Parametrization of NO2 photodissociation rate

Abstract

De fotolysesnelheid van stikstof-dioxide, j(NO2), speelt een essentiele rol in de chemie van de atmosfeer. Het is een van de meest gevoelige parameters in fotochemische transportmodellen. Het is dus van groot belang om een zo goed mogelijke schatting van de fotolysesnelheid te geven. In de huidige praktijk zijn schattingen van deze fotolyse-snelheden veelal gebaseerd op (complexe) stralingsoverdrachtmodellen of op empirische regressies. In operationele luchtmodellen zal er een voorkeur zijn voor empirische relaties tussen fotolysesnelheid en routinematig beschikbare (meteorologische) gegevens, enerzijds omdat stralingsoverdrachtmodellen een groot beslag kunnen leggen op rekentijd, anderzijds omdat voor stralingsoverdrachtmodellen veelal invoergegevens vereist zijn die niet direct beschikbaar zijn (bijv. vertikale profielen van ozon en aerosol in troposfeer en stratosfeer). In dit rapport worden empirische verbanden tussen j(NO2) en routinematig beschikbare meteorologische waarnemingen (globale straling, bedekkingsgraad) beschreven. De fotolysesnelheid wordt geschat op basis van waargenomen uurgemiddelde concentraties van NO, NO2 en O3 waarbij verondersteld wordt dat aan het fotostationaire evenwicht is voldaan. Analyse van de gegevens laat zien dat de globale straling in sterkere mate verzwakt wordt bij toenemende bewolking dan de fotolysesnelheid. De empirische relatie tussen fotolysesnelheid en meteorologische parameters resulteert in een relatieve fout van ca. 25%.<br>

The NO2 photodissociation rate, j(NO2), plays a key role in atmospheric chemistry. It is one of the most sensitive parameters in atmospheric photochemical transport models. In transport models estimates of the photolysis rates are generally based on radiation transfer (sub-) models or on empirical relations. The theoretical determination of j(NO2) is in general too complex for implementation in atmospheric transport models. For application in transport models it is convenient to have a simple, analytical expression that adequately relates j(NO2) to routinely available meteorological parameters (global radiation, cloud cover, zenith angle). In this report j(NO2) - estimated from hourly measured concentrations of NO, NO2 and O3 - is related to the measured global radiation and to the solar zenith angle. The derived empirical relations show a good agreement between observed and calculated values with an estimated relative error of ca 25%. For partly clouded skies (cloud covers N < 0.5) the attenuation of j(NO2) is small ; for overcast situations j(NO2) is reduced to ca. 50% of its clear sky value. Cloud cover more strongly attenuates global radiation than j(NO2).<br>