Articles des Congrès

Les actes des congrès avant 2014 sont consultables en cliquant ici (si disponibles).

 

Inter-comparison for Aerosol Chemical Speciation Monitors (ACSM): Calibration protocols and instrument performance evaluations

E. FRENEY (1), Y. ZHANG (2,3), P. CROTEAU (4), T. AMODEO (2), L. WILLIAMS (4), F. TRUONG (3), J.E. PETIT (3), J. SCIARE (5), R. SARDA-ESTEVE (3), N. BONNAIRE (3), T. ARUMAE (6), M. AURELA (7), A. BOUGIATIOTI (8), N. MIHALOPOULOS (8), E. COZ (9), B. ARTINANO (9), V. CRENN (3), T. ELSTE (10), L. HEIKKINEN (11), L. POULAIN (12), A. WIEDENSOHLER (12), H. HERRMANN (12), M. PRIESTMAN (13), A. ALASTUEY (14), I. STAVROULAS (5), A. TOBLER (15), J. VASILESCU (16), N. ZANCA (17), M. CANAGARATNA (3), C. CARBONE (17), H. FLENTJE (10), D. GREEN (13), M. MAASIKMETS (6), L. MARMUREANU (16), M. CRUZ MINGUILLON (14), A. S. H. PREVOT (15), V. GROS (3), J. JAYNE (4), O.FAVEZ (2)

1. Laboratoire de Meteorologie Physique (LaMP), Aubiere, France
2. Institut National de l’Environnement Industriel et des Risques (INERIS), Verneuil-en-Halatte, France
3. Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement (LSCE), CNRS-CEA-UVSQ, Gif-surYvette, France
4. Aerodyne Research, Inc, Billerica, Massachusetts, USA
5. Environment Energy and Water Research Center, The Cyprus Institute, Nicosia, Cyprus
6. Estonian Environmental Research Center (EERC), Tallinn, Estonia
7. Finnish meteorological institute (FMI), Helsinki, Finland
8. IERSD, National Observatory of Athens, Athens, Greece
9. Department of the Environment, Centre for Energy, Environment and Technology Research (CIEMAT), Madrid, Spain
10. Deutscher Wetterdienst, Meteorologisches Observatorium Hohenpeißenberg, Hohenpeißenberg, Germany
11. Institute for Atmospheric and Earth System Research (INAR)/Physics, Faculty of Science, University of Helsinki, Helsinki, Finland
12. Leibniz Institute for Tropospheric Research, Leipzig, Germany
13. Environmental Research Group, MRC-HPA Centre for Environment and Health, King’s College London, London, United Kingdom
14. Institute of Environmental Assessment and Water Research (IDAEA-CSIC), Barcelona, Spain
15. Laboratory of Atmospheric Chemistry, Paul Scherrer Institute, Villigen PSI, Switzerland
16. National Institute of R&D for Optoelectronics (INOE), Ilfov, Romania
17. Proambiente S.c.r.l CNR Research Area, Bologna, Italy

[2023]

Télécharger le fichier

Résumé

Ce travail décrit les résultats obtenus lors de l'exercice d'intercomparaison 2016 des moniteurs de spéciation chimique des aérosols (ACSM) réalisé au Centre de calibrage des moniteurs chimiques des aérosols (ACMCC, France). Quinze ACSM quadripolaires (Q_ACSM) du réseau de l'Infrastructure européenne de recherche pour l'observation des aérosols, des nuages et des gaz à l'état de traces (ACTRIS) ont été étalonnés à l'aide d'une nouvelle procédure qui permet d'acquérir des données d'étalonnage dans les mêmes conditions de fonctionnement que celles utilisées lors de l'échantillonnage et donc d'obtenir des informations représentatives des performances des instruments. La nouvelle procédure d'étalonnage a notamment permis de réduire la dispersion des concentrations massiques de sulfate mesurées, améliorant ainsi la reproductibilité des mesures des espèces inorganiques entre les ACSM ainsi que la cohérence avec les instruments indépendants situés au même endroit. Les procédures d'étalonnage testées ont également permis d'étudier les artefacts des instruments individuels, tels que la surestimation du m/z 44 de l'aérosol organique. Cet effet a été quantifié par le rapport m/z (masse sur charge) 44 sur nitrate mesuré pendant les étalonnages du nitrate d'ammonium, avec des valeurs allant de 0,03 à 0,26, montrant qu'il peut être significatif pour certains instruments. La correction de la table de fragmentation proposée précédemment pour tenir compte de cet artefact a été appliquée aux mesures acquises au cours de cette étude. Pour certains instruments (ceux présentant des artefacts élevés), cette correction de la table de fragmentation a conduit à une " surcorrection " du signal f44 (m/z 44/Org). Cette correction, basée sur des mesures effectuées avec du NH4NO3 pur, suppose que l'ampleur de l'artefact est indépendante de la composition chimique. En utilisant des données acquises à différents rapports de mélange de NH4NO3 (à partir de solutions de NH4NO3 et de (NH4)2SO4), nous observons que l'ampleur de l'artefact varie en fonction de la composition. Nous avons appliqué ici une correction actualisée, dépendant de la fraction massique de NO3 ambiante, qui a permis d'améliorer la concordance du signal organique entre les instruments. Ce travail illustre les avantages de l'intégration de nouvelles procédures d'étalonnage et de corrections d'artefacts, mais souligne également les avantages de ces exercices d'intercomparaison pour continuer à améliorer notre connaissance du fonctionnement de ces instruments, et nous aider à interpréter la chimie atmosphérique.

Mots clés

ACTRIS reseau, observations à long terme , étalonnage

Abstract

This work describes results obtained from the 2016 Aerosol Chemical Speciation Monitor (ACSM) intercomparison exercise performed at the Aerosol Chemical Monitor Calibration Center (ACMCC, France). Fifteen quadrupole ACSMs (Q_ACSM) from the European Research Infrastructure for the observation of Aerosols, Clouds and Trace gases (ACTRIS) network were calibrated using a new procedure that acquires calibration data under the same operating conditions as those used during sampling and hence gets information representative of instrument performance. The new calibration procedure notably resulted in a decrease in the spread of the measured sulfate mass concentrations, improving the reproducibility of inorganic species measurements between ACSMs as well as the consistency with co-located independent instruments. Tested calibration procedures also allowed for the investigation of artifacts in individual instruments, such as the overestimation of m/z 44 from organic aerosol. This effect was quantified by the m/z (mass-to-charge) 44 to nitrate ratio measured during ammonium nitrate calibrations, with values ranging from 0.03 to 0.26, showing that it can be significant for some instruments. The fragmentation table correction previously proposed to account for this artifact was applied to the measurements acquired during this study. For some instruments (those with high artifacts), this fragmentation table adjustment led to an ?overcorrection? of the f44 (m/z 44/Org) signal. This correction based on measurements made with pure NH4NO3, assumes that the magnitude of the artifact is independent of chemical composition. Using data acquired at different NH4NO3 mixing ratios (from solutions of NH4NO3 and (NH4)2SO4) we observe that the magnitude of the artifact varies as a function of composition. Here we applied an updated correction, dependent on the ambient NO3 mass fraction, which resulted in an improved agreement in organic signal among instruments. This work illustrates the benefits of integrating new calibration procedures and artifact corrections, but also highlights the benefits of these intercomparison exercises to continue to improve our knowledge of how these instruments operate, and assist us in interpreting atmospheric chemistry.

Keywords

ACTRIS network, long term observations, calibrations and intercomparison

DOI

10.25576/ASFERA-CFA2023-32926

<< Mon compte personnel Conditions Générales d'Utilisation >>
En poursuivant votre navigation sur ce site, vous acceptez l’utilisation de cookies pour réaliser des statistiques de visites.