Tomsche, Laura and Piel, Felix and Mikoviny, Tomas and Nielsen, Claus J. and Guo, Hongyu and Campuzano-Jost, Pedro and Nault, Benjamin A. and Schueneman, Melinda K. and Jimenez, Jose L. and Halliday, Hannah and Diskin, Glenn S. and DiGangi, Joshua P. and Nowak, John B. and Wiggins, Elizabeth B. and Gargulinski, Emily and Soja, Amber J. and Wisthaler, Armin (2023) Measurement report: Emission factors of NH3 and NHx for wildfires and agricultural fires in the United States. Atmospheric Chemistry and Physics (ACP), 23, pp. 2331-2343. Copernicus Publications. doi: 10.5194/egusphere-2022-879. ISSN 1680-7316.
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Official URL: https://dx.doi.org/10.5194/egusphere-2022-879
Abstract
During the 2019 Fire Influence on Regional to Global Environments and Air Quality (FIREX-AQ) study, the NASA DC-8 carried out in situ chemical measurements in smoke plumes emitted from wildfires and agricultural fires in the contiguous United States. The DC-8 payload included a modified proton-transfer-reaction time-of-flight mass spectrometer (PTR-ToF-MS) for the fast measurement of gaseous ammonia (NH3) and a high-resolution time-of-flight aerosol mass spectrometer (AMS) for the fast measurement of submicron particulate ammonium (). We herein report data collected in smoke plumes emitted from 6 wildfires in the Western United States, 2 prescribed grassland fires in the Central United States, 1 prescribed forest fire in the Southern United States, and 66 small agricultural fires in the Southeastern United States. Smoke plumes contained double to triple digit ppb levels of NH3. In the wildfire plumes, a significant fraction of NH3 had already been converted to at the time of sampling (≥2 h after emission). Substantial amounts of were also detected in freshly emitted smoke from corn and rice field fires. We herein present a comprehensive set of emission factors of NH3 and NHx, with . Average NH3 and NHx emission factors for wildfires in the Western United States were 1.86±0.75 g kg−1 and 2.47±0.80 g kg−1 of fuel burned, respectively. Average NH3 and NHx emission factors for agricultural fires in the Southeastern United States were 0.89±0.58 and 1.74±0.92 g kg−1, respectively. Our data show no clear inverse correlation between modified combustion efficiency (MCE) and NH3 emissions. The observed NH3 emissions were significantly higher than measured in previous laboratory experiments in the FIREX FireLab 2016 study.
Item URL in elib: | https://elib.dlr.de/199273/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Document Type: | Article | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Title: | Measurement report: Emission factors of NH3 and NHx for wildfires and agricultural fires in the United States | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Authors: |
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Date: | 17 January 2023 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Journal or Publication Title: | Atmospheric Chemistry and Physics (ACP) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Refereed publication: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gold Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In SCOPUS: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In ISI Web of Science: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Volume: | 23 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.5194/egusphere-2022-879 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Page Range: | pp. 2331-2343 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Editors: |
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Publisher: | Copernicus Publications | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISSN: | 1680-7316 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Status: | Published | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Keywords: | NH3, ammonium, emission factor, wildfire, agricultural fires, airborne measurements | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Research field: | Aeronautics, Space and Transport | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Program: | Space | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Program Themes: | Earth Observation | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Research area: | Raumfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Program: | R EO - Earth Observation | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Research theme (Project): | R - Atmospheric and climate research | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Location: | Oberpfaffenhofen | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Institutes and Institutions: | Institute of Atmospheric Physics > Cloud Physics | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited By: | Tomsche, Laura | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited On: | 15 Nov 2023 13:23 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Last Modified: | 22 Nov 2023 08:54 |
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