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Inter-model comparison of global hydroxyl radical (OH) distributions and their impact on atmospheric methane over the 2000--2016 period
Zhao, Y. und Saunois, M. und Bousquet, P. und Lin, X. und Berchet, A. und Hegglin, M. I. und Canadell, J. G. und Jackson, R. B. und Hauglustaine, D. A. und Szopa, S. und Stavert, A. R. und Abraham, N. L. und Archibald, A. T. und Bekki, S. und Deushi, M. und Jöckel, Patrick und Josse, B. und Kinnison, D. und Kirner, O. und Marécal, V. und O'Connor, F. M. und Plummer, D. A. und Revell, L. E. und Rozanov, E. und Stenke, A. und Strode, S. und Tilmes, S. und Dlugokencky, E. J. und Zheng, B.
(2019)
Inter-model comparison of global hydroxyl radical (OH) distributions and their impact on atmospheric methane over the 2000--2016 period.
Atmospheric Chemistry and Physics (ACP), 19 (21), Seiten 13701-13723.
Copernicus Publications.
doi: 10.5194/acp-19-13701-2019.
ISSN 1680-7316.
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10MB |
Offizielle URL: https://www.atmos-chem-phys.net/19/13701/2019/ KurzfassungThe modeling study presented here aims to estimate how uncertainties in global hydroxyl radical (OH) distributions, variability, and trends may contribute to resolving discrepancies between simulated and observed methane (CH4) changes since 2000. A multi-model ensemble of 14 OH fields was analyzed and aggregated into 64 scenarios to force the offline atmospheric chemistry transport model LMDz (Laboratoire de Meteorologie Dynamique) with a standard CH4 emission scenario over the period 2000–2016. The multi-model simulated global volume-weighted tropospheric mean OH concentration ([OH]) averaged over 2000–2010 ranges between 8.7×105 and 12.8×105 molec cm−3. The inter-model differences in tropospheric OH burden and vertical distributions are mainly determined by the differences in the nitrogen oxide (NO) distributions, while the spatial discrepancies between OH fields are mostly due to differences in natural emissions and volatile organic compound (VOC) chemistry. From 2000 to 2010, most simulated OH fields show an increase of 0.1–0.3×105 molec cm−3 in the tropospheric mean [OH], with year-to-year variations much smaller than during the historical period 1960–2000. Once ingested into the LMDz model, these OH changes translated into a 5 to 15 ppbv reduction in the CH4 mixing ratio in 2010, which represents 7 %–20 % of the model-simulated CH4 increase due to surface emissions. Between 2010 and 2016, the ensemble of simulations showed that OH changes could lead to a CH4 mixing ratio uncertainty of >±30 ppbv. Over the full 2000–2016 time period, using a common state-of-the-art but nonoptimized emission scenario, the impact of [OH] changes tested here can explain up to 54 % of the gap between model simulations and observations. This result emphasizes the importance of better representing OH abundance and variations in CH4 forward simulations and emission optimizations performed by atmospheric inversions. elib-URL des Eintrags: | https://elib.dlr.de/131186/ |
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Dokumentart: | Zeitschriftenbeitrag |
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Titel: | Inter-model comparison of global hydroxyl radical (OH) distributions and their impact on atmospheric methane over the 2000--2016 period |
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Autoren: | Autoren | Institution oder E-Mail-Adresse | Autoren-ORCID-iD | ORCID Put Code |
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Zhao, Y. | Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement, LSCE-IPSL (CEA-CNRS-UVSQ), Université Paris-Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette, France | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Saunois, M. | Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement, LSCE-IPSL (CEA-CNRS-UVSQ), Université Paris-Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette, France | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Bousquet, P. | Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement, LSCE-IPSL (CEA-CNRS-UVSQ), Université Paris-Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette, France | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Lin, X. | Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement, LSCE-IPSL (CEA-CNRS-UVSQ), Université Paris-Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette, France | https://orcid.org/0000-0002-0605-6430 | NICHT SPEZIFIZIERT | Berchet, A. | Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement, LSCE-IPSL (CEA-CNRS-UVSQ), Université Paris-Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette, France | https://orcid.org/0000-0001-6709-0125 | NICHT SPEZIFIZIERT | Hegglin, M. I. | Department of Meteorology, University of Reading, Reading, UK | https://orcid.org/0000-0003-2820-9044 | NICHT SPEZIFIZIERT | Canadell, J. G. | Global Carbon Project, CSIRO Oceans and Atmosphere, Canberra, Australian Capital Territory 2601, Australia | https://orcid.org/0000-0002-8788-3218 | NICHT SPEZIFIZIERT | Jackson, R. B. | Earth System Science Department, Woods Institute for the Environment, and Precourt Institute for Energy, Stanford University, Stanford, CA 94305, USA | https://orcid.org/0000-0001-8846-7147 | NICHT SPEZIFIZIERT | Hauglustaine, D. A. | Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement, LSCE-IPSL (CEA-CNRS-UVSQ), Université Paris-Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette, France | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Szopa, S. | Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement, LSCE-IPSL (CEA-CNRS-UVSQ), Université Paris-Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette, France | https://orcid.org/0000-0002-8641-1737 | NICHT SPEZIFIZIERT | Stavert, A. R. | CSIRO Oceans and Atmosphere, Aspendale, Victoria, 3195, Australia | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Abraham, N. L. | Department of Chemistry, University of Cambridge, CB2 1EW, Cambridge, UK | https://orcid.org/0000-0003-3750-3544 | NICHT SPEZIFIZIERT | Archibald, A. T. | Department of Chemistry, University of Cambridge, CB2 1EW, Cambridge, UK | https://orcid.org/0000-0001-9302-4180 | NICHT SPEZIFIZIERT | Bekki, S. | LATMOS, Université Pierre et Marie Curie, 4 Place Jussieu Tour 45, couloir 45–46, 3e étage Boite 102, 75252, Paris CEDEX 05, France | https://orcid.org/0000-0002-5538-0800 | NICHT SPEZIFIZIERT | Deushi, M. | Meteorological Research Institute, 1-1 Nagamine, Tsukuba, Ibaraki, 305-0052, Japan | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Jöckel, Patrick | DLR, IPA | https://orcid.org/0000-0002-8964-1394 | NICHT SPEZIFIZIERT | Josse, B. | Centre National de Recherches Météorologiques, Université de Toulouse, Météo-France, CNRS, Toulouse, France | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Kinnison, D. | Atmospheric Chemistry Observations and Modeling Laboratory, National Center for Atmospheric Research, 3090 Center Green Drive, Boulder, CO 80301, USA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Kirner, O. | Steinbuch Centre for Computing, Karlsruhe Institute of Technology, Karlsruhe, Germany | https://orcid.org/0000-0001-5668-6177 | NICHT SPEZIFIZIERT | Marécal, V. | Centre National de Recherches Météorologiques, Université de Toulouse, Météo-France, CNRS, Toulouse, France | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | O'Connor, F. M. | Met Office Hadley Centre, Exeter, EX1 3PB, UK | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Plummer, D. A. | Climate Research Branch, Environment and Climate Change Canada, Montreal, Canada | https://orcid.org/0000-0001-8087-3976 | NICHT SPEZIFIZIERT | Revell, L. E. | Institute for Atmospheric and Climate Science, ETH Zürich (ETHZ), Zürich, Switzerland | https://orcid.org/0000-0002-8974-7703 | NICHT SPEZIFIZIERT | Rozanov, E. | Institute for Atmospheric and Climate Science, ETH Zürich (ETHZ), Zürich, Switzerland | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Stenke, A. | Institute for Atmospheric and Climate Science, ETH Zürich (ETHZ), Zürich, Switzerland | https://orcid.org/0000-0002-5916-4013 | NICHT SPEZIFIZIERT | Strode, S. | NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt, MD, USA | https://orcid.org/0000-0002-8103-1663 | NICHT SPEZIFIZIERT | Tilmes, S. | Atmospheric Chemistry Observations and Modeling Laboratory, National Center for Atmospheric Research, 3090 Center Green Drive, Boulder, CO 80301, USA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Dlugokencky, E. J. | Global Monitoring Division, NOAA Earth System Research Laboratory, Boulder, CO, USA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Zheng, B. | Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement, LSCE-IPSL (CEA-CNRS-UVSQ), Université Paris-Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette, France | https://orcid.org/0000-0001-8344-3445 | NICHT SPEZIFIZIERT |
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Datum: | 13 November 2019 |
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Erschienen in: | Atmospheric Chemistry and Physics (ACP) |
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Referierte Publikation: | Ja |
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Open Access: | Ja |
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Gold Open Access: | Ja |
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In SCOPUS: | Ja |
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In ISI Web of Science: | Ja |
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Band: | 19 |
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DOI: | 10.5194/acp-19-13701-2019 |
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Seitenbereich: | Seiten 13701-13723 |
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Verlag: | Copernicus Publications |
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ISSN: | 1680-7316 |
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Status: | veröffentlicht |
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Stichwörter: | hydroxyl-radical, OH, oxidation capacity, atmospheric modelling, CCMI,
EMAC, MESSy, Modular Earth Submodel System, methane, global atmospheric modelling, methane lifetime |
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HGF - Forschungsbereich: | Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr |
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HGF - Programm: | Verkehr |
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HGF - Programmthema: | Verkehrssystem |
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DLR - Schwerpunkt: | Verkehr |
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DLR - Forschungsgebiet: | V VS - Verkehrssystem |
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DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben): | V - Transport und Klima (alt) |
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Standort: |
Oberpfaffenhofen
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Institute & Einrichtungen: | Institut für Physik der Atmosphäre > Erdsystem-Modellierung |
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Hinterlegt von: |
Jöckel, Dr. Patrick
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Hinterlegt am: | 25 Nov 2019 09:08 |
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Letzte Änderung: | 02 Feb 2020 20:16 |
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