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A methodology to relate black carbon particle number and mass emissions

Teoh, Roger und Stettler, Marc E. J. und Majumdar, Arnab und Schumann, Ulrich und Graves, Brian und Boies, Adam (2019) A methodology to relate black carbon particle number and mass emissions. Journal of Aerosol Science, 132, Seiten 44-59. Elsevier. doi: 10.1016/j.jaerosci.2019.03.006. ISSN 0021-8502.

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Offizielle URL: https://doi.org/10.1016/j.jaerosci.2019.03.006

Kurzfassung

Black carbon (BC) particle number (PN) emissions from various sources contribute to the deterioration of air quality, adverse health effects, and anthropogenic climate change. This paper critically reviews different fractal aggregate theories to develop a new methodology that relates BC PN and mass concentrations (or emissions factors). The new methodology, named as the fractal aggregate (FA) model is validated with measurements from three different BC emission sources: an internal combustion engine, a soot generator, and two aircraft gas turbine engines at ground and cruise conditions. Validation results of the FA model show that R2 values range from 0.44 to 0.95, while the Normalised Mean Bias is between -27.7% and +26.6%. The model estimates for aircraft gas turbines represent a significant improvement compared to previous methodologies used to estimate aviation BC PN emissions, which relied on simplified assumptions. Uncertainty and sensitivity analyses show that the FA model estimates have an asymmetrical uncertainty bound (54%, +-103%) at a 95% confidence interval for aircraft gas turbine engines and are most sensitive to uncertainties in the geometric standard deviation of the BC particle size distribution. Given the improved performance in estimating BC PN emissions from various sources, we recommend the implementation of the FA model in future health and climate assessments, where the impacts of PN are significant.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/128583/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:A methodology to relate black carbon particle number and mass emissions
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Teoh, RogerDepartment of Civil and Environmental Engineering, Imperial College London, London, SW7 2AZ, United KingdomNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Stettler, Marc E. J.Department of Civil and Environmental Engineering, Imperial College London, London, SW7 2AZ, United KingdomNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Majumdar, ArnabImperial College London, Centre for Transport StudiesNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schumann, UlrichDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0001-5255-6869NICHT SPEZIFIZIERT
Graves, BrianDepartment of Engineering, University of Cambridge, Cambridge, CB2 1PZ, United KingdomNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Boies, AdamDepartment of Engineering, University of Cambridge, Cambridge, CB2 1PZ, United KingdomNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2019
Erschienen in:Journal of Aerosol Science
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:132
DOI:10.1016/j.jaerosci.2019.03.006
Seitenbereich:Seiten 44-59
Verlag:Elsevier
ISSN:0021-8502
Status:veröffentlicht
Stichwörter:soot, black carbon, emission, fractal, engine, aviation, traffic
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Luftverkehrsmanagement und Flugbetrieb
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L AO - Air Traffic Management and Operation
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Klima, Wetter und Umwelt (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Physik der Atmosphäre
Hinterlegt von: Schumann, Prof.Dr.habil. Ulrich
Hinterlegt am:24 Jul 2019 14:43
Letzte Änderung:06 Sep 2019 15:17

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