高估了在假定的激光雷达比和后续检索气溶胶光学深度和气溶胶消光。
1介绍
海盐的一个主要自然类型的大气气溶胶和往往是海洋气溶胶的主要组成部分,尤其是在遥远的海洋。海盐微粒的质量是一个主要贡献者注入大气,在大气化学中起着重要的作用,大气辐射、地球化学、气象学、云物理、气候、海洋和沿海生态系统(刘易斯和施瓦茨,2004年)。这些粒子的大小、形状和成分,影响海盐在这些过程的影响。相对湿度(RH)的变化,进而影响海盐粒子的这些特征。特别是,海盐粒子的形状变化明显与RH还取决于RH是否增加或减少(明智的et al ., 2007;Haarig et al ., 2017;齐格et al ., 2017;Kanngießer Kahnert, 2021 a)。形状的变化如何影响粒子散射光线,尤其是颗粒物(气溶胶)去极化率。球形粒子有线性去极化值达到或接近零,而对于非去极化粒子有线性值高于零。
线性去极化的依赖,颗粒形状一直观察到在激光雷达测量被用来帮助气溶胶类型进行分类和云(Sassen认为,1977;Murayama et al ., 1996;Sassen认为,2000)。球形气溶胶等人为污染产生低(小于0.05∼)值的线性去极化和对于粒子如尘埃和火山灰产生高线性去极化(伯顿et al ., 2012;Großet al ., 2013;伯顿et al ., 2015;伊林沃思et al ., 2015)。线性去极化也被用于区分球形云滴和对于冰晶(Sassen认为,2000)。
海洋(海盐)气溶胶通常产生低线性去极化,因此被认为是球在这些气溶胶激光雷达分类方案。然而,激光雷达仪器也有去极化测量升高与海盐粒子(Murayama et al ., 1999;酒井法子et al ., 2000;杉本et al ., 2000;Haarig et al ., 2017)。特别是,Haarig et al。(2017)观察到的变化在海盐去极化使用three-wavelength地面偏振激光雷达在巴巴多斯在2月和3月,2014年。他们广泛报道了这些海盐气溶胶的观测两个夜间时期2014年2月。他们发现气溶胶去极化高达0.15 532海里与RH低至40%。他们认为这些变化的激光雷达测量线性去极化与球面的相变海盐粒子cubic-like海盐晶体。RH值最低的是发现远离表面,海拔1到1.5公里以上的表面,而在层认为与干free-tropospheric气溶胶混合气溶胶在上层海洋边界层。
我们报告首次在机载多波长的高光谱分辨率激光雷达(HSRL)测量增强线性去极化与海盐气溶胶有关。这些测量是由美国宇航局获得表面的机载高光谱分辨率Lidar-2 (HSRL-2)系统的一部分进行飞行NASA地球风险Suborbital-3 (EVS-3)西部大西洋上空气溶胶云气象交互实验(激活)任务(Sorooshian et al ., 2019)。这些观测结果相对较常发生在大西洋西部,与观测报告Haarig et al。(2017)与观测的低表面附近发生的RH和扩展到海拔近1公里。同时空中原位测量大气气溶胶状态参数和细模式组成和大小被第二个获得飞机与HSRL-2同时测量。
这些对于海盐气溶胶的大量观测具有重要意义对气溶胶的分类方法,依靠激光雷达测量气溶胶去极化。例如,微粒去极化是唯一气溶胶强度参数与正交极化“使用(CALIOP)气溶胶分类方法来区分气溶胶层包含大量的分数对于粒子(如尘埃,尘埃+海洋混合物,和被污染的尘埃)从气溶胶层由球形粒子(例如,干净的大陆,吸烟,和海洋气溶胶)(奥马尔et al ., 2009;金正日et al ., 2018)。这个分类的气溶胶类型推断用于分配气溶胶extinction-to-backscatter比率(“激光雷达比”),随后被用来量化和列气溶胶消光系数以及层光学厚度。灰尘和混合物的尘埃有更高的激光雷达比海洋(海盐)气溶胶(表1),这样的误分类对于海盐的这些尘土飞扬的类型会导致高的偏见在随后检索的气溶胶后向散射系数、消光系数、光学厚度。激光雷达比的不确定性是一个重要的误差来源CALIOP AOD检索(舒斯特尔et al ., 2012;罗杰斯et al ., 2014)。
表1。激光雷达比率和绝对的(相对)的不确定性对对流层气溶胶类型CALIOP V4气溶胶检索(金正日et al ., 2018)。
在本文中,我们首先描述激活任务和HSRL-2仪器和测量在第二节。这一节还描述了重合和集中的空中原位测量。高架去极化的HSRL-2观察特定的病例介绍在第三节。从对于海盐气溶胶去极化与RH的变化进行了讨论在本节中,是与这些相关的HSRL-2观测对于气溶胶在激活任务在2020年和2021年。在第三节,我们也解释这些观察与CALIOP测量并显示上述CALIOP气溶胶误分类的证据。第四部分总结了这些观察和讨论可能的方法来避免这种气溶胶误分类。
2方法
2.1激活场任务
这里讨论的测量是在美国宇航局EVS-3激活(Sorooshian et al ., 2019)。激活强劲的总体目标是描述aerosol-cloud-meteorology交互使用广泛,系统和同步原位和遥感机载测量和两架飞机的层次结构模型(Sorooshian et al ., 2019)。激活162年进行共同在西大西洋上空飞行在一系列六部署从2020年到2022年。这里我们使用收集的数据在激活冬季和夏季运动在2020年和2021年(从2022年部署完成,最终的数据是不可用的时间写作。)联合飞行进行了使用美国宇航局LaRC王空气,它飞在高空(∼9公里)和遥感和下投式探空仪收集数据,和美国宇航局LaRC HU-25猎鹰,同时飞低于国王空气在低海拔(0.3 2公里),收集了气溶胶,云,微量气体,降水和大气状态参数测量。飞机都是建立在汉普顿的美国国家航空航天局兰利研究中心,维吉尼亚州。这里描述的激活测量可以获得在冬季(2 - 3)和(August-September)航班在2020年夏天,在冬季(提醒)和2021年夏季(5月- 6月)的航班。所有航班都发生在白天在西大西洋扩展东离海岸几百公里,一般持续时间为3.5 h。这些航班的多数(∼90%)是统计调查航班。Brunke et al。(2022)和Dadashazar et al。(2022)提供的描述这些飞行模式和地图显示飞行位置。
2.2美国国家航空航天局兰利机载高光谱分辨率Lidar-2 (HSRL-2)
第二代LaRC机载HSRL乐器,HSRL-2,部署在美国国家航空航天局兰利空军飞机王在激活。类似于表面的第一代HSRL HSRL-1 (头发et al ., 2008),HSRL-2使用HSRL技术独立检索气溶胶和脆弱的云消光和后向散射(皮普et al ., 1983;浅滩和Eloranta, 1991;她et al ., 1992),而不先天的假设气溶胶类型和/或激光雷达比。HSRL-2雇佣HSRL技术在355和532海里和标准的弹性后向散射技术在1064海里。它还措施这三个波长的气溶胶和云去极化。实现HSRL HSRL-2雇佣一个碘细胞技术在532 nm所以HSRL-1 HSRL-2本质上是一样的测量在532和1064海里。HSRL在355海里都是使用一个干涉仪测量而非碘电池(伯顿et al ., 2018)。
当部署在国王空气,HSRL-2提供垂直测量气溶胶的广泛、深入解决参数下飞机。气溶胶广泛的参数包括后向散射系数在355、532和1064海里(Δx∼1公里,Δz∼30米);消光系数通过HSRL技术在355和532 nm(Δx∼6公里,Δz∼225米);和光学深度在355和532海里(近似档案水平(Δx)和垂直分辨率(Δz)列出每个参数后括号内。)密集的参数包括extinction-to-backscatter比率(S一个)在355和532海里(Δx∼6公里,Δz∼225米);去极化在355、532和1064海里(Δx∼1公里,Δz∼30米);和气溶胶后向散射(即波长依赖性。,Ǻngström exponent for aerosol backscatter, which is directly related to the backscatter color ratio) for two wavelength pairs (355–532 nm and 532–1,064 nm) (Δx ∼ 1 km, Δz ∼ 30 m). The profile measurements of aerosol backscatter are also used to derive aerosol mixed layer heights (MLH), which are associated with sharp gradients in the aerosol backscatter profiles (Scarino et al ., 2013)。
HSRL-2就是这样设计的,它不依赖于大气校正的目标,所以不同于标准的弹性后向散射激光雷达,必须假设微不足道的或已知的校准地区气溶胶数量。去极化通道校准使用一个旋转半波板(伯顿et al ., 2015在532 nm)和气溶胶和分子测量确定使用内部校准(头发et al ., 2008)。1064海里后向散射系数测量校准常数和355海里HSRL增益比率渠道利用校准HSRL测量在532 nm相对清洁的飞行区域。整个系统误差与后向散射校正估计不到2% - -3%。在典型情况下,消光系数估计的总系统误差小于0.01公里−1在532纳米。罗杰斯et al。(2009)验证了HSRL消光系数资料,发现HSRL灭绝概要文件在典型的先进的系统误差在可见光波段(施密德et al ., 2006)。所有气溶胶产品通常的随机误差后向散射和去极化率小于10% (头发et al ., 2008)。体积的不确定性系统的去极化估计有较大的4.7%(相对)或0.001(绝对)355纳米通道,较大的5%(相对)或0.007(绝对)532纳米通道,和较大的2.6%(相对)或0.007(绝对)1064纳米通道(伯顿et al ., 2015)。颗粒物(气溶胶)去极化率(见方程2伯顿et al。(2015))取决于总气溶胶散射系数(即。,ratio of aerosol to molecular scattering) as well as the volume depolarization ratio. Systematic uncertainties in particulate depolarization are typically less than 0.04 (355 nm) and 0.02 (532 and 1,064 nm) (伯顿et al ., 2015)。
2.3空气原位测量
在激活的水蒸气,温度,风速是通过释放Vaisala NRD412“迷你”下投式探空仪从空气国王使用机载垂直大气分析系统(AVAPS)下投式探空仪系统(UCAR / NCAR, 1993年;典当和富兰克林,1999年)。温度和RH绝对不确定性±0.2°C和±3%,分别为(NCAR 2022)。飞行时间从国王空气(∼9公里)约为8 - 12分钟。通常情况下,2 - 4下投式探空仪被释放在每个飞行。
美国宇航局LaRC猎鹰飞机部署原位仪器获得测量气溶胶、云、降水、和大气中在飞行状态参数协调跟踪下面的国王。等速气溶胶入口(Brechtel制造有限公司)是用来画允许空气进入飞机客舱和气溶胶与空气动力学直径小于5μm被小屋取样工具。亚微米三波长的散射和吸收系数测量的浊度计(TSI公司3563型)和烟尘粒子吸收光度计(PSAP,辐射研究,Inc .),分别。喷雾干燥的大小分布3至100海里(直径)来衡量TSI, Inc .扫描移动粒子筛选器(smp,微分流动分析仪型号3085)(摩尔et al ., 2017)和TSI公司激光气溶胶谱仪(LAS)(3340)仪器测量干气溶胶粒径分布之间的100和5000海里(直径)(摩尔et al ., 2021)。5000海里截止的大小是由样品入口(McNaughton et al ., 2007;陈et al ., 2011)。这些大小分布测量的不确定性比±10 - 20%的亚微米尺寸范围(摩尔et al ., 2021)。亚微米non-refractory气溶胶化学成分(硫酸盐、硝酸盐、氨、有机物和氯)被一个高分辨率测量气溶胶飞行时间质谱仪(HR-ToF-AMS)由重航空器制造研究(成立的et al ., 2006;希拉里奥et al ., 2021)。particle-into-liquid取样器(得利)仪器使用离线测量水溶性共同离子的浓度的离子色谱分析(Sorooshian et al ., 2006;Crosbie et al ., 2020)。一个二极管激光器湿度计(DLH)测量水蒸气浓度(迪斯et al ., 2002)。温度测量的罗斯蒙特non-deiced总空气温度传感器(模型E102E4AL)快速响应铂敏感元件(Thornhill et al ., 2003)。这个传感器有20米响应时间和精度0.5度c .地区水含量低于0.001通用−3来自云滴调查(液滴测量技术(辛克莱et al ., 2019)属于无云(Schlosser et al ., 2022)。
3的结果
3.1 HSRL-2观察极化增强2020年3月8日
HSRL-2测量通常在海洋低(< 0.05)线性颗粒在532海里去极化,因为通常由球形海盐气溶胶,硫酸,和有机粒子。例如,图1 a, B显示HSRL-2测量气溶胶后向散射系数和颗粒在532海里去极化,分别为激活在2020年3月12日上午的航班。这些数据显示配置文件子样品每10年代(∼1公里)。王的飞行轨道位置空气和猎鹰所示图1 c。也所示图1 b彩色RH值来自国王空气下投式探空仪和DLH测量“猎鹰”。“猎鹰”原位测量在10分钟和20公里HSRL-2测量。注意低(< 0.05)气溶胶去极化值和相对较高(> 65%)RH的大多数测量值小于1公里,向下延伸到水面。颗粒在355和1064海里去极化值(没有显示)也低于0.05。这些低价值的气溶胶与气溶胶去极化去极化是一致的值通常报道海洋气溶胶(伯顿et al ., 2012;Großet al ., 2013;伊林沃思et al ., 2015)。
图1。的概要文件(一)颗粒物后向散射和(B)微粒去极化(532海里)测量在532 nm HSRL-2 2020年3月12日,用相应的颜色栏在右边。也所示(B)是原位测量RH收购原位猎鹰飞机和下投式探空仪上测量从国王空中飞机部署相应的彩条。图像分辨率10 s(∼1公里)。多云的地区所示的白色区域后向散射图像。厚厚的云层完全衰减激光导致下面的黑色条纹这些云。(C)地面跟踪国王的空气和猎鹰飞机上显示图像。(D-F)HSRL-2显示类似的图像,空降现场,下投式探空仪测量和飞机飞行轨道在2020年3月8日。注意明显增加微粒2020年3月8日去极化。
相比之下,HSRL-2测量期间获得将近三分之一的航班进行了2020年和2021年期间显示增强颗粒线性去极化(>0.15 - -0.20在532海里)与最低几百米内的气溶胶海洋边界层。图1 d-f与气溶胶后向散射显示这样一个例子,微粒去极化激活的概要文件和飞行轨迹的位置于2020年3月8日下午的航班。也所示图1 b, ERH值来源于下投式探空仪和猎鹰DLH测量。注意RH较低(< 60%)值和高去极化率(> 0.15)发生在最低的公里。高微粒去极化值指示对于粒子的存在也观察到355和1064海里,但没有显示。最高的去极化值低于∼60% RH时被发现。
高架去极化测量通常与激光雷达测量的花粉(Sassen认为,2008)或灰尘(伯顿et al ., 2015),但没有证据支持大量的灰尘和花粉2020年3月8日。NOAA混合单粒子拉格朗日综合轨迹(HYSPLIT) (斯坦et al ., 2015;Rolph et al ., 2017)(https://www.ready.noaa.gov/HYSPLIT.php最后一次访问:2022年3月30日)三天backtrajectories和灵活的粒子分散模型(FLEXPART) (https://www.flexpart.eu/,最后一次访问:2022年3月30日)(本性,et al ., 2005)为期10天的空气包裹轨迹显示最低的2公里从加拿大北部和西部,所以它不出现这些观察高架去极化与亚洲有关(Husar et al ., 2001)或撒哈拉沙漠的尘土(刘et al ., 2008)。花粉还与激光雷达测量高架去极化(Bohlmann et al ., 2021),但花粉和空气质量报告在大西洋中部各州没有表明花粉含量高(AirNow EnviroFlash预测http://www.cleanairpartners.net/)。
GEOS-Chem (GC;http://www.geos-chem.org/HSRL-2)模型模拟一致的测量检查了解气溶胶产生如此高的微粒去极化值。GC是一个start-of-the-art三维化学传输模式。我们在这里使用模型版本v11-01 (http://wiki.seas.harvard.edu/geos-chem/index.php/GEOS-Chem_v11-01去年访问:2022年11月)由气象领域从MERRA-2从NASA全球再分析建模和同化的办公室。模型分辨率72垂直度2.5度经度和纬度的水平。它包括ozone-NO sulfate-nitrate-ammonium热力学耦合x-hydrocarbon-aerosol化学(公园et al ., 2004)、矿物粉尘在四个大小箱(费尔利et al ., 2007),在两个箱子大小(海盐Jaegle et al ., 2011)和元素和有机碳气溶胶(派伊et al ., 2010)。气溶胶质量浓度光学深度计算,消光效率,粒子质量密度(马丁et al ., 2003)。每小时取样模型输出值沿飞行轨迹。图2一个显示了HSRL-2气溶胶消光(532海里)和“窗帘”图2 b显示相应的GC气溶胶消光(550海里)“窗帘”国王空中飞行跟踪2020年3月8日。图2 c g显示贡献GC模拟气溶胶消光从不同气溶胶组件。GC总消光值,与HSRL-2测量,一般协议是由海盐气溶胶的贡献(图2 f);气溶胶消光的贡献由其他气溶胶组件是可以忽略不计。
图2。(一)气溶胶消光来自HSRL-2测量(532海里)(B)GEOS-Chem模拟(550海里)的气溶胶消光在2020年3月8日早上的航班。气溶胶消光下面和在云不是HSRL-2结果所示。还显示GEOS-Chem气溶胶消光由模拟的贡献(C)硫酸+硝酸+铵,(D)黑碳,(E)有机碳,(F)海盐,(G)灰尘。所有面板共享相同的彩条。注意大贡献GEOS-Chem气溶胶消光由海盐。
HSRL-2测量的激光雷达比平均水平值这一天15至25 sr在355年和532 nm以下所示1公里图3。这些值远远低于价值来源于HSRL和拉曼激光雷达的测量尘埃(40 - 70 sr)和花粉(55 - 70)(商et al ., 2020)和符合海盐(穆勒et al ., 2007;伯顿et al ., 2012;Großet al ., 2013)。
图3。平均的激光雷达比来自HSRL-2观察在两个航班355和532海里(14:36-16:35 UT和18:36-21:33 UT)于2020年3月8日。误差是测量的标准偏差。
图4显示平均的水汽混合比和RH来源于四个下投式探空仪部署在2020年3月8日上午和下午航班。近常数混合比的观测表明,提高在这一天去极化的摊位边界层内发生。拉斯维加斯空降干气溶胶粒度分布测量获得的表面和附近的顶部的混合层也非常相似,这也支持HSRL-2观察发生在摊位和边界层(这些大小分布测量中更详细地讨论了3.3节)。因此,气溶胶强度性质的变化,如去极化是由于RH的变化,而不是由于气溶胶类型的变化。
图4。平均的水汽混合比和相对湿度来自四个下投式探空仪部署在2020年3月8日的航班。每个点代表四个下投式探空仪和六个数据的平均值平均海拔超过100米深的层。误差线显示测量值的标准偏差。
图5 a, B显示的扩展视图HSRL-2气溶胶后向散射和去极化测量获得19:45-20:00 UT 2020年3月8日之间。这些数据显示配置文件采样每0.5秒(∼50米)。明显增加与减少气溶胶去极化RH显然是所示图5 b;图5 c, D显示HSRL-2气溶胶后向散射和去极化概要文件下投式探空仪RH概要文件的时候下投式探空仪19:52 UT。注意,虽然图5 c显示高(> 0.1)在532海里去极化一般低于1公里在此期间,下面的去极化变化约900。高值的气溶胶与气溶胶去极化去极化是显而易见的,“羽毛”超过0.2由较低的区域(< 0.12)去极化。这些“羽毛”的更高的去极化相隔约1.5 - 2公里。基于气溶胶去极化和RH之间的关系,似乎这些羽毛可能羽毛干(RH < 60%)空气分离地区的空气温暖(RH > 75%)。不幸的是,在这一天,猎鹰不飞腿水平通过这些“羽毛”(召回图1 e)来记录这些小规模RH的变化。当RH超过约75% -80%以上约900米的气溶胶去极化急剧下降值低于0.05。颗粒最大去极化值(> 0.2)通常是低于200 - 400米的RH一般低于-60%约50%。下投式探空仪风速小于10 m / s内最低的1公里在这些测量。
图5。HSRL-2概要文件的扩展(一)颗粒物后向散射(B)和颗粒在2020年3月8日532海里去极化飞行所示图1。时间分辨率为0.5 s(∼50米)。这些数字所示是RH下投式探空仪的19:52 UT与相应的彩条显示在顶部。多云的地区所示的白色区域后向散射图像。厚厚的云层完全衰减激光导致下面的黑色条纹这些云。HSRL-2级配置文件的(C)气溶胶后向散射和(D)气溶胶去极化时的下投式探空仪资料也显示随着RH下投式探空仪的状况。
3.2变化由于相对湿度海盐去极化
我们假设这些HSRL-2升高和变量的观察去极化与反向散射从海盐粒子的形状随RH。吸湿海盐粒子带水提高RH和开始溶解,最终成为球形液滴RH超过70% -76% (唐et al ., 1997;Haarig et al ., 2017;齐格et al ., 2017;Bi et al ., 2018)。这个潮解点下降略低于74%当与其他可溶性盐粒子聚合粒子(明智的et al ., 2007)。随着RH的增加从76%提高到85%,增加层的水粒子和粒子的大小迅速增加。85%以上,水吸收仍在继续,粒子成为球形。然而,正如x射线相衬成像所显示的,实际的潮解海盐的过程,其中包含其他物种除了纯氯化钠,最后还可以在更大范围的RH(34% - -97%)相比,纯氯化钠(66% - -89%)(曾庆红等人。,2013年)。这些图片还显示,在这种情况下,海盐没有遇到突然潮解RH而是仍然是一个固液系统最多的RH范围(曾庆红等人。,2013年)。
相比之下,RH减少粒子保持他们的球形和仍然是一个液滴直到RH的RH减少低于一个阈值,当他们开始失去水和巩固(开花)。这个阈值发生在RH∼58% (曾庆红等人。,2013年;Haarig et al ., 2017)。颗粒在固液混合和海盐晶体生长随着RH继续下降到46%左右(曾庆红等人。,2013年)。上面描述的磁滞行为意味着,对RH约46%和75%之间,海盐可以存在结晶和球形形状取决于环境RH的历史。
水晶海盐粒子的形状不仅取决于它们的大小和构成,还对粒子的速度干。快速干燥率导致快速结晶,这有利于更多的球面形状;慢的干燥慢导致结晶率,有利于立方形状(王et al ., 2010)。RH较低(< 45%),水晶氯化钠立方形状。然而,干海盐粒子通常但不总是立方(Bi et al ., 2018);那些立方并不完美的多维数据集,而是有圆形的边缘(Haarig et al ., 2017),这可能是由于化学成分和颗粒的速度干。其他化合物和硫酸可以产生不同的几何图形(Kandler et al ., 2007;明智的et al ., 2007);例如,海洋有机物可能产生更多的球形(Laskin et al ., 2012)。
这种差异在颗粒形状随增加和减少RH导致相应行为的差异微粒去极化与RH的变化。使用去极化激光雷达,Haarig et al。(2017)观察到的变化有关的海盐去极化的增加和减少RH。随着RH,粒子保持晶体形状和产生更高的去极化,然后逐渐变得更加球形和生产更小的去极化当RH增加约65%以上-70%。相比之下,以减少RH保持球形颗粒和较低的去极化,直到RH减少约55% - -60%,此时粒子呈现出立方形状和去极化迅速增加。Carrico et al。(2003)使用湿浊度计测量气溶胶的特性包括海盐在罗恩。布朗在ACE-Asia研究船。基于散射测量在各种RH的行为价值观,他们发现周围的气溶胶主要是上(即。,减少RH)这对海洋气溶胶磁滞回线的分支。Murayama et al。(1999)报道了激光雷达的去极化测量粒子东京湾附近,发现的最大∼66% RH附近发生去极化而不是降低RH;Bi et al。(2018)建模的去极化行为各种粒子形状和粒径的函数RH和建议报告的这种行为Murayama et al ., 1999)可能是由于水立方颗粒涂层,作为建模发现涂层立方体的去极化是大于一个光秃秃的多维数据集。
图6显示平均微粒去极化值三个HSRL-2波长平均值下投式探空仪时报在2020年3月8日航班的函数均值RH衡量这些下投式探空仪。当研究也获得了类似的调查结果HSRL-2去极化测量重合与RH价值观来源于DLH猎鹰飞机上测量。去极化曲线显示颗粒与RH反关联。这些结果与Haarig et al。(2017)不同的观察报告Murayama et al。(1999)由于没有峰值在微粒去极化值为60%。
图6。箱线图显示气溶胶去极化衡量HSRL-2 RH的函数平均值的4下投式探空仪次航班于2020年3月8日。开放广场展示平均值,满框显示平均值±2标准错误,和胡须意味着±标准差。
HSRL-2气溶胶的垂直变化去极化测量似乎没有相关的气溶胶干大小分布的变化。干气溶胶粒度分布测量的拉斯维加斯附近的猎鹰飞机上混合层的顶部附近被类似于干燥的粒度分布测量混合层的底部所示图72020年3月8日的航班。3月8日和2020年3月12日几乎没有气溶胶粒度分布的垂直变化小于1公里。然而,有一个明显的变化在这两个日期之间的干燥的大小分布。图7 b显示了干燥的大小分布在2020年3月8日下午飞行当HSRL-2测量增强的去极化和干燥的大小分布的早上航班2020年3月12日当HSRL-2没有测量增强去极化(召回图1)。航班于2020年3月8日期间,当HSRL-2测量气溶胶去极化高,有细粒子模式(即明显减少。,粒子半径小于1µm)在2020年3月12日的航班。注意更多的超级微米大小颗粒相对于细粒子模式在2020年3月8日。混合层内的平均有效半径减少从0.5到0.3(2020年3月8日μmμm 2020年3月12日。好模式粒子的相对缺乏2020年3月8日可能导致粗模式,对于海盐粒子中扮演更大的角色导致气溶胶后向散射和灭绝HSRL-2衡量。
图7。(一)干表面气溶胶粒径分布测量0和0.3公里之间,介于1和1.3公里的气溶胶激光光谱仪(LAS)仪器上HU-25猎鹰2020年3月8日显示类似干大小分布底部和顶部附近的海洋边界层。(B)干表面气溶胶粒径分布介于0和0.3公里的激光测量气溶胶谱仪(LAS)仪器上HU-25猎鹰2020年3月8日(红色)和2020年3月12日(蓝色)。注意较大的表面积与超级测微粒子相对于细粒子模式于2020年3月8日当HSRL-2观察高架去极化。相比之下,相反的发生在2020年3月12日当HSRL-2观察到低的去极化。
有各种试图模型线性去极化和海盐粒子的激光雷达比属于激光雷达测量。然而,这些光学特性建模困难,所以这种模拟有相当大的不确定性。如图所示,曾庆红et al。(2013),海盐粒子通常是形状不规则的,所以他们的光学特性建模需要一些简化假设其形状(年代)。各种粒子的形状(球体、立方体、长方体和扁平细长,和superellipsoids类似圆形的立方体,球体,和圆形的正八面体)被用来模型海盐粒子的去极化(Bi et al ., 2018;Kanngießer Kahnert, 2021 a;b)。建模在现实的形状不规则的粒子而不是单个粒子的大小分布通常是计算上不可行的尤其是试图包括罚款和粗粒子模式(Kanngießer Kahnert, 2021 a)。此外,海洋气溶胶可能包含各种各样的大量的有机物种导致显著的不确定性建模的折射率和由此产生的激光雷达比建模。Kanngieβer和Kahnert (2021)发现圆度的影响和虚折射率的线性去极化相似的大小。
Haarig et al。(2017)建模的去极化和激光雷达比干,不吸收,立方海盐粒子解释去极化的多波长激光雷达测量和激光雷达比海盐气溶胶在巴巴多斯。他们发现通用协议测量和建模时去极化率假设粒子直径大于波长与激光雷达和一些协议的比率在532 nm时假定粒子直径大于波长的两倍。然而,他们高估了线性建模结果去极化在1064 nm和低估了激光雷达比率在355海里。他们将此归因于建模包含太多的大颗粒大小分布。Kanngieβer和Kahnert (2021)使用superellipsoids组成的立方体,立方体绕了出来,正八面体,圆正八面体模型线性去极化和海洋气溶胶激光雷达的比率。他们的模拟表明,去极化率变化在0.14和0.20之间和激光雷达比不同的12到20老不吸收海洋气溶胶。0.17和0.22之间的线性去极化变化和激光雷达比老25 - 33之间不同的弱吸收气溶胶。这些结果符合HSRL-2观察报告。他们的模拟表明,线性去极化和激光雷达比与折射率之间存在着显著的差异,以便折射率是一个重要的模型调优参数和不确定性的一个重要来源。去极化产生的海盐在各种形状涂水也被建模Bi et al。(2018)。一般来说,涂布立方体的去极化率大于一个光秃秃的多维数据集。这些研究没有涉及涂层激光雷达的影响比率。这些以前的研究表明HSRL-2测量气溶胶的去极化和激光雷达比值由多样化的海盐形状,最好的解释和折射率的变化与弱吸收气溶胶。
3.3 HSRL2观测期间的高架去极化激活的航班在2020年和2021年
高架去极化的HSRL-2观测,如收购在2020年3月8日,也发生在许多其他激活航班。在激活的航班在2020年和2021年,有63天重合HSRL-2和下投式探空仪测量。图8显示了HSRL-2气溶胶的分布去极化测量下投式探空仪与RH测量内20%的混合层(即最低。最低,约200 - 300)所定义的混合层高度的HSRL-2检索(Scarino et al ., 2013在这63天。这海拔地区气溶胶最大去极化值观察。每个点在这个数字代表平均所有下投式探空仪(∼4 - 8)在这一天。HSRL-2测量近地表气溶胶去极化(532海里)超过0.1发生同时下投式探空仪测量20日RH低于60%的63天。这些高架去极化观察发生在12天在冬天每个在2020年和2021年(6)和8天在春天/夏天(2021年2020年3和5)。图8表明,气溶胶去极化变化逐渐从高时直到RH达到∼60% RH值有一个急剧转型的气溶胶去极化。基于磁滞行为了Haarig et al。(2017)所示,这个特殊的行为图8似乎更符合海盐粒子保留更多的球形RH减少直到结晶发生正如上面所讨论的60%左右。
图8。下投式探空仪RH测量和重合HSRL-2气溶胶去极化测量在355海里(左),532 nm(中心),1064海里(右)在63年飞行天在2020年和2021年进行。每个点代表平均超过20%的混合层(即最低。最低,约200 - 300)。
图9显示了平均HSRL-2去极化下投式探空仪的函数为所有HSRL-2 RH /下投式探空仪在2020年和2021年的巧合。这些结果等海拔z (z / z我< 0.9)Z我是HSRL-2 MLH来源于数据。平均值(标准差)MLH 899(合474美元)。此外,这些巧合选择水汽混合比是常数通过这种高度范围内,所以粒子属性的变化被认为是由RH的变化引起的。图9显示逐渐减少气溶胶去极化随着RH当RH小于约75% 2020年3月8例所示图6。一旦RH增加约75%以上-85%有极化较小的气溶胶的变化随着RH的增加。基于磁滞行为了Haarig et al。(2017)这种行为,如所示图6,符合晶体颗粒逐渐以水为RH增加直到粒子到达潮解。
图9。箱线图显示气溶胶去极化衡量HSRL-2 RH平均值的函数所有HSRL-2 /下投式探空仪在2020年和2021年的巧合。这些结果等海拔z (z / z我< 0.9)Z我混合层高度来自HSRL-2数据。开放广场展示平均值,满框显示平均值±2标准错误,和胡须意味着±标准差。
平均波长依赖性与报道的不同Haarig et al。(2017)发现气溶胶去极化关联最大的变化对于海盐发生在532 nm,较小的去极化的增加在355和1064海里。所示图6- - - - - -9最高的微粒在355海里去极化值高于0.25,0.2在532海里,在1064 nm和0.15,这比测量值相当高Haarig et al。(2017)(0.10∼0.12,0.15,分别)。基于野外观察和实验,线性极化率高达0.20 - -0.25和激光雷达比率高达25 sr可以为干海盐气溶胶(被认为是合理的Kanngießer Kahnert, 2021 a)。的观测报告,最大的提高气溶胶去极化通常为355 nm和最小的1064 nm所示图10。波长依赖性的差异可能是由于不同粒子组成不同的实验地点;测量报告Haarig et al。(2017)发生在巴巴多斯。
图10。中位数(线),25 - 75百分位(箱),5 - 95百分位(酒吧)气溶胶的去极化值(一)意思下投式探空仪RH < 60%,最低300(B)意思下投式探空仪RH > 70%,最低300来自HSRL-2下投式探空仪从2020年到2021年收集的数据。
得利)和AMS成分测量被用来估计的贡献海盐干气溶胶质量。海盐质量估计的总和而得利Na和Cl质量除以0.857的调整因素占其他较小的无机成分(宋飞和Pandis, 1998),假设的复合盐气溶胶相当于大部分的海水。积累(细)模式干气溶胶质量估计的总和的AMS(即气溶胶组件。,有机物+ SO4 + + NH4)。因此,海盐质量分数计算是海盐质量除以的比例之和海盐质量和积累模式干燥质量。当高架去极化相关的观察对于海盐于2020年3月8日,海盐贡献了约80%的总干质量;相比之下,低去极化时观察到的2020年3月12日,海盐贡献了大约40%的总干质量。海盐的大部分出现在2020年3月8日的航班可能加重了RH的影响在海盐气溶胶去极化与变化形状。一些这方面的证据也可以看到图11,这表明RH低于60%,如2020年3月8日,气溶胶去极化倾向于增加随着盐质量分数。相比之下,对RH 60%以上,当海盐粒子变得更加球形和水晶,几乎没有相关的气溶胶与盐质量分数去极化。
图11。HSRL-2测量气溶胶在355 nm和去极化。(一)盐质量分数来自得利和AMS测量RH < 60%(蓝色)和RH >(红色)和60%(B)有效半径(干)来自拉斯维加斯的测量RH < 60%(蓝色)和RH > 60%(红色)。每个点代表每个飞行和误差的平均值代表标准差在飞行。气溶胶去极化之间的斯皮尔曼等级相关系数和盐质量分数是0.66 (RH < 60%)和-0.16 (RH > 60%)。气溶胶去极化之间的斯皮尔曼等级相关系数和有效半径是0.76 (RH < 60%)和-0.24 (RH > 60%)。
有效半径对应干气溶胶浓度计算使用体积和表面的拉斯维加斯。图11 b表明,对RH低于60%,颗粒更水晶时,气溶胶去极化倾向于增加有效半径。对RH 60%以上,当粒子更球形,几乎没有相关性气溶胶去极化和有效半径。没有相关的HSRL-2测量气溶胶与风去极化速度下投式探空仪的测量。
所有HSRL-2剖面观察整个激活航班在2020年和2021年进行的,不仅仅是那些下投式探空仪的重合,分为两组对应是否意味着气溶胶在532海里去极化最低20%的混合层是高于或低于0.15。图12显示了两组气溶胶去极化的概要文件。在去极化低组,每个波长的气溶胶去极化是通常在0.05或以下。在气溶胶去极化去极化组高,增加与减少波长的结果图6,8,9。图12 b显示了气溶胶消光概要文件相关的低和高去极化组。在最低的公里,气溶胶消光值与高气溶胶去极化(即有关。,non-spherical sea salt) group were about half those from the low depolarization group, with values generally less than 25 Mm−1在532纳米。基于HSRL-2观察这些低的气溶胶消光值和高气溶胶去极化与海洋相关联(海盐)气溶胶。大气气溶胶造成的这些对于粒子很小(532年0.03∼-0.04海里)。相比之下,气溶胶消光的高价值和低价值的气溶胶去极化通常对应于其他气溶胶的存在。图12 c显示了激光雷达比概要文件相关的两个气溶胶去极化组。正如所料,激光雷达比率(355和532海里)最低1.5公里内与高气溶胶老去极化组大约有20 - 25,这对应于海洋气溶胶(海盐)。与气溶胶去极低情况下相关的激光雷达比通常更高等这些情况下可能包括其他气溶胶类型城市气溶胶或生物质燃烧的烟,有更高的激光雷达比(召回表1)。图12 d显示了vs气溶胶激光雷达比去极化去极化高集团在整个混合层,数字12 a, C表明,激光雷达的比率在355年和532 nm基本上是常数尽管气溶胶去极化对0.5和0.2之间变化。
图12。HSRL-2概要文件的(一)气溶胶去极化在355、532和1064海里,(B)在355和532纳米气溶胶消光,(C)激光雷达比在355和532 nm的低和高去极化在最低20%的混合层使用数据从所有航班。低去极化选择病例,平均在532纳米气溶胶去极化最低20%的混合层是小于0.15为给定的飞行;高去极化选择病例,平均在532纳米气溶胶去极化最低20%的混合层是大于0.15对于一个给定的飞行。(D)整个混合层的激光雷达比与气溶胶去极化去极化高情况下的子集a - c所示。(E)MERRA-2 RH的概要文件相同的低和高去极化情况下。
图12 e显示了RH的概要文件对应于这两种气溶胶去极化组。这些资料提供的RH MERRA-2再分析(Bosilovich et al ., 2016每隔三小时)和0.5°×0.625°水平分辨率插值王空中飞行轨道位置和HSRL-2测量时间。MERRA-2和下投式探空仪RH配置文件的比较表明,MERRA-2-derived RH值,平均在3% RH dropsonde-derived RH的值低于80%,但逐渐干燥机下投式探空仪RH一旦超过90% 5% -10%。这些结果与报道的一致Seethala et al。(2021)。RH概要文件相关的低去极化组通常是最低公里内的70%以上,这是符合气溶胶去极化和RH前面讨论之间的关系。这些结果表明,MERRA-2 RH配置文件可能会提供一些指导定位地区对于气溶胶可能(或不可能)。所示(不高于1.5公里图12 d),相关的RH高去极化情况下一般低于20%相比高去极化情况下当RH一般高于40%。这表明,干燥的空气夹带到海洋边界层可能与低RH和高去极化的观察。
3.4影响CALIOP气溶胶检索
CALIOP仪器上云气溶胶激光雷达和红外探路者卫星观测卫星(卡利普索)提供检索的气溶胶后向散射和灭绝概要文件在532年和1064年在532 nm纳米粒子去极化和概要文件(睫毛et al ., 2009)。与HSRLs直接测量range-resolved微粒散射比,CALIOP措施总减毒后向散射,即产品的后向散射系数在一个特定的范围本和总双向透光率(即。激光雷达之间的信号衰减),本范围。总后向散射系数之和微粒和分子的贡献。同样,总双向透光率合并后的信号衰减是由于激光雷达之间的所有分子和微粒沿着路径和测量位置。检索颗粒物后向散射和CALIOP消光系数的测量,layer-mean激光雷达比率必须指定每个颗粒类型遇到在一个配置文件(年轻,1995;奥马尔et al ., 2009;年轻和沃恩,2009年)。相对较少的几次,独立层光学深度估计,layer-mean激光雷达比率可以直接从CALIOP减毒后向散射信号。当一个独立的约束是不可用的,当前CALIOP算法使用查找表,开激光雷达比预定的气溶胶类型,如图所示表1。CALIOP气溶胶消光和后向散射配置文件的精度因此取决于这些气溶胶激光雷达的代表性比率,以及能够准确地推断出从CALIOP测量适当的气溶胶类型(罗杰斯et al ., 2014)。
CALIOP算法使用综合减毒后向散射在532 nm,估计颗粒去极化率,测量气溶胶层高度和位置确定气溶胶类型,随后选择激光雷达比(奥马尔et al ., 2009)。对于非海盐粒子的存在与升高(>0.15)去极化值和较低的激光雷达比(20 - sr)有重要意义CALIOP推论的气溶胶类型和大气气溶胶激光雷达比率和以后的检索和气溶胶消光配置文件。目前,当CALIOP检测到升高(> 0.075)估计颗粒去极化,归为尘土飞扬的海洋气溶胶,污染灰尘或沙尘根据估计的大小颗粒去极化,层高度和位置。这些气溶胶类型激光雷达比显著大于干净的海洋,如图所示表1。因此,海盐的误分类,灰尘或粉尘混合物导致大(> 60%)的相对偏差CALIOP检索的大气气溶胶和气溶胶消光配置文件。
图13显示了一个可能的CALIOP误分类,发生在2020年3月9日,大约12 h后,在同一地区HSRL-2观测所示图1 d, E。1减毒后向散射测量CALIOP水平图13显示一个气溶胶层低于约1公里。CALIOP 2级综合减毒后向散射测量中所示图13 b是由这个气溶胶层。集成微粒的CALIOP检索去极化率图13 c显示高约34.33度以北去极化N(约图的左半部分)。基于这些升高(> 0.08)综合微粒去极化率,综合减毒后向散射值,over-ocean位置,和低(< 2.5公里)层高度,这些气溶胶CALIOP算法分类与相应的尘土飞扬的海洋激光雷达比37 sr (图13 d)。以南约34.33 N(大约一半的图),较低(< 0.08)集成微粒去极化率导致气溶胶层低于1.5公里的分类与相应的清洁海洋激光雷达比23老MERRA-2 RH概要文件所示图13 e值较低(< 65%)在该地区的去极化,相反高(> 65%)值在该地区较低的去极化表明海盐可能观察到颗粒的主要贡献者去极化的变化。GEOS-Chem模型模拟由MERRA-2(图中未显示)表明,海盐气溶胶消光有最大的贡献在最低层的地区,进一步表明CALIOP算法分类错误的海盐,尘土飞扬的海洋。这种变化的影响在气溶胶分类派生AOD所示图13 f。清洁海洋气溶胶的可能的误分类图的左半部分导致了AOD值大约0.01 - -0.02(约40% - -80%)高于AOD值计算假定气溶胶是干净的海洋。
图13。CALIOP(一)1级的减毒后向散射在532海里,(B)2级的综合减毒后向散射在532海里,(C)backscatter-weighted意味着集成在532纳米微粒去极化率,(D)列的意思是在532 nm激光雷达比,(E)列的意思是RH MERRA-2模型,(F)对流层气溶胶光学深度在532 nm来源于CALIOP使用标准的激光雷达数据率(红色)和激光雷达比相应的清洁海洋气溶胶(蓝色)。所有面板对应时期07:06-07:14 UT CALIOP获得的数据时2020年3月9日在该地区的飞机航班所示图1 f。
这CALIOP误分类可能发生相对通常在特定类型的气象事件。海盐中观察到的高架去极化激活期间HSRL-2测量往往发生在海上冷空气爆发(曹),这是阻碍远足相对温暖寒冷的极地气团的开放海洋(Painemal et al ., 2021;Terpstra et al ., 2021;畜栏et al ., 2022)。几个激活的航班进行了在2020年和2021年发生在曹(Seethala et al ., 2021)。CALIOP总减毒后向散射(532海里)的观测,气溶胶微粒去极化率(532海里),亚型MERRA-2和ERA5同化RH和温度资料和表面风速在15曹事件1 2019人检查的频率来估计这样的观察。这些15事件包括一些CALIOP算法分为尘土飞扬的海洋气溶胶。在这些事件12的位置测量,没有升高气溶胶层暗示小更高级别的灰尘从大陆运输,和同化数据集显示低(< 70%)RH内表面附近的摊位边界层表明CALIOP操作算法分类错误的去极化的海盐,尘土飞扬的海洋气溶胶。这样的错误可能会导致一些检索系统高偏差的大气气溶胶和气溶胶消光配置文件。鉴于HSRL-2测量大气气溶胶和相对较低的气溶胶消光与这些对于海盐观察(召回有关图12 b)和CALIOP示例所示图13 f气溶胶消光的绝对偏差和大气气溶胶层相对较小(< 0.02),但相对偏差会很大(∼50%)。
李et al。(2022)评估CALIOP V4.2气溶胶类型和指定的激光雷达比(召回表1)使用该检索从主体性气溶胶的光学深度(苏打水)算法(Josset et al ., 2008;Josset et al ., 2011检索)和柱状激光雷达比估计结合苏打AOD和CALIOP减毒后向散射。使用CALIOP数据获得的海洋从2006年到2011年,他们发现,激光V4.2分配比率和使用苏打AOD激光雷达比派生约束是在良好的协议对清洁海洋气溶胶在公海,在东南大西洋高架烟雾,灰尘在亚热带大西洋。然而,他们发现,在开放海域,对气溶胶列为尘土飞扬的海洋气溶胶(S一个= 37),检索到的激光雷达比使用苏打大气气溶胶柱状约束过这样的大小和空间分布划分为清洁海洋(S一个= 23)。他们的结论,一些尘土飞扬的海洋气溶胶应该归类为清洁海洋观测报道支持的去极化的海盐的存在。
4总结和结论
激光雷达测量通常显示低(< 0.05在532海里)线性颗粒去极化与海洋相关的海盐气溶胶(伯顿et al ., 2012;Großet al ., 2013;伊林沃思et al ., 2015)。然而,在20时63天在2020年和2021年美国宇航局激活任务在西大西洋上空进行飞行,空降HSRL-2和下投式探空仪测量显示,高架去极化(> 0.1 532海里)发生在海洋边界层在几百米到一千米的高空。这些观察的高架去极化通常发生在冷空气爆发时,在这些海拔低于约60% RH。高架去极化的强相关性较低(< 60%)RH,气溶胶激光雷达低比率(20 - sr)在532 nm和355 nm,机载相一致原位的大小和构成测量和气溶胶传输模型表明,高架去极化与水晶海盐。这些观察的高架去极化发生在这两个冬季和夏季。最大的值微粒去极化发生在355海里(0.25∼-0.30),与报告的结果Haarig et al。(2017)发现最大的值在532海里。气溶胶消光和光学厚度对应于这些对于海盐粒子较低;气溶胶消光值约20毫米−1在532纳米和由这些对于粒子的光学深度约为0.03 - -0.04在532 nm代表平均约30%列AOD总数的-40%。这些HSRL-2多波长测量气溶胶的去极化和激光雷达比实地测量的类型的例子,可以用来帮助改进模型的海洋气溶胶的光学特性在不同气象条件下(Kahnert Kanngießer, 2023)。
机载原位测量气溶胶的粒径分布和细模式气溶胶组成与HSRL-2测量显示,同时获得高时发生去极化测量更粗粒子模式相对于细粒子模式观察与观测较低的去极化时更细观察模式粒子。在这些情况下相对湿度低于60%时,气溶胶去极化与盐质量分数和粒子有效半径,但不是与风速有关。
对于海盐的存在可能会导致错误识别这些气溶胶的尘埃的混合物。气溶胶CALIOP操作气溶胶分类算法分类,包括对于海盐,各种混合物的尘埃气溶胶去极化时约为0.075以上。对于海盐的误分类会导致高偏差的激光雷达比分配给这些气溶胶,从而导致高偏差的气溶胶消光和大气气溶胶来自CALIOP测量。考试期间CALIOP测量几个曹集和苏打水检索列的激光雷达比表明CALIOP操作气溶胶算法倾向于这些对于气溶胶归为尘土飞扬的海洋而不是海洋气溶胶在曹事件。
如何避免这样的错误分类海盐?检查模型(例如,MERRA-2)再分析RH概要文件同步激活下投式探空仪和HSRL-2测量表明,这样的配置文件可能提供一个低RH条件导致的存在对于海盐。虽然存在低(< 60%)RH本身并不一定表明这种气溶胶因为其他的存在对于气溶胶(如尘埃)也可能与低RH, RH的空间和垂直变化,与类似的变化在气溶胶去极化时,可能会提供一个对于海盐的良好指标。此外,高(> 70%)的存在RH基本上可以排除对于海盐的存在。
去极化对波长的依赖关系可能有助于区分对于海盐和尘埃,尤其是去极化测量在355年和532海里。HSRL-2测量显示气溶胶去极化一般在355 nm超过532海里,与气溶胶的去极化测量粉尘气溶胶在532海里去极化比较大(伯顿et al ., 2015)。532和1064 nm之间的光谱去极化是不明确的。伯顿et al。(2012)发现灰尘在1064海里去极化可能较低,高,或相当于价值532海里。自从HSRL-2测量海盐气溶胶在1064海里去极化显示小于532纳米,更高的气溶胶在1064海里去极化的存在可能会表明粉尘的存在,而不是对于海盐。
测量的激光雷达比提供一个更明确的灰尘和对于海盐之间的歧视。对于海盐有类似的激光雷达比值作为球形海盐(∼20 - sr 355和532海里),低于通常为粉尘测量的值(例如,30 - sr) (伯顿et al ., 2012)。对后向散射激光雷达等CALIOP卡利普索,不直接测量激光雷达比,总列大气气溶胶可能是一个有用的约束获得的去极化的气溶胶激光雷达比与大多数的情况下,如果不是全部,总该是由于这些去极化的气溶胶和这些层定义的边界和大型光学深度。本专栏AOD AOD检索从被动传感器提供的约束可以在白天(例如,MODIS (伯顿et al ., 2010))或从海洋表面技术,使用反射来派生列传输和大气气溶胶(Josset et al ., 2008;Venkata和里根,2016年)。更直接测量的激光雷达比星载高光谱分辨率的去极化的气溶胶激光雷达等ATLID EarthCARE人造卫星上的激光雷达还可以帮助区分对于海盐和尘埃。
数据可用性声明
公开的数据集进行分析。这些数据可以在这里找到:
HSRL-2从NASA和其他数据可从激活任务https://asdc.larc.nasa.gov/project/ACTIVATE。卡利普索数据通过兰利研究中心的大气科学数据中心(ASDC)https://asdc.larc.nasa.gov/project/CALIPSO。GEOS-Chem模型代码可用http://wiki.seas.harvard.edu/geos-chem/index.php/GEOS-Chem_v11-01。
作者的贡献
数据分析:射频,MF, MC,和SC。数据提供者:JH, CH, TS, DH,党卫军,AC, EC,电子战,LZ, LT、CR、RM, MV,,霍奇金淋巴瘤,BZ, GD, JD,约,YC,文本:所有作者。所有作者的文章和批准提交的版本。
资金
这个工作是通过美国宇航局资助激活地球风险Suborbital-3 (EVS-3)的调查,这是由美国国家航空航天局(NASA)地球科学部门和管理通过地球系统科学探索者项目办公室。部分支持ONR格兰特n00014 - 21 - 1 - 2115。JS支持通过任命美国宇航局NASA兰利研究中心博士后项目,由橡树岭相关大学与美国宇航局合同。霍奇金淋巴瘤和BZ被美国航空航天局80年格兰特nssc19k038支持。
确认
我们感谢飞行员、机组人员和维修人员从NASA兰利研究中心研究服务部门的专门支持开展广泛激活航班。NASA的卫星图像得到表面的卫星云和辐射属性检索系统(SatCORPS)团队,https://satcorps.larc.nasa.gov。作者欣然承认美国国家海洋和大气管理局空气资源实验室HYSPLIT运输和色散模型和准备好网站(http://ready.arl.noaa.gov)。霍奇金淋巴瘤和BZ要感谢GEOS-Chem支持团队在哈佛大学,圣路易斯华盛顿大学的努力。美国国家航空航天局气候模拟中心(国立)为GEOS-Chem仿真提供了超级计算资源。
的利益冲突
作者MF, MC, EC,电子战,LT、CR、和YC受雇于该公司科学系统和应用程序。
其余作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。
出版商的注意
本文表达的所有索赔仅代表作者,不一定代表的附属组织,或出版商、编辑和审稿人。任何产品,可以评估在这篇文章中,或声称,可能是由其制造商,不保证或认可的出版商。
引用
安德森,t . L。,Charlson, R. J., Winker, D. M., Ogren, J. A., and Holmen, K. (2003). Mesoscale variations of tropospheric aerosols.j .大气压。科学。60 (1),119 - 136。1520 - 0469 . doi: 10.1175 / (2003) 060 < 0119: mvota > 2.0.co; 2
Bi, L。,Lin, W., Wang, Z., Tang, X., Zhang, X., and Yi, B. (2018). Optical modeling of sea salt aerosols: The effects of nonsphericity and inhomogeneity.j .地球物理学。研究大气压。123 (1),543 - 558。jd027869 doi: 10.1002/2017
Bohlmann年代。商,X。,Vakkari, V., Giannakaki, E., Leskinen, A., Lehtinen, K. E., et al. (2021). Lidar depolarization ratio of atmospheric pollen at multiple wavelengths.大气压。化学。理论物理。21 (9),7083 - 7097。doi: 10.5194 / acp - 21 - 7083 - 2021
Brunke, m·A。卡特勒,L。,Urzua, R. D., Corral, A. F., Crosbie, E., Hair, J., et al. (2022). Aircraft observations of turbulence in cloudy and cloud-free boundary layers over the western north Atlantic Ocean from ACTIVATE and implications for the Earth system model evaluation and development.j .地球物理学。研究大气压。127 (19),e2022JD036480。jd036480 doi: 10.1029/2022
伯顿。、头发、J。,Kahnert, M。,Ferrare, R., Hostetler, C., Cook, A., et al. (2015). Observations of the spectral dependence of linear particle depolarization ratio of aerosols using NASA Langley airborne High Spectral Resolution Lidar.大气压。化学。理论物理。15 (23),13453 - 13473。doi: 10.5194 / acp - 15 - 13453 - 2015
伯顿。,Hostetler, C., Cook, A., Hair, J., Seaman, S., Scola, S., et al. (2018). Calibration of a high spectral resolution lidar using a Michelson interferometer, with data examples from ORACLES.达成。选择。57 (21),6061 - 6075。doi: 10.1364 / ao.57.006061
伯顿,s P。Ferrare, R。A., Hostetler, C. A., Hair, J. W., Kittaka, C., Vaughan, M. A., et al. (2010). Using airborne high spectral resolution lidar data to evaluate combined active plus passive retrievals of aerosol extinction profiles.j .地球物理学。Research-Atmospheres115年,D00H15。jd012130 doi: 10.1029/2009
伯顿,s P。Ferrare, R。A., Hostetler, C. A., Hair, J. W., Rogers, R. R., Obland, M. D., et al. (2012). Aerosol classification of airborne high spectral resolution lidar measurements – methodology and examples.大气压。量。技术。5,73 - 98。doi: 10.5194 / amt - 5 - 73 - 2012
Carrico, c . M。、与P。,Rood, M. J., Quinn, P. K., and Bates, T. S. (2003). Mixtures of pollution, dust, sea salt, and volcanic aerosol during ACE-Asia: Radiative properties as a function of relative humidity.j .地球物理学。Res。108(23),8650年。jd003405 doi: 10.1029/2003
陈,G。,Ziemba, L. D., Chu, D. A., Thornhill, K. L., Schuster, G. L., Winstead, E. L., et al. (2011). Observations of Saharan dust microphysical and optical properties from the Eastern Atlantic during NAMMA airborne field campaign.大气压。化学。理论物理。11 (2),723 - 740。doi: 10.5194 / acp - 11 - 723 - 2011
畜栏,a F。崔,Y。,Crosbie E。,Dadashazar, H。,DiGangi, J. P., Diskin, G. S., et al. (2022). Cold air outbreaks promote new particle formation off the U.S. East coast.地球物理学。卷。49 (5),e2021GL096073。gl096073 doi: 10.1029/2021
Crosbie E。,震动,M。A., Ziemba, L. D., Anderson, B. E., Braun, R. A., Brown, M. D., et al. (2020). Coupling an online ion conductivity measurement with the particle-into-liquid sampler: Evaluation and modeling using laboratory and field aerosol data.气溶胶科学。抛光工艺。54 (12),1542 - 1555。doi: 10.1080 / 02786826.2020.1795499
Dadashazar, H。Crosbie E。崔,Y。,畜栏,a F。,DiGangi, J. P., Diskin, G. S., et al. (2022). Analysis of MONARC and ACTIVATE airborne aerosol data for aerosol-cloud interaction investigations: Efficacy of stairstepping flight legs for airborne原位抽样。大气13(8),1242年。doi: 10.3390 / atmos13081242
成立,p F。,Kimmel, J. R., Trimborn, A., Northway, M. J., Jayne, J. T., Aiken, A. C., et al. (2006). Field-deployable, high-resolution, time-of-flight aerosol mass spectrometer.肛交。化学。78 (24),8281 - 8289。doi: 10.1021 / ac061249n
Diskin g S。,Podolske, J. R., Sachse, G. W., and Slate, T. A. (2002). “Open-path airborne tunable diode laser hygrometer,” in二极管激光在大气遥感和应用:学报),196 - 204。
费尔利,t D。雅各,d J。,和公园,r . J。(2007). The impact of transpacific transport of mineral dust in the United States.大气压。环绕。41 (6),1251 - 1266。doi: 10.1016 / j.atmosenv.2006.09.048
Groß,S。,Esselborn, M., Weinzierl, B., Wirth, M., Fix, A., and Petzold, A. (2013). Aerosol classification by airborne high spectral resolution lidar observations.大气压。化学。理论物理。13日,2487 - 2505。doi: 10.5194 / acp - 13 - 2487 - 2013
格伦德,c·J。,和Eloranta, E. W. (1991). University-of-Wisconsin high spectral resolution lidar.选择,Eng。30 (1),6 - 12。doi: 10.1117/12.55766
Haarig, M。,Ansmann, A., Gasteiger, J., Kandler, K., Althausen, D., Baars, H., et al. (2017). Dry versus wet marine particle optical properties: RH dependence of depolarization ratio, backscatter, and extinction from multiwavelength lidar measurements during SALTRACE.大气压。化学。理论物理。17日(23日),14199 - 14217。doi: 10.5194 / acp - 17 - 14199 - 2017
头发,j·W。,Hostetler, C. A., Cook, A. L., Harper, D. B., Ferrare, R. A., Mack, T. L., et al. (2008). Airborne high spectral resolution lidar for profiling aerosol optical properties.达成。选择。47(36),6734年。doi: 10.1364 / ao.47.006734
希拉里奥,m . r .。Crosbie E。,震动,M。,Reid, J. S., Cambaliza, M. O. L., Simpas, J. B. B., et al. (2021). Measurement report: Long-range transport patterns into the tropical northwest pacific during the CAMP<sup>2</sup>Ex aircraft campaign: Chemical composition, size distributions, and the impact of convection.大气压。化学。理论物理。21 (5),3777 - 3802。doi: 10.5194 / acp - 21 - 3777 - 2021
典当,t·F。,和Franklin, J. L. (1999). The ncar gps dropwindsonde.公牛。点。气象Soc。80 (3),407 - 420。1520 - 0477 . doi: 10.1175 / (1999) 080 < 0407: tngd > 2.0.co; 2
Husar, r . B。Tratt D。,Schichtel, B. A., Falke, S., Li, F., Jaffe, D., et al. (2001). Asian dust events of April 1998.j .地球物理学。研究大气压。106 (D16), 18317 - 18330。jd900788 doi: 10.1029/2000
伊林沃思,a·J。巴克,H。,Beljaars, A., Ceccaldi, M., Chepfer, H., Clerbaux, N., et al. (2015). The EarthCARE satellite: The next step forward in global measurements of clouds, aerosols, precipitation, and radiation.公牛。点。气象Soc。96 (8),1311 - 1332。doi: 10.1175 / bams - d - 12 - 00227.1
Jaegle, L。,Quinn, P., Bates, T., Alexander, B., and Lin, J.-T. (2011). Global distribution of sea salt aerosols: New constraints from原位和遥感观测。大气压。化学。理论物理。11 (7),3137 - 3157。doi: 10.5194 / acp - 11 - 3137 - 2011
Josset D。,Pelon, J., Protat, A., and Flamant, C. (2008). New approach to determine aerosol optical depth from combined CALIPSO and CloudSat ocean surface echoes.地球物理学。卷。35 (10)。gl033442 doi: 10.1029/2008
Josset D。,罗杰斯,R。,Pelon, J., Hu, Y., Liu, Z., Omar, A., et al. (2011). CALIPSO lidar ratio retrieval over the ocean.选择快递。19 (19),18696 - 18706。doi: 10.1364 / oe.19.018696
Kahnert, M。,和Kanngießer F。(2023). Optical properties of marine aerosol: Modelling the transition from dry, irregularly shaped crystals to brine-coated, dissolving salt particles.j .定量Spectrosc。Radiat。为我国。295年,108408年。doi: 10.1016 / j.jqsrt.2022.108408
Kandler, K。,Benker, N., Bundke, U., Cuevas, E., Ebert, M., Knippertz, P., et al. (2007). Chemical composition and complex refractive index of Saharan Mineral Dust at Izaña, Tenerife (Spain) derived by electron microscopy.大气压。环绕。41 (37),8058 - 8074。doi: 10.1016 / j.atmosenv.2007.06.047
Kanngießer F。,和Kahnert, M。(2021a). Modeling optical properties of non-cubical sea-salt particles.j .地球物理学。研究大气压。126 (4),e2020JD033674。
Kanngießer F。,和Kahnert, M。(2021b). Optical properties of water-coated sea salt model particles.选择快递。29日(22日),34926 - 34950。doi: 10.1364 / oe.437680
金,M.-H。奥马尔,。H., Tackett, J. L., Vaughan, M. A., Winker, D. M., Trepte, C. R., et al. (2018). The CALIPSO version 4 automated aerosol classification and lidar ratio selection algorithm.大气压。量。技术。11 (11),6107 - 6135。doi: 10.5194 / amt - 11 - 6107 - 2018
Laskin,。,Moffet, R. C., Gilles, M. K., Fast, J. D., Zaveri, R. A., Wang, B., et al. (2012). Tropospheric chemistry of internally mixed sea salt and organic particles: Surprising reactivity of NaCl with weak organic acids.j .地球物理学。研究大气压。117 (D15)。jd017743 doi: 10.1029/2012
李,Z。,Painemal D。,Schuster, G., Clayton, M., Ferrare, R., Vaughan, M., et al. (2022). Assessment of tropospheric CALIPSO Version 4.2 aerosol types over the ocean using independent CALIPSO–SODA lidar ratios.大气压。量。技术。15 (9),2745 - 2766。doi: 10.5194 / amt - 15 - 2745 - 2022
刘,z . Y。奥马尔,。,沃恩,M。、头发、J。,Kittaka, C., Hu, Y. X., et al. (2008). CALIPSO lidar observations of the optical properties of saharan dust: A case study of long-range transport.j .地球物理学。Research-Atmospheres113年,D07207。jd008878 doi: 10.1029/2007
马丁,r . V。,Jacob, D. J., Yantosca, R. M., Chin, M., and Ginoux, P. (2003). Global and regional decreases in tropospheric oxidants from photochemical effects of aerosols.j .地球物理学。研究大气压。108 (D3)。jd002622 doi: 10.1029/2002
McNaughton c。克拉克,a D。豪厄尔,s G。平克顿,M。,安德森,B。,Thornhill, L., et al. (2007). Results from the DC-8 inlet characterization experiment (DICE): Airborne versus surface sampling of mineral dust and sea salt aerosols.气溶胶科学。抛光工艺。41 (2),136 - 159。doi: 10.1080 / 02786820601118406
摩尔,r . H。,Thornhill, k . L。,而温齐尔B。,萨奥尔,D。,D’Ascoli, E., Kim, J., et al. (2017). Biofuel blending reduces particle emissions from aircraft engines at cruise conditions.自然543 (7645),411 - 415。doi: 10.1038 / nature21420
摩尔,r . H。,Wiggins, E. B., Ahern, A. T., Zimmerman, S., Montgomery, L., Campuzano Jost, P., et al. (2021). Sizing response of the ultra-high sensitivity aerosol spectrometer (UHSAS) and laser aerosol spectrometer (LAS) to changes in submicron aerosol composition and refractive index.大气压。量。技术。14 (6),4517 - 4542。doi: 10.5194 / amt - 14 - 4517 - 2021
穆勒,D。,Mattis, I., Ansmann, A., Wandinger, U., Ritter, C., and Kaiser, D. (2007). Multiwavelength Raman lidar observations of particle growth during long-range transport of forest-fire smoke in the free troposphere.地球物理学。卷。34 (5)。doi: 10.1029/2006 gl027936
村上教授,T。,Furushima, M., Oda, A., Iwasaka, N., and Kai, K. (1996). Depolarization ratio measurements in the atmospheric boundary layer by lidar in Tokyo.j .气象Soc。日本。74 (4),571 - 578。doi: 10.2151 / jmsj1965.74.4_571
村上教授,T。,Okamoto, H., Kaneyasu, N., Kamataki, H., and Miura, K. (1999). Application of lidar depolarization measurement in the atmospheric boundary layer: Effects of dust and sea-salt particles.j .地球物理学。Research-Atmospheres104 (D24), 31781 - 31792。jd900503 doi: 10.1029/1999
奥马尔,a . H。,睫毛,d . M。Kittaka C。,沃恩,M。A., Liu, Z. Y., Hu, Y. X., et al. (2009). The CALIPSO automated aerosol classification and lidar ratio selection algorithm.j .大气压。海洋。抛光工艺。26 (10),1994 - 2014。jtecha1231.1 doi: 10.1175/2009
Painemal D。,畜栏,a F。,Sorooshian,。Brunke, M。A., Chellappan, S., Afzali Gorooh, V., et al. (2021). An overview of atmospheric features over the western north Atlantic Ocean and north American east coast—Part 2: Circulation, boundary layer, and clouds.j .地球物理学。研究大气压。126 (6),e2020JD033423。jd033423 doi: 10.1029/2020
公园,r . J。,Jacob, D. J., Field, B. D., Yantosca, R. M., and Chin, M. (2004). Natural and transboundary pollution influences on sulfate-nitrate-ammonium aerosols in the United States: Implications for policy.j .地球物理学。研究大气压。109 (D15), D15204。jd004473 doi: 10.1029/2003
派伊,H。,Chan, A., Barkley, M., and Seinfeld, J. (2010). Global modeling of organic aerosol: The importance of reactive nitrogen (NO<sub>x</sub> and NO<sub>3</sub>).大气压。化学。理论物理。10 (22),11261 - 11276。doi: 10.5194 / acp - 10 - 11261 - 2010
罗杰斯,R R。、头发、j·W。,Hostetler, C. A., Ferrare, R. A., Obland, M. D., Cook, A. L., et al. (2009). NASA LaRC airborne high spectral resolution lidar aerosol measurements during MILAGRO: Observations and validation.大气压。化学。理论物理。9 (14),4811 - 4826。doi: 10.5194 / acp - 9 - 4811 - 2009
罗杰斯,R。,沃恩,M。,Hostetler, C., Burton, S., Ferrare, R., Young, S., et al. (2014). Looking through the haze: Evaluating the CALIPSO level 2 aerosol optical depth using airborne high spectral resolution lidar data.大气压。量。技术。7 (12),4317 - 4340。doi: 10.5194 / amt - 7 - 4317 - 2014
Rolph G。,Stein, A., and Stunder, B. (2017). Real-time environmental applications and display system: Ready.环绕。模型。Softw。95年,210 - 228。doi: 10.1016 / j.envsoft.2017.06.025
酒井法子,T。,Shibata, T., Kwon, S.-A., Kim, Y.-S., Tamura, K., and Iwasaka, Y. (2000). Free tropospheric aerosol backscatter, depolarization ratio, and relative humidity measured with the Raman lidar at nagoya in 1994–1997: Contributions of aerosols from the asian continent and the pacific ocean.大气压。环绕。34 (3),431 - 442。doi: 10.1016 / s1352 - 2310 (99) 00328 - 3
Sassen认为,k (1977)。冰晶习惯歧视与光学极化后向散射技术。j:。气象学16 (4),425 - 431。1520 - 0450 . doi: 10.1175 / (1977) 016 < 0425: ichdwt > 2.0.co; 2
Sassen认为,k (2000)。“云和气溶胶激光雷达后向散射去极化技术研究”由nonspherical粒子光散射:理论,测量,和应用程序。编辑Mishchenko, j . w . Hovenier和l·d·特拉维斯(圣地亚哥,CA:学术)。
Scarino, a·J。,Obland, M. D., Fast, J. D., Burton, S. P., Ferrare, R. A., Hostetler, C. A., et al. (2013). Comparison of mixed layer heights from airborne high spectral resolution lidar, ground-based measurements, and the WRF-Chem model during CalNex and CARES.大气压。化学。理论物理。讨论。13 (5),13721 - 13772。doi: 10.5194 / acpd学生- 13 - 13721 - 2013
施洛塞尔j·S。、Stamnes年代。伯顿,S。P., Cairns, B., Crosbie, E., Van Diedenhoven, B., et al. (2022). Polarimeter + lidar–derived aerosol particle number concentration.前面。远程Sens。3所示。doi: 10.3389 / frsen.2022.885332
施密德,B。,Ferrare, R., Flynn, C., Elleman, R., Covert, D., Strawa, A., et al. (2006). How well do state-of-the-art techniques measuring the vertical profile of tropospheric aerosol extinction compare?j .地球物理学。Res。111年,D05S07。jd005837 doi: 10.1029/2005
舒斯特尔,g . L。沃恩,M。,MacDonnell, D., Su, W., Winker, D., Dubovik, O., et al. (2012). Comparison of CALIPSO aerosol optical depth retrievals to AERONET measurements, and a climatology for the lidar ratio of dust.大气压。化学。理论物理。12 (16),7431 - 7452。doi: 10.5194 / acp - 12 - 7431 - 2012
Seethala C。,Zuidema, P., Edson, J., Brunke, M., Chen, G., Li, X. Y., et al. (2021). On assessing ERA5 and MERRA2 representations of cold-air outbreaks across the Gulf Stream.地球物理学。卷。48 (19),e2021GL094364。gl094364 doi: 10.1029/2021
商,X。,Giannakaki, E., Bohlmann, S., Filioglou, M., Saarto, A., Ruuskanen, A., et al. (2020). Optical characterization of pure pollen types using a multi-wavelength Raman polarization lidar.大气压。化学。理论物理。20 (23),15323 - 15339。doi: 10.5194 / acp - 20 - 15323 - 2020
她,c . Y。,Alvarez, R. J., Caldwell, L. M., and Krueger, D. A. (1992). High-spectral-resolution Rayleigh-mie lidar measurement of aerosol and atmospheric profiles.选择列托人。17 (7),541 - 543。doi: 10.1364 / ol.17.000541
皮普,s T。特蕾西,d . H。,Eloranta, E. W., Trauger, J. T., Sroga, J. T., Roesler, F. L., et al. (1983). High spectral resolution lidar to measure optical-scattering properties of atmospheric aerosols .1. Theory and instrumentation.达成。选择。22日(23日),3716 - 3724。doi: 10.1364 / ao.22.003716
辛克莱,K。,Van Diedenhoven, B., Cairns, B., Alexandrov, M., Moore, R., Crosbie, E., et al. (2019). Polarimetric retrievals of cloud droplet number concentrations.远程参议员包围。228年,227 - 240。doi: 10.1016 / j.rse.2019.04.008
Sorooshian,。,安德森,B。鲍尔,s . E。布劳恩,r。凯恩斯,B。,Crosbie E。,et al. (2019). Aerosol–cloud–meteorology interaction airborne field investigations: Using lessons learned from the US West coast in the design of activate off the US East Coast.公牛。点。气象Soc。100 (8),1511 - 1528。doi: 10.1175 / bams - d - 18 - 0100.1
Sorooshian,。,Brechtel, F. J., Ma, Y., Weber, R. J., Corless, A., Flagan, R. C., et al. (2006). Modeling and characterization of a particle-into-liquid sampler (PILS).气溶胶科学。抛光工艺。40 (6),396 - 409。doi: 10.1080 / 02786820600632282
斯坦,a F。,Draxler, R. R., Rolph, G. D., Stunder, B. J. B., Cohen, M. D., and Ngan, F. (2015). NOAA’s HYSPLIT atmospheric transport and dispersion modeling system.公牛。点。气象Soc。96 (12)2059 - 2077。doi: 10.1175 / bams - d - 14 - 00110.1
本性,。,Forster, C., Frank, A., Seibert, P., and Wotawa, G. (2005). Technical note: The Lagrangian particle dispersion model FLEXPART version 6.2.大气压。化学。理论物理。5 (9),2461 - 2474。doi: 10.5194 / acp - 5 - 2461 - 2005
杉本学说,N。松井,我。,Shimizu, A., Pinandito, M., and Sugondo, S. (2000). Climatological characteristics of cloud distribution and planetary boundary layer structure in Jakarta, Indonesia revealed by lidar observation.地球物理学。卷。27 (18),2909 - 2912。gl011544 doi: 10.1029/2000
唐,i N。,Tridico, A., and Fung, K. (1997). Thermodynamic and optical properties of sea salt aerosols.j .地球物理学。研究大气压。102 (D19), 23269 - 23275。jd01806 doi: 10.1029/97
Terpstra,。,Renfrew, I. A., and Sergeev, D. E. (2021). Characteristics of cold-air outbreak events and associated polar mesoscale cyclogenesis over the North Atlantic region.j .爬。34 (11),1-52。doi: 10.1175 / jcli - d - 20 - 0595.1
Thornhill, k . L。,安德森,B。E., Barrick, J. D., Bagwell, D. R., Friesen, R., and Lenschow, D. H. (2003). Air motion intercomparison flights during transport and chemical evolution in the pacific (trace-P)/ACE-ASIA.j .地球物理学。研究大气压。108 (D20开头),9001。jd003108 doi: 10.1029/2002
UCAR / NCAR (1993)。“地球观测实验室”NCAR空中垂直大气分析系统(AVAPS)(UCAR / NCAR -地球观测实验室)。检索2021年12月。doi: 10.5065 / D66W9848
沃恩,M。皮特,M。,Trepte, C., Winker, D., Detweiler, P., Garnier, A., et al. (2019).“红外探路者卫星观测(卡利普索)数据管理系统数据的产品目录。美国国家航空航天局兰利研究中心文档。
Venkata, s . L。,和Reagan, J. A. (2016). Aerosol retrievals from CALIPSO lidar ocean surface returns.远程Sens。8 (12),1006。doi: 10.3390 / rs8121006
王,Z。,King, S. M., Freney, E., Rosenoern, T., Smith, M. L., Chen, Q., et al. (2010). The dynamic shape factor of sodium chloride nanoparticles as regulated by drying rate.气溶胶科学。抛光工艺。44 (11),939 - 953。doi: 10.1080 / 02786826.2010.503204
睫毛,d . M。,沃恩,M。A., Omar, A., Hu, Y. X., Powell, K. A., Liu, Z. Y., et al. (2009). Overview of the CALIPSO mission and CALIOP data processing algorithms.j .大气压。海洋。抛光工艺。26日(11),2310 - 2323。jtecha1281.1 doi: 10.1175/2009
聪明,m E。,Semeniuk, T. A., Bruintjes, R., Martin, S. T., Russell, L. M., and Buseck, P. R. (2007). Hygroscopic behavior of NaCl-bearing natural aerosol particles using environmental transmission electron microscopy.j .地球物理学。研究大气压。112 (D10)。jd007678 doi: 10.1029/2006
年轻的美国。,和沃恩,M。A. (2009). The retrieval of profiles of particulate extinction from cloud-aerosol lidar infrared pathfinder satellite observations (CALIPSO) data: Algorithm description.j .大气压。海洋。抛光工艺。26 (6),1105 - 1119。jtecha1221.1 doi: 10.1175/2008
曾,J。,Zhang, G., Long, S., Liu, K., Cao, L., Bao, L., et al. (2013). sea salt deliquescence and crystallization in atmosphere: An原位调查使用x射线相衬成像。冲浪。界面分析45 (5),930 - 936。doi: 10.1002 / sia.5184
关键词:去极化,气溶胶激光雷达,机载、海盐气溶胶
引用:Ferrare R,头发J, Hostetler C T挤压操作工,伯顿SP,芬恩的M,克莱顿M, Scarino AJ,哈珀D,水手,做饭,Crosbie E, E文斯蒂德,Ziemba L, Thornhill L, C·罗宾逊,摩尔R,沃恩M, Sorooshian, Schlosser JS,刘H,张B,迪斯G, DiGangi J,诺瓦克J,崔Y, Zuidema P和Chellappan年代(2023)的机载HSRL-2测量升高对于海盐气溶胶去极化相关。前面。远程Sens。4:1143944。doi: 10.3389 / frsen.2023.1143944
收到:2023年1月13日;接受:2023年3月20日;
发表:2023年4月3日。
编辑:
湖思Letu、航天信息研究所(CAS),中国版权©2023 Ferrare,头发,Hostetler挤压操作工,伯顿,芬,克莱顿,Scarino,哈珀,水手,厨师,Crosbie,文斯蒂德,Ziemba, Thornhill,罗宾逊,摩尔,沃恩,Sorooshian, Schlosser,刘,张Diskin DiGangi,诺瓦克,崔Zuidema Chellappan。这是一个开放分布式根据文章知识共享归属许可(CC)。使用、分发或复制在其他论坛是允许的,提供了原始作者(年代)和著作权人(s)认为,最初发表在这个期刊引用,按照公认的学术实践。没有使用、分发或复制是不符合这些条件的允许。
*通信:理查德•Ferrarerichard.a.ferrare@nasa.gov