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Diurnal and seasonal characteristics of the optical properties and direct radiative forcing of different aerosol components in Seoul megacity
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학술지명
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-
발행연도
2017
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등재정보
SCI,SCIE,SCOPUS
자료형태
학술저널
수록면
400-412(13쪽)
제공처
<P><B>Abstract</B></P> <P>The temporal variations (diurnal and seasonal) of the optical properties and direct aerosol radiative forcing (DARF) of different aerosol components (water-soluble, insoluble, black carbon (BC), and sea-salt) were analyzed using the hourly resolution data (PM<SUB>2.5</SUB>) measured at an urban site in Seoul, Korea during 2010, based on a modeling approach. In general, the water-soluble component was predominant over all other components (with a higher concentration) in terms of its impact on the optical properties (except for absorbing BC) and DARF. The annual mean aerosol optical depth (AOD, τ) at 500nm for the water-soluble component was 0.38±0.07 (0.06±0.01 for BC). The forcing at the surface (DARF<SUB>SFC</SUB>) and top of the atmosphere (DARF<SUB>TOA</SUB>), and in the atmosphere (DARF<SUB>ATM</SUB>) for most aerosol components (except for BC) during the daytime were highest in spring and lowest in late fall or early winter. The maximum DARF<SUB>SFC</SUB> occurred in the morning during most seasons (except for the water-soluble components showing peaks in the afternoon or noon in summer, fall, or winter), while the maximum DARF<SUB>TOA</SUB> occurred in the morning during spring and/or winter and in the afternoon during summer and/or fall. The estimated DARF<SUB>SFC</SUB> and DARF<SUB>ATM</SUB> of the water-soluble component were in the range of −49 to −84Wm<SUP>−2</SUP> and +10 to +22Wm<SUP>−2</SUP>, respectively. The DARF<SUB>SFC</SUB> and DARF<SUB>ATM</SUB> of BC were −26 to −39Wm<SUP>−2</SUP> and +32 to +51Wm<SUP>−2</SUP>, respectively, showing highest in summer and lowest in spring, with morning peaks regardless of the season. This positive DARF<SUB>ATM</SUB> of BC in this study area accounted for approximately 64% of the total atmospheric aerosol forcing due to strong radiative absorption, thus increasing atmospheric heating by 2.9±1.2Kday<SUP>−1</SUP> (heating rate efficiency of 39K day<SUP>−1</SUP> τ<SUP>−1</SUP>) and then causing further atmospheric warming.</P> <P><B>Highlights</B></P> <P> <UL> <LI> The temporal variations of direct radiative forcing of aerosols (DARF) from surface observations in Seoul were analyzed. </LI> <LI> The water-soluble component was predominant over all other components in terms of the concentration, AOD, and DARF. </LI> <LI> The forcings of most aerosol components were highest in spring and lowest in late fall or early winter. </LI> <LI> The DARF<SUB>SFC</SUB> of most aerosol components (except for water-soluble) showed morning peaks during most seasons. </LI> <LI> The DARF<SUB>TOA</SUB> (except for BC) showed morning peaks in spring and/or winter and afternoon peaks in summer and/or fall. </LI> <LI> The direct radiative forcing at the atmosphere of black carbon accounted for approximately 64% of the total. </LI> </UL> </P> <P><B>Graphical abstract</B></P> <P>[DISPLAY OMISSION]</P>
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