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Comparison of six lightning parameterizations in CAM5 and the impact on global atmospheric chemistry

Gordillo‐Vázquez, F.J. und Pérez‐Invernón, F.J. und Huntrieser, Heidi und Smith, A.K. (2019) Comparison of six lightning parameterizations in CAM5 and the impact on global atmospheric chemistry. Earth and Space Science, 6, Seiten 2317-2346. American Geophysical Union (AGU). doi: 10.1029/2019EA000873. ISSN 2333-5084.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
34MB

Offizielle URL: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2019EA000873

Kurzfassung

We present simulations performed with six lightning parameterizations implemented in the Community Atmosphere Model (CAM5). The amount of lightning-produced nitrogen oxides (LNOx) by the various schemes considered is estimated. We provide some insight on how the lightning NO injected in the atmosphere influences the global concentrations of key chemical species such as OH, HO2, H2O2, NOx, O3, SO2, CO, and HNO3. The vertical global averaged densities of HO2, H2O2, CO, and SO2 are depleted due to lightning while those of NO, NO2, O3, OH, and HNO3 increase. Our results indicate that the parameterizations based on the upward ice flux (ICEFLUX) exhibit the largest global and midlatitude spatial correlations (0.73 and 0.632 for ICEFLUX and 0.72 and 0.553 for cloud top height) with respect to satellite global flash rate observations. Five out of the six lightning schemes investigated exhibit larger LNOx per flash in the midlatitudes than in the tropics. In particular, it is found that the ICEFLUX midlatitude LNOx per flash exhibits the largest difference with respect to its predicted tropical LNOx per flash, in agreement with available observations. When using CAM5, the ICEFLUX lightning parameterization could be considered a reliable lightning scheme (within its intrinsic uncertainties) in terms of its geographical distribution. Both ICEFLUX and cloud top height results agree with the enhancements of NO2 and O3 produced by lightning over tropical Atlantic and Africa and the weaker lightning background over the tropical Pacific reported by Martin et al. (2007) in the periods and locations (upper troposphere) where lightning is expected to dominate the trace gas observations.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/131350/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Comparison of six lightning parameterizations in CAM5 and the impact on global atmospheric chemistry
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Gordillo‐Vázquez, F.J.CSIC, Granada, SpanienNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Pérez‐Invernón, F.J.CSIC, Granada, SpanienNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Huntrieser, HeidiDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0001-8046-1859NICHT SPEZIFIZIERT
Smith, A.K.NCAR, Boulder, CO, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:9 November 2019
Erschienen in:Earth and Space Science
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:6
DOI:10.1029/2019EA000873
Seitenbereich:Seiten 2317-2346
Verlag:American Geophysical Union (AGU)
ISSN:2333-5084
Status:veröffentlicht
Stichwörter:lightning parameterization, lightning-produced NOx, upward ice flux
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 > Atmosphärische Spurenstoffe
Hinterlegt von: Huntrieser, Dr.rer.nat. Heidi
Hinterlegt am:27 Nov 2019 09:44
Letzte Änderung:26 Mai 2020 16:13

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