Published November 30, 2021 | Version v1
Publication Open

Columnar aerosol types and compositions over peninsular Southeast Asia based on long-term AERONET data

  • 1. National Central University
  • 2. Silpakorn University
  • 3. Goddard Space Flight Center
  • 4. Chiang Mai University

Description

Abstract Aerosol chemical components such as black carbon (BC) and brown carbon (BrC) regulate aerosol optical properties, which in turn drive the atmospheric radiative forcing estimations due to aerosols. In this study, we used the long-term measurements from AERONET (Aerosol Robotic Network) to better understand the aerosol types and composition with respect to their seasonal and spatial variabilities in peninsular Southeast Asia (PSEA, here defined as Vietnam, Cambodia, Thailand, Laos, and Myanmar). Two methods (i.e., aerosol type cluster and aerosol component retrieval) were applied to determine the aerosol type and chemical composition during the biomass-burning (BB) season. AERONET sites in northern PSEA showed a higher AOD (aerosol optical depth) compared to that of southern PSEA. Differences in land use pattern, geographic location, and weather regime caused much of the aerosol variability over PSEA. Lower single-scattering albedo (SSA) and higher fine-mode fraction (FMF) values were observed in February and March, suggesting the predominance of BB type aerosols with finer and stronger absorbing particles during the dry season. However, we also found that the peak BB month (i.e., March) in northern PSEA may not coincide with the lowest SSA once dust particles have mixed with the other aerosols. Furthermore, we investigated two severe BB events in March of 2014 and 2015, revealing a significant BrC fraction during BB event days. On high AOD days, although the BC fraction was high, the BrC fraction remained low due to lack of aerosol aging. This study highlights the dominance of carbonaceous aerosols in the PSEA atmosphere during the BB season, while also revealing that transported dust particles and BrC aerosol aging may introduce uncertainties into the aerosol radiative forcing calculation.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تنظم المكونات الكيميائية للهباء الجوي مثل الكربون الأسود (BC) والكربون البني (BrC) الخواص البصرية للهباء الجوي، والتي بدورها تدفع تقديرات التأثير الإشعاعي في الغلاف الجوي بسبب الهباء الجوي. في هذه الدراسة، استخدمنا القياسات طويلة الأجل من AERONET (شبكة الهباء الجوي الروبوتية) لفهم أفضل لأنواع الهباء الجوي وتكوينه فيما يتعلق بتقلباتهم الموسمية والمكانية في شبه جزيرة جنوب شرق آسيا (PSEA، التي تعرف هنا باسم فيتنام وكمبوديا وتايلاند ولاوس وميانمار). تم تطبيق طريقتين (أي مجموعة من نوع الهباء الجوي واسترجاع مكون الهباء الجوي) لتحديد نوع الهباء الجوي والتركيب الكيميائي خلال موسم حرق الكتلة الحيوية (BB). أظهرت مواقع AERONET في شمال PSEA عمقًا بصريًا أعلى للهباء الجوي (AOD) مقارنة بعمق PSEA الجنوبي. تسببت الاختلافات في نمط استخدام الأراضي والموقع الجغرافي ونظام الطقس في الكثير من تقلبات الهباء الجوي على الحماية من الاستغلال والاعتداء الجنسيين. لوحظ انخفاض قيم البياض أحادي التشتت (SSA) وارتفاع قيم الكسور الدقيقة (FMF) في فبراير ومارس، مما يشير إلى هيمنة الهباء الجوي من نوع BB مع جزيئات امتصاص أكثر دقة وأقوى خلال موسم الجفاف. ومع ذلك، وجدنا أيضًا أن شهر ذروة BB (أي مارس) في شمال PSEA قد لا يتزامن مع أدنى SSA بمجرد خلط جزيئات الغبار مع الهباء الجوي الآخر. علاوة على ذلك، حققنا في حدثين خطيرين من أحداث BB في مارس 2014 و 2015، وكشفنا عن جزء كبير من BrC خلال أيام حدث BB. في أيام AOD العالية، على الرغم من أن جزء BC كان مرتفعًا، إلا أن جزء BrC ظل منخفضًا بسبب نقص شيخوخة الهباء الجوي. تسلط هذه الدراسة الضوء على هيمنة الهباء الجوي الكربوني في جو الحماية من الاستغلال والاعتداء الجنسيين خلال موسم BB، مع الكشف أيضًا عن أن جزيئات الغبار المنقولة وشيخوخة الهباء الجوي BrC قد تؤدي إلى عدم اليقين في حساب التأثير الإشعاعي للهباء الجوي.

Translated Description (French)

Résumé Les composants chimiques des aérosols tels que le carbone noir (BC) et le carbone brun (BrC) régulent les propriétés optiques des aérosols, qui à leur tour déterminent les estimations du forçage radiatif atmosphérique dû aux aérosols. Dans cette étude, nous avons utilisé les mesures à long terme d'AERONET (Aerosol Robotic Network) pour mieux comprendre les types et la composition des aérosols en ce qui concerne leurs variabilités saisonnières et spatiales en Asie du Sud-Est péninsulaire (PSEA, ici définie comme le Vietnam, le Cambodge, la Thaïlande, le Laos et le Myanmar). Deux méthodes (c.-à-d., groupe de type d'aérosol et récupération des composants d'aérosol) ont été appliquées pour déterminer le type d'aérosol et la composition chimique pendant la saison de combustion de la biomasse (BB). Les sites AERONET dans le nord de la PSEA ont montré une AOD (profondeur optique des aérosols) plus élevée que celle de la PSEA du sud. Les différences dans le modèle d'utilisation des terres, l'emplacement géographique et le régime météorologique ont causé une grande partie de la variabilité des aérosols par rapport à la LEFP. Des valeurs plus faibles d'albédo à diffusion unique (SSA) et de fraction à mode fin (FMF) plus élevées ont été observées en février et en mars, suggérant la prédominance d'aérosols de type BB avec des particules absorbantes plus fines et plus fortes pendant la saison sèche. Cependant, nous avons également constaté que le mois de pointe BB (c.-à-d. mars) dans le nord de la LEFP pourrait ne pas coïncider avec le plus bas SSA une fois que les particules de poussière se sont mélangées aux autres aérosols. De plus, nous avons enquêté sur deux événements graves de BB en mars 2014 et 2015, révélant une fraction importante de BrC pendant les jours d'événements de BB. Les jours d'AOD élevée, bien que la fraction BC soit élevée, la fraction BrC reste faible en raison du manque de vieillissement en aérosol. Cette étude met en évidence la prédominance des aérosols carbonés dans l'atmosphère de la LEFP pendant la saison BB, tout en révélant que les particules de poussière transportées et le vieillissement des aérosols de BrC peuvent introduire des incertitudes dans le calcul du forçage radiatif des aérosols.

Translated Description (Spanish)

Resumen Los componentes químicos del aerosol como el carbono negro (BC) y el carbono marrón (BrC) regulan las propiedades ópticas del aerosol, que a su vez impulsan las estimaciones del forzamiento radiativo atmosférico debido a los aerosoles. En este estudio, utilizamos las mediciones a largo plazo de AERONET (Aerosol Robotic Network) para comprender mejor los tipos y la composición de los aerosoles con respecto a sus variabilidades estacionales y espaciales en el sudeste asiático peninsular (PSEA, aquí definido como Vietnam, Camboya, Tailandia, Laos y Myanmar). Se aplicaron dos métodos (es decir, grupo de tipo aerosol y recuperación de componentes de aerosol) para determinar el tipo de aerosol y la composición química durante la temporada de quema de biomasa (BB). Los sitios AERONET en el norte de PSEA mostraron una mayor AOD (profundidad óptica del aerosol) en comparación con la del sur de PSEA. Las diferencias en el patrón de uso de la tierra, la ubicación geográfica y el régimen meteorológico causaron gran parte de la variabilidad de los aerosoles sobre PSEA. En febrero y marzo se observaron valores más bajos de albedo de dispersión única (SSA) y más altos de fracción de modo fino (FMF), lo que sugiere el predominio de aerosoles tipo BB con partículas absorbentes más finas y fuertes durante la estación seca. Sin embargo, también encontramos que el pico del mes BB (es decir, marzo) en el norte de PSEA puede no coincidir con el SSA más bajo una vez que las partículas de polvo se han mezclado con los otros aerosoles. Además, investigamos dos eventos graves de BB en marzo de 2014 y 2015, revelando una fracción de BrC significativa durante los días del evento de BB. En los días de alta AOD, aunque la fracción BC fue alta, la fracción BrC se mantuvo baja debido a la falta de envejecimiento del aerosol. Este estudio destaca el dominio de los aerosoles carbonosos en la atmósfera de PSEA durante la temporada de BB, al tiempo que revela que las partículas de polvo transportadas y el envejecimiento de los aerosoles de BrC pueden introducir incertidumbres en el cálculo del forzamiento radiativo de los aerosoles.

Files

s11869-021-01119-2.pdf.pdf

Files (1.7 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:80e7fa3459d4f7608fdb55d7855c5d9e
1.7 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
أنواع الهباء الجوي العمودي والتركيبات فوق شبه جزيرة جنوب شرق آسيا بناءً على بيانات AERONET طويلة الأجل
Translated title (French)
Types et compositions d'aérosols en colonne sur l'Asie du Sud-Est péninsulaire sur la base de données AERONET à long terme
Translated title (Spanish)
Tipos y composiciones de aerosoles columnares sobre el sudeste asiático peninsular según datos de AERONET a largo plazo

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3217711525
DOI
10.1007/s11869-021-01119-2

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Thailand

References

  • https://openalex.org/W1533261678
  • https://openalex.org/W1672766972
  • https://openalex.org/W1970588829
  • https://openalex.org/W1981719480
  • https://openalex.org/W1982689445
  • https://openalex.org/W1990949786
  • https://openalex.org/W1993653355
  • https://openalex.org/W1996977201
  • https://openalex.org/W2000551488
  • https://openalex.org/W2002591804
  • https://openalex.org/W2012247153
  • https://openalex.org/W2018482968
  • https://openalex.org/W2028111254
  • https://openalex.org/W2036020873
  • https://openalex.org/W2060117860
  • https://openalex.org/W2089433206
  • https://openalex.org/W2090773102
  • https://openalex.org/W2099755566
  • https://openalex.org/W2103203781
  • https://openalex.org/W2109979560
  • https://openalex.org/W2113515056
  • https://openalex.org/W2119469797
  • https://openalex.org/W2131140592
  • https://openalex.org/W2131979732
  • https://openalex.org/W2149888895
  • https://openalex.org/W2513069551
  • https://openalex.org/W2525693524
  • https://openalex.org/W2552031352
  • https://openalex.org/W2589142944
  • https://openalex.org/W2794550352
  • https://openalex.org/W2796110324
  • https://openalex.org/W2803715706
  • https://openalex.org/W2882973394
  • https://openalex.org/W2900489943
  • https://openalex.org/W2999517895
  • https://openalex.org/W3116101600
  • https://openalex.org/W4235647833
  • https://openalex.org/W563193448