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Impact of Shipping Emission Regulations on Atmospheric Vanadium Along U.S. North Atlantic Coast and Over the Western North Atlantic Ocean

Gallo, Francesca und Sorooshian, Armin und Ziemba, Luke und Betito, Grace und Corral, Andrea F. und Crosbie, Ewan und Edwards, Eva-Lou und Hilario, Miguel Ricardo A. und Kirschler, Simon und Robinson, Claire und Shook, Michael und Thornhill, Kenneth L. und Voigt, Christiane und Winstead, Edward und Zeider, Kira und Moore, Richard H. (2026) Impact of Shipping Emission Regulations on Atmospheric Vanadium Along U.S. North Atlantic Coast and Over the Western North Atlantic Ocean. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 131 (10). Wiley. doi: 10.1029/2025JD045004. ISSN 2169-897X.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
3MB

Offizielle URL: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2025JD045004

Kurzfassung

Ship emissions from high sulfur residual fuel oil (RFO) are a major source of air pollution in coastal and marine environments. Emissions include sulfur oxides as well as fine particulate matter (PM2.5) enriched in vanadium (V) and nickel (Ni). Near coasts, the International Maritime Organization (IMO) has implemented Sulfur Emission Control Areas where ships must operate on low sulfur marine fuel. In this study, we integrate 15 years of chemically speciated PM2.5 data collected at IMPROVE sites along the U.S. east coast with in-cloud observations from the 2020–2022 NASA ACTIVATE flight campaign over the northwest Atlantic to assess the impact of maritime regulations on ambient V concentrations. We find statistically significant reductions in coastal atmospheric V (80%–89%) after IMO regulation implementation. Reductions in particulate Ni (67%–79%) and sulfate (53%–59%) levels were also observed. While the V/Ni ratio is traditionally used as a tracer for RFO-operated marine engines, we show measurements in shipping lanes comparable to those in areas not affected by shipping emissions. This means that V/Ni is no longer a reliable marker for detecting plume exhaust from ships running on low-sulfur fuel, while V alone represents a stronger tracer. Under a low-sulfur fuel regime, cloud water V concentrations over the northwest Atlantic are an order of magnitude lower than in PM2.5 at coastal sites. Vanadium concentrations above the 75th percentile were observed in cloud droplets enriched in non-sea-salt sulfate (nss sulfate) and nitrate, suggesting a potential role of ship-emitted vanadium in catalyzing in-cloud oxidation reactions.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/226963/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Impact of Shipping Emission Regulations on Atmospheric Vanadium Along U.S. North Atlantic Coast and Over the Western North Atlantic Ocean
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Gallo, FrancescaNASA Langley Research Center, Hampton, VA, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sorooshian, ArminUniversity of Arizona, Tucson, AZ, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ziemba, LukeNASA Langley Research Center, Hampton, VA, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Betito, GraceUniversity of Arizona, Tucson, AZ, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Corral, Andrea F.University of Arizona, Tucson, AZ, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Crosbie, EwanNASA Langley Research Center, Hampton, VA, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Edwards, Eva-LouUniversity of Arizona, Tucson, AZ, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hilario, Miguel Ricardo A.University of Arizona, Tucson, AZ, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kirschler, SimonDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Robinson, ClaireNASA Langley Research Center, Hampton, VA, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Shook, MichaelNASA Langley Research Center, Hampton, VA, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Thornhill, Kenneth L.NASA Langley Research Center, Hampton, VA, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Voigt, ChristianeDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0001-8925-7731NICHT SPEZIFIZIERT
Winstead, EdwardNASA Langley Research Center, Hampton, VA, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zeider, KiraUniversity of Arizona, Tucson, AZ, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Moore, Richard H.NASA Langley Research Center, Hampton, VA, USAhttps://orcid.org/0000-0003-2911-4469NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:13 Mai 2026
Erschienen in:Journal of Geophysical Research: Atmospheres
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:131
DOI:10.1029/2025JD045004
Verlag:Wiley
Name der Reihe:JGR Atmospheres
ISSN:2169-897X
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Ship emission, high sulfur residual fuel oil, air pollution, marine environment, vanadium
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Luftverkehr und Auswirkungen
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DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Klima, Wetter und Umwelt
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Physik der Atmosphäre > Wolkenphysik
Hinterlegt von: Keur, Natalie Desiree
Hinterlegt am:21 Sep 2026 06:58
Letzte Änderung:22 Sep 2026 08:25

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