Collaborative Research: CEDAR--Quantifying the Impact of Radiation Belt Electron Precipitation on Atmospheric Reactive Nitrogen Oxides (NOx) and Ozone (O3)

合作研究:CEDAR——量化辐射带电子沉淀对大气活性氮氧化物 (NOx) 和臭氧 (O3) 的影响

基本信息

  • 批准号:
    1650738
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 14.36万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2018
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2018-09-15 至 2022-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

This work will study how certain energetic particles in the magnetosphere affect and change of the composition of the region of the atmosphere closer to the surface of Earth. Improved understanding of how different regions of Earth's atmosphere are linked will enhance our predictive capabilities to protect satellites and other technological assets from the effects of solar and magnetospheric storms. This grant will also develop interdisciplinary collaborations across geoscience (magnetosphere, ionosphere, energetic particles, upper and middle atmosphere).The research will quantify the contribution of energetic electron precipitation from the Van Allen radiation belts to the production of reactive nitrogen oxides (NOx) in the mesosphere and stratosphere and its resultant impact on ozone (O3). Observations from the FIREBIRD (Focused Investigations of Relativistic Electron Burst Intensity, Range, and Dynamics) satellites and Van Allen Probes will be used to produce the particle spectra and the global maps of electron flux that will be used to drive the WACCM-DART model which implements a new D-region chemical scheme to calculate NOx. By adding this new source, i.e., electron flux from the radiation belts, to the WACCM-DART, the deficits of the NOx in the model simulation are expected to be tackled. Once the model can be validated and favorably compare with observations, the impacts of the radiation belt REP on the NOx in the mesosphere and stratosphere, and the O3 in the stratosphere will be quantified.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
这项工作将研究磁层中的某些能量颗粒如何影响和变化大气区域的组成,更靠近地球表面。对地球大气中不同区域的联系如何联系的人们的了解将增强我们的预测能力,以保护卫星和其他技术资产免受太阳能和磁层风暴的影响。该赠款还将在地球科学(磁层,电离层,能量颗粒,上部和中间大气中)发展跨学科的合作。该研究将量化从范艾伦辐射带对生产反应性氮氧化物(NOX)在Mesopphere和Lastosphere和Lastosphere和Lastosphere和Lastosphere和Lastosphere和Lastosphere and Itts and Its and Its Osoneant(OZONE)中的能量电子降水的贡献。 Firebird(重点研究相对论电子爆发强度,范围和动力学的重点研究)卫星和Van Allen探针的观察将用于生成粒子光谱以及电子通量的全局图,该图将用于驱动WACCM-DART模型,该模型实现了新的D-Region化学方案来计算NOX。通过添加这个新来源,即从辐射带,到WACCM-DART的电子通量,预计模拟模拟中NOX的缺陷将被解决。一旦该模型可以得到验证,并且与观测值进行了有利的比较,则辐射带代表对Mesosphere和平流层中NOX的影响,平流层中的O3将被量化。该奖项反映了NSF的法定任务,并通过评估该基金会的知识绩效和广泛的影响来评估NSF的法定任务,并被视为值得的支持。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Estimating the Impacts of Radiation Belt Electrons on Atmospheric Chemistry Using FIREBIRD II and Van Allen Probes Observations
  • DOI:
    10.1029/2020jd033098
  • 发表时间:
    2021-03
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    K. Duderstadt;C. L. Huang;H. Spence;S. Smith;J. Blake;A. Crew;A. Johnson;David Klumpar;Daniel R. Marsh;J. Sample;M. Shumko;F. Vitt
  • 通讯作者:
    K. Duderstadt;C. L. Huang;H. Spence;S. Smith;J. Blake;A. Crew;A. Johnson;David Klumpar;Daniel R. Marsh;J. Sample;M. Shumko;F. Vitt
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