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Evaluating the feasibility of formaldehyde derived from hyperspectral remote sensing as a proxy for volatile organic compounds
Atmospheric Research ( IF 5.5 ) Pub Date : 2021-07-23 , DOI: 10.1016/j.atmosres.2021.105777
Qianqian Hong 1 , Cheng Liu 2, 3, 4, 5 , Qihou Hu 3 , Yanli Zhang 6 , Chengzhi Xing 3, 7 , Wenjing Su 8 , Xiangguang Ji 3, 9 , Shaoxuan Xiao 6
Affiliation  

Atmospheric formaldehyde (HCHO) is considered as one of significant oxidization intermediate of most volatile organic compounds (VOCs). Previous studies using HCHO/NO2 ratio for ozone formation sensitivity are based on the hypothesis that HCHO is a reliable indicator for total VOC reactivity (VOCR), while few studies focused on evaluating this hypothesis. To reassess this assumption, three fitting methods have been proposed for correlation analysis between the HCHO and VOCR, showing the Pearson correlation coefficient increased in the following order: logarithmic fitting < linear fitting < exponential fitting. Near-surface HCHO VMRs and the exponent-transformed VOCR showed good agreement during the entire daytime, indicating that HCHO concentrations primarily depend on VOCR, especially at midday and afternoon. High correlation coefficients are not only found between the HCHO and VOCR, but also between the HCHO and ozone formation potential (OFP), implying that HCHO is strongly influenced by the photochemical oxidation of VOCs and closely linked to ozone formation. Furthermore, good consistencies were exhibited between TROPOMI HCHO VCDs and the calculated photochemical property parameters of NMHCs (e.g., Total NMHCs, VOCR, and OFP), suggesting that satellite-based HCHO columns can infer the VOCs emissions over large spatial areas. We also make an attempt to convert the concentration of HCHO to total Prop-equiv concentration of NMHCs based on the linear regression analysis method, which overestimates the measured values by about 16%. Our findings imply that HCHO has the feasibility being a proxy for VOCs, which also indirectly proves the reasonability of HCHO/NO2 ratio to indicate ozone sensitivity.



中文翻译:

评估来自高光谱遥感的甲醛作为挥发性有机化合物代理的可行性

大气甲醛(HCHO)被认为是大多数挥发性有机化合物(VOCs)的重要氧化中间体之一。以前使用 HCHO/NO 2 的研究臭氧形成敏感性的比率基于 HCHO 是总 VOC 反应性 (VOCR) 的可靠指标这一假设,而很少有研究关注评估这一假设。为了重新评估这一假设,提出了三种拟合方法用于 HCHO 和 VOCR 之间的相关分析,显示 Pearson 相关系数按以下顺序增加:对数拟合 < 线性拟合 < 指数拟合。近地表 HCHO VMR 和指数转换的 VOCR 在整个白天显示出良好的一致性,表明 HCHO 浓度主要取决于 VOCR,尤其是在中午和下午。不仅在 HCHO 和 VOCR 之间发现了高相关系数,而且在 HCHO 和臭氧形成潜势 (OFP) 之间也发现了高相关系数,这意味着 HCHO 受到 VOC 光化学氧化的强烈影响,并与臭氧的形成密切相关。此外,TROPOMI HCHO VCD 与计算出的 NMHC 光化学特性参数(例如,总 NMHC、VOCR 和 OFP)之间表现出良好的一致性,这表明基于卫星的 HCHO 柱可以推断大空间区域的 VOC 排放。我们还尝试基于线性回归分析方法将 HCHO 的浓度转换为 NMHC 的总 Prop-equiv 浓度,这将测量值高估了约 16%。我们的研究结果表明 HCHO 具有作为 VOCs 代理的可行性,这也间接证明了 HCHO/NO 的合理性 TROPOMI HCHO VCD 与计算出的 NMHC 光化学特性参数(例如,总 NMHC、VOCR 和 OFP)之间表现出良好的一致性,这表明基于卫星的 HCHO 柱可以推断大空间区域的 VOC 排放。我们还尝试基于线性回归分析方法将 HCHO 的浓度转换为 NMHC 的总 Prop-equiv 浓度,这将测量值高估了约 16%。我们的研究结果表明 HCHO 具有作为 VOCs 代理的可行性,这也间接证明了 HCHO/NO 的合理性 TROPOMI HCHO VCD 与计算出的 NMHC 光化学特性参数(例如,总 NMHC、VOCR 和 OFP)之间表现出良好的一致性,这表明基于卫星的 HCHO 柱可以推断大空间区域的 VOC 排放。我们还尝试基于线性回归分析方法将 HCHO 的浓度转换为 NMHC 的总 Prop-equiv 浓度,这将测量值高估了约 16%。我们的研究结果表明 HCHO 具有作为 VOCs 代理的可行性,这也间接证明了 HCHO/NO 的合理性 我们还尝试基于线性回归分析方法将 HCHO 的浓度转换为 NMHC 的总 Prop-equiv 浓度,这将测量值高估了约 16%。我们的研究结果表明 HCHO 具有作为 VOCs 代理的可行性,这也间接证明了 HCHO/NO 的合理性 我们还尝试基于线性回归分析方法将 HCHO 的浓度转换为 NMHC 的总 Prop-equiv 浓度,这将测量值高估了约 16%。我们的研究结果表明 HCHO 具有作为 VOCs 代理的可行性,这也间接证明了 HCHO/NO 的合理性2比率表示臭氧敏感性。

更新日期:2021-09-04
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