MARC

 008260126s2025        us                              c    eng  d
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■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a628
■1001  ▼aSingh,  Inderjeet.
■24510▼aDeveloping  Aerosol  Representation  in  Atmospheric  Modeling
■260    ▼a[Sl]▼bWashington  University  in  St  Louis▼c2025
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2025
■300    ▼a140  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  87-02,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Martin,  Randall  V.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--Washington  University  in  St.  Louis,  2025.
■520    ▼aAmbient  aerosols  affect  climate  and  air  quality  in  the  Earth  system.  Global  chemical  transport  models  used  to  study  these  impacts  require  an  accurate  representation  of  aerosols  in  terms  of  shape,  composition,  and  vertical  distribution.  For  example,  despite  having  a  complex  morphology,  mineral  dust  is  often  treated  as  spherical  particles  in  these  models.  This  can  lead  to  errors  in  optical  properties  calculations,  trace  gas  retrievals,  and  heterogeneous  chemistry.  Similarly,  inaccurate  representation  of  the  vertical  distribution  of  smoke  particles  in  these  models  can  lead  to  uncertainties  in  air  quality  assessments.  Aerosol  composition  also  plays  a  critical  role  in  determining  radiative  forcing  and  atmospheric  visibility.  This  dissertation  addresses  these  challenges  by  developing  improved  aerosol  representations  within  the  GEOS-Chem  global  chemical  transport  model.  Through  a  combined  theoretical  and  observational  framework,  this  work  advances  the  modeling  of  ambient  aerosols  to  better  reflect  their  physical  and  chemical  complexity,  thereby  enhancing  our  understanding  of  their  climate  and  air  quality  impacts.The  dissertation  includes  three  studies.  The  first  study  aims  to  use  the  spheroidal  model  as  an  effective  dust  shape  to  study  how  the  optical  properties,  such  as  extinction  efficiency  and  phase  function,  deviate  from  the  previously  assumed  spherical  shape.  Subsequently,  the  study  examines  how  the  updated  optical  properties  affect  the  scattering  weights  and  air  mass  factor  (AMF)  used  for  NO2  retrievals  over  the  urban  city  of  Riyadh.  The  impact  of  shape  and  surface  complexities  (pores)  on  dust  surface  area,  reaction,  and  diffusion  parameters  is  also  examined  using  a  theoretical  framework  based  on  surface  fractal  dimension  and  porosity.  The  findings  emphasize  the  use  of  non-sphericity  and  surface  heterogeneity  in  atmospheric  modelling.  The  second  study  aims  to  improve  the  vertical  distribution  of  smoke  aerosols  during  wildfire  events  by  implementing  satellite-constrained  plume  heights  in  the  high-performance  configuration  of  GEOS-Chem  (GCHP).  A  Gaussian  vertical  profile  is  used  for  aerosol  mass  distribution,  and  the  resulting  satellite-derived  surface-level  PM2.5  concentrations  are  compared  against  ground-based  observations.  The  results  demonstrate  that  incorporating  plume  height  information  significantly  enhances  the  accuracy  of  air  quality  assessments  during  wildfire  events.The  third  study  focuses  on  understanding  the  role  of  aerosol  chemical  composition  in  determining  the  mass  scattering  efficiency  using  measurements  from  Surface  PARTiculate  mAtter  Network  (SPARTAN).  The  study  finds  that  the  hygroscopic  species  such  as  secondary  inorganic  aerosols,  organics,  and  sea  salt  considerably  affect  mass  scattering  efficiency.  Sea  salt,  in  particular,  emerges  as  a  significant  contributor  to  mass  scattering  efficiency  across  all  sites.  In  contrast,  mineral  dust  is  not  a  major  contributor  even  in  dust-prone  regions.  This  underscores  the  important  role  of  relative  humidity  in  particle  growth  and  thereby,  in  light  scattering.Together,  these  studies  provide  a  more  physically  grounded  and  observationally  validated  framework  for  representing  aerosols  in  global  chemical  transport  models,  leading  to  improved  assessments  of  their  climate  and  air  quality  impacts.
■590    ▼aSchool  code:  0252.
■650  4▼aEnvironmental  engineering
■650  4▼aAtmospheric  chemistry
■650  4▼aAtmospheric  sciences
■650  4▼aEnergy
■653    ▼aAir  mass  factor
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■653    ▼aAir  quality  assessments
■690    ▼a0775
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■690    ▼a0725
■690    ▼a0791
■71020▼aWashington  University  in  St.  Louis▼bEnergy,  Environmental  &  Chemical  Engineering.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g87-02B.
■790    ▼a0252
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2025
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17359150▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

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