Abstract Using data from the St. Luke's site in Meridian, ID (near Boise) during 2006–2017 and a 2017 summer intensive campaign, we investigate enhancements in ozone (O3) during wildfire events in an urban area. We calculate a wildfire criterion based on the National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) National Environmental Satellite, Data, and Information Service (NESDIS) Hazard Mapping System (HMS) smoke product and historically averaged PM2.5 data to determine when wildfire emissions are influencing the area (smoke vs. non-smoke events). We also use a Generalized Additive Model (GAM) to investigate anomalous sources of O3, such as wildfires, in this urban area. During the summer 2017 intensive campaign, we find that peroxyacetyl nitrate (PAN), reactive nitrogen (NOy), and maximum daily 8 h average (MDA8) O3 show significant enhancements during smoke events compared with non-smoke periods (65%, 42%, and 32%, respectively). We calculate the 95% confidence interval of ΔPM2.5/ΔCO, ΔNOy/ΔCO, ΔPAN/ΔNOy, and ΔPAN/ΔCO enhancement ratios (ERs) to be 0.129–0.144 μg/m3/ppbv, 0.018–0.022 ppbv/ppbv, 0.152–0.192 ppbv/ppbv, and 3.04–3.76 ppbv/ppmv, respectively, for wildfire smoke influenced events. We also observe an enhancement in O3 production up to PM2.5 concentrations of 60–70 μg/m3 in smoke, after which we see a reduction in average MDA8 O3 mixing ratios. We use the four highest O3 events during summer 2017 as case studies to examine the highly variable conditions due to the influence of wildfire smoke in an urban area. In two cases, we investigate smoke days that show significant O3 enhancement and moderate PM2.5 concentrations. These cases suggest that ERs, such as ΔPM2.5/ΔCO and ΔNOy/ΔCO, are less useful in determining the influence of wildfire smoke in an urban area on moderate smoke days. Another case shows reduced O3 production during a very high, 3-day smoke event (PM2.5 > 70 μg/m3). After this high smoke period, a 20 ppbv enhancement in MDA8 O3 is observed in moderate smoke. These results indicate that wildfire-influenced O3 enhancements are highly variable in urban areas but generally increase up to around 60 μg/m3 of PM2.5, after which they decrease at very high smoke concentrations. This study also suggests that multiple tracer measurements are needed to fully characterize wildfire plumes in urban areas.

中文翻译：

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某城区野火烟雾引起的高臭氧事件调查

摘要 利用 2006-2017 年和 2017 年夏季密集运动期间来自 ID 子午线的圣卢克遗址（博伊西附近）的数据，我们调查了城市地区野火事件期间臭氧 (O3) 的增强情况。我们根据美国国家海洋和大气管理局 (NOAA) 国家环境卫星、数据和信息服务 (NESDIS) 危害测绘系统 (HMS) 烟雾产品和历史平均 PM2.5 数据计算野火标准，以确定野火排放何时会产生影响该区域（烟雾与非烟雾事件）。我们还使用广义加性模型 (GAM) 来调查该城区的异常 O3 来源，例如野火。在 2017 年夏季密集运动期间，我们发现过氧乙酰硝酸 (PAN)、活性氮 (NOy)、与非吸烟期间相比，吸烟事件期间的最大每日 8 小时平均值 (MDA8) O3 显示出显着增强（分别为 65%、42% 和 32%）。我们计算出 ΔPM2.5/ΔCO、ΔNOy/ΔCO、ΔPAN/ΔNOy 和 ΔPAN/ΔCO 增强比 (ER) 的 95% 置信区间为 0.129–0.144 μg/m3/ppbv、0.018–0.022 ppbv/ppb5v、0.0.对于野火烟雾影响的事件，分别为 –0.192 ppbv/ppbv 和 3.04–3.76 ppbv/ppmv。我们还观察到烟雾中的 O3 产生增加，直到 PM2.5 浓度达到 60–70 μg/m3，之后我们看到平均 MDA8 O3 混合比降低。我们使用 2017 年夏季四次最高 O3 事件作为案例研究，以检查由于城市地区野火烟雾影响而导致的高度可变条件。在两个案例中，我们调查了显示显着 O3 增强和中等 PM2.5 的烟雾天数。5个浓度。这些案例表明 ER，例如 ΔPM2.5/ΔCO 和 ΔNOy/ΔCO，在确定中等烟雾日城市地区野火烟雾的影响方面不太有用。另一个案例显示，在非常高的 3 天烟雾事件（PM2.5 > 70 μg/m3）期间，O3 产量减少。在这段高烟期之后，在中等烟雾中观察到 MDA8 O3 的 20 ppbv 增强。这些结果表明，受野火影响的 O3 增强在城市地区变化很大，但通常会增加至 PM2.5 的 60 μg/m3 左右，之后它们在非常高的烟雾浓度下下降。这项研究还表明，需要多次示踪剂测量才能充分表征城市地区的野火羽流。在确定城市地区野火烟雾对中等烟雾日的影响方面不太有用。另一个案例显示，在非常高的 3 天烟雾事件（PM2.5 > 70 μg/m3）期间，O3 产量减少。在这段高烟期之后，在中等烟雾中观察到 MDA8 O3 的 20 ppbv 增强。这些结果表明，受野火影响的 O3 增强在城市地区变化很大，但通常会增加至 PM2.5 的 60 μg/m3 左右，之后它们在非常高的烟雾浓度下下降。这项研究还表明，需要多次示踪剂测量才能充分表征城市地区的野火羽流。在确定城市地区野火烟雾对中等烟雾日的影响方面不太有用。另一个案例显示，在非常高的 3 天烟雾事件（PM2.5 > 70 μg/m3）期间，O3 产量减少。在这段高烟期之后，在中等烟雾中观察到 MDA8 O3 的 20 ppbv 增强。这些结果表明，受野火影响的 O3 增强在城市地区变化很大，但通常会增加至 PM2.5 的 60 μg/m3 左右，之后它们在非常高的烟雾浓度下下降。这项研究还表明，需要多次示踪剂测量才能充分表征城市地区的野火羽流。在中等烟雾中观察到 MDA8 O3 中 20 ppbv 的增强。这些结果表明，受野火影响的 O3 增强在城市地区变化很大，但通常会增加至 PM2.5 的 60 μg/m3 左右，之后它们在非常高的烟雾浓度下下降。这项研究还表明，需要多次示踪剂测量才能充分表征城市地区的野火羽流。在中等烟雾中观察到 MDA8 O3 中 20 ppbv 的增强。这些结果表明，受野火影响的 O3 增强在城市地区变化很大，但通常会增加至 PM2.5 的 60 μg/m3 左右，之后它们在非常高的烟雾浓度下下降。这项研究还表明，需要多次示踪剂测量才能充分表征城市地区的野火羽流。