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Nitrate isotopic composition of sequential Hurricane Harvey wet deposition: Low latitude NOx sources and oxidation chemistry
Atmospheric Environment ( IF 5 ) Pub Date : 2020-10-01 , DOI: 10.1016/j.atmosenv.2020.117748 J. David Felix , Dorina Murgulet
Atmospheric Environment ( IF 5 ) Pub Date : 2020-10-01 , DOI: 10.1016/j.atmosenv.2020.117748 J. David Felix , Dorina Murgulet
Abstract Chemical characterization of hurricane wet deposition is integral to understanding how future extreme weather events will impact coastal biogeochemical cycles. Sequential Hurricane Harvey wet deposition samples (n = 7 over 20.5 h) were collected in southeastern Texas, U.S. and the isotopic composition of nitrate and water (δ15N–NO3-, δ18O–NO3- and δ18O–H2O, δ2H–H2O) and the concentrations of ammonium, anions, and dissolved organic carbon were measured. Areas of peak deposition (~1500 mm) received up to 75% of the region's typical average annual inorganic nitrogen wet deposition. After δ15N–NO3- values were corrected for potential fractionation effects, contributions of lightning, natural gas combustion, vehicle exhaust and biogenic sources to NO3− in wet deposition (43.7 ± 31.2%, 7.8 ± 6.1%, 42.6 ± 27.5% and 5.9 ± 5.3%, respectively) were determined using a Bayesian isotope mixing model. Results highlight the significance of natural-sourced nitrogen being deposited to terrestrial systems during hurricane events. The relatively low δ18O–NO3- (36.1 ± 3.0‰) emphasized the role played by hydroxyl and peroxy radicals in HNO3 formation during the tropical summer. An established global NOx oxidation model in combination with δ18O–NO3- approximates the significance of RO2 vs O3 oxidation of NO during the daytime (36.0% vs 64.0%, respectively) and results provide valuable insight to low-latitude atmospheric chemistry.
中文翻译:
连续飓风哈维湿沉积的硝酸盐同位素组成:低纬度氮氧化物源和氧化化学
摘要 飓风湿沉降的化学特征对于了解未来极端天气事件将如何影响沿海生物地球化学循环是不可或缺的。在美国德克萨斯州东南部收集了连续飓风哈维湿沉积样品(n = 7 超过 20.5 小时),以及硝酸盐和水的同位素组成(δ15N-NO3-、δ18O-NO3- 和 δ18O-H2O、δ2H-H2O)和测量了铵、阴离子和溶解的有机碳的浓度。沉积峰值区域(~1500 毫米)接收了该地区典型年平均无机氮湿沉积的 75%。δ15N–NO3- 值针对潜在的分馏效应进行校正后,闪电、天然气燃烧、汽车尾气和生物源对湿沉积中 NO3− 的贡献(43.7 ± 31.2%、7.8 ± 6.1%、42.6 ± 27.5% 和 5.9 ± 5.3%, 分别)使用贝叶斯同位素混合模型确定。结果强调了在飓风事件期间天然来源的氮沉积到陆地系统的重要性。相对较低的 δ18O–NO3- (36.1 ± 3.0‰) 强调了羟基和过氧自由基在热带夏季 HNO3 形成中的作用。已建立的全球 NOx 氧化模型与 δ18O-NO3- 相结合,近似了白天 NO 的 RO2 与 O3 氧化的显着性(分别为 36.0% 和 64.0%),结果为低纬度大气化学提供了宝贵的见解。0‰)强调了羟基和过氧自由基在热带夏季HNO3形成中的作用。已建立的全球 NOx 氧化模型与 δ18O-NO3- 相结合,近似了白天 NO 的 RO2 与 O3 氧化的显着性(分别为 36.0% 和 64.0%),结果为低纬度大气化学提供了宝贵的见解。0‰)强调了羟基和过氧自由基在热带夏季HNO3形成中的作用。已建立的全球 NOx 氧化模型与 δ18O-NO3- 相结合,近似了白天 NO 的 RO2 与 O3 氧化的显着性(分别为 36.0% 和 64.0%),结果为低纬度大气化学提供了宝贵的见解。
更新日期:2020-10-01
中文翻译:
连续飓风哈维湿沉积的硝酸盐同位素组成:低纬度氮氧化物源和氧化化学
摘要 飓风湿沉降的化学特征对于了解未来极端天气事件将如何影响沿海生物地球化学循环是不可或缺的。在美国德克萨斯州东南部收集了连续飓风哈维湿沉积样品(n = 7 超过 20.5 小时),以及硝酸盐和水的同位素组成(δ15N-NO3-、δ18O-NO3- 和 δ18O-H2O、δ2H-H2O)和测量了铵、阴离子和溶解的有机碳的浓度。沉积峰值区域(~1500 毫米)接收了该地区典型年平均无机氮湿沉积的 75%。δ15N–NO3- 值针对潜在的分馏效应进行校正后,闪电、天然气燃烧、汽车尾气和生物源对湿沉积中 NO3− 的贡献(43.7 ± 31.2%、7.8 ± 6.1%、42.6 ± 27.5% 和 5.9 ± 5.3%, 分别)使用贝叶斯同位素混合模型确定。结果强调了在飓风事件期间天然来源的氮沉积到陆地系统的重要性。相对较低的 δ18O–NO3- (36.1 ± 3.0‰) 强调了羟基和过氧自由基在热带夏季 HNO3 形成中的作用。已建立的全球 NOx 氧化模型与 δ18O-NO3- 相结合,近似了白天 NO 的 RO2 与 O3 氧化的显着性(分别为 36.0% 和 64.0%),结果为低纬度大气化学提供了宝贵的见解。0‰)强调了羟基和过氧自由基在热带夏季HNO3形成中的作用。已建立的全球 NOx 氧化模型与 δ18O-NO3- 相结合,近似了白天 NO 的 RO2 与 O3 氧化的显着性(分别为 36.0% 和 64.0%),结果为低纬度大气化学提供了宝贵的见解。0‰)强调了羟基和过氧自由基在热带夏季HNO3形成中的作用。已建立的全球 NOx 氧化模型与 δ18O-NO3- 相结合,近似了白天 NO 的 RO2 与 O3 氧化的显着性(分别为 36.0% 和 64.0%),结果为低纬度大气化学提供了宝贵的见解。