Positive feedback mechanism between biogenic volatile organic compounds and the methane lifetime in future climates

A multitude of biogeochemical feedback mechanisms govern the climate sensitivity of Earth in response to radiation balance perturbations. One feedback mechanism, which remained missing from most current Earth System Models applied to predict future climate change in IPCC AR6, is the impact of higher temperatures on the emissions of biogenic volatile organic compounds (BVOCs), and their subsequent effects on the hydroxyl radical (OH) concentrations. OH, in turn, is the main sink term for many gaseous compounds including methane, which is the second most important human-influenced greenhouse gas in terms of climate forcing. In this study, we investigate the impact of this feedback mechanism by applying two models, a one-dimensional chemistry-transport model, and a global chemistry-transport model. The results indicate that in a 6 K temperature increase scenario, the BVOC-OH-CH4 feedback increases the lifetime of methane by 11.4% locally over the boreal region when the temperature rise only affects chemical reaction rates, and not both, chemistry and BVOC emissions. This would lead to a local increase in radiative forcing through methane (Delta RFCH4) of approximately 0.013 Wm(-2) per year, which is 2.1% of the current Delta RFCH4. In the whole Northern hemisphere, we predict an increase in the concentration of methane by 0.024% per year comparing simulations with temperature increase only in the chemistry or temperature increase in chemistry and BVOC emissions. This equals approximately 7% of the annual growth rate of methane during the years 2008-2017 (6.6 +/- 0.3 ppb yr-1) and leads to an Delta RFCH4 of 1.9 mWm(-2) per year.Peer reviewe

A modelling study of OH, NO3 and H2SO4 in 2007– 2018 at SMEAR II, Finland : analysis of long-term trends

Major atmospheric oxidants (OH, O3 and NO3) dominate the atmospheric oxidation capacity, while H2SO4 is considered as a main driver for new particle formation. Although numerous studies have investigated the long-term trend of ozone in Europe, the trends of OH, NO3 and H2SO4 at specific sites are to a large extent unknown. The one-dimensional model SOSAA has been applied in several studies at the SMEAR II station and has been validated by measurements in several projects. Here, we applied the SOSAA model for the years 2007–2018 to simulate the atmospheric chemical components, especially the atmospheric oxidants OH and NO3, as well as H2SO4 at SMEAR II. The simulations were evaluated with observations from several shorter and longer campaigns at SMEAR II. Our results show that daily OH increased by 2.39% per year and NO3 decreased by 3.41% per year, with different trends of these oxidants during day and night. On the contrary, daytime sulfuric acid concentrations decreased by 2.78% per year, which correlated with the observed decreasing concentration of newly formed particles in the size range of 3– 25 nm with 1.4% per year at SMEAR II during the years 1997–2012. Additionally, we compared our simulated OH, NO3 and H2SO4 concentrations with proxies, which are commonly applied in case a limited number of parameters are measured and no detailed model simulations are available.Peer reviewe

Secondary aerosol formation in marine Arctic environments : a model measurement comparison at Ny-Ålesund

In this study, we modeled the aerosol particle formation along air mass trajectories arriving at the remote Arctic research stations Gruvebadet (67 m a.s.l) and Zeppelin (474 m a.s.l), Ny-Ålesund during May 2018. The aim of this study was to improve our understanding of processes governing secondary aerosol formation in remote Arctic marine environments. We run the Lagrangian chemistry transport model ADCHEM, along air mass trajectories generated with FLEXPART v10.4. The air masses arriving at Ny-Ålesund spend most of their time over the open ice-free ocean. In order to capture the secondary aerosol formation from the DMS emitted by phytoplankton on the ocean surface, we implemented a recently developed comprehensive DMS and halogen multi-phase oxidation chemistry scheme, coupled with the widely used Master Chemical Mechanism (MCM). The modeled median particle number size distributions are in close agreement with the observations in the marine influenced boundary layer at near sea surface Gruvebadet site. However, while the model reproduces the accumulation mode particle number concentrations at Zeppelin, it overestimates the Aitken mode particle number concentrations by a factor of ~5.5. We attribute this to the deficiency of the model to capture the complex orographic effects on the boundary layer dynamics at Ny-Ålesund. The model also reproduces the average vertical particle number concentration profiles within the boundary layer (0-600 m a.s.l.) above Gruvebadet, as measured with Condensation Particle Counters (CPCs) on board an Unmanned Aircraft Systems (UAS). The model successfully reproduces the observed Hoppel minima, often seen in particle number size distributions at Ny-Ålesund. The model also supports the previous experimental findings that ion mediated H2SO4-NH3 nucleation can explain the observed new particle formation in the marine Arctic boundary layer in the vicinity of Ny-Ålesund. Precursors resulting from gas and aqueous phase DMS chemistry contribute to the subsequent growth of the secondary aerosols. The growth of particles is primarily driven via H2SO4 condensation and formation of methane sulfonic acid (MSA) through the aqueous-phase ozonolysis of methane sulfinic acid (MSIA) in cloud and deliquescent droplets.Peer reviewe

Orta Ölçekli Kimyasal Taşınım Modeli İle Türkiye'deki Partikül Madde Problemi Ve Kaynaklarının Araştırılması

=BİRLEŞTİR(G2; " ("; J2; ")"; " -- İstanbul Technical University, Eurasia Institute of Earth Sciences, "; K2)=BİRLEŞTİR(H2; " ("; I2; ")"; " -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Avrasya Yer Bilimleri Enstitüsü, "; K2)Turkey, with a population climbing to 80 million, has its own challenging air pollution issues, especially particulate matter pollution. Local emission sources are generally the main contributors of particulate matter levels due to their nature. Among these local emission sources, residential heating is one of the emission sectors that contribute to emissions of harmful air pollutants in highly populated urban areas. As the capital of Turkey's industry, megacity Istanbul has been experiencing air pollution problems that has reached to significant levels since 1980's, in which the pollutant concentrations have exceeded the air quality standards for several times. In Istanbul, local anthropogenic sources comprise nearly 60% of particulate matter levels. According to the air quality monitoring report of the Ministry of Environment and Urbanization, the daily mean particulate matter (<10 μg, PM10) concentrations exceeded the limit with more than 100 μg/m3 at several provinces in winter of 2015 in Istanbul. Representation of major emission sources such as road transportation and residential heating are crucial for the air quality modeling and policy making. Modeling concentrations of particulate matter have a number of important roles, some of which are complementary to measurement. These roles include assessing concentrations at locations without monitors and answering questions such as how will particulate matter levels change in the future. Results of modeling studies can be directly compared to the appropriate ambient air quality standards because all relevant sources of pollution in the modeling domain are included in this type of model. The US EPA Community Multiscale Air Quality (CMAQ v5.2) model, a three-dimensional Eulerian atmospheric chemistry and transport model, was used to evaluate the air quality of Turkey, focusing on Marmara Region and Istanbul for the winter of 2015 using three-level nested domains with an up to date spatially distributed high-resolution emissions inventory based on local activity data. Emissions is one of the two main inputs of CMAQ model. In order to process the high-resolution emissions inventory used in this thesis, a regional emission model, called DUMANpy, similar to Sparse Matrix Operator Kernel Emissions (SMOKE) Modeling System of the US EPA was adapted and customized to create temporally and spatially distributed emission for Turkey. One of the main purpose of DUMANpy is to convert the resolution of the emission inventory data to the resolution needed by an air quality model. Other main input of CMAQ model is the meteorology input because sophisticated air quality models require meteorological fields and incorporate complex chemical reaction schemes. The meteorological modeling inputs are important due to complications caused by complex terrain conditions, where measurement is not an option. The meteorological inputs for air quality modeling were generated using the Weather Research and Forecasting (WRF v3.8.1) model. CMAQ model results showed that using high-resolution emissions for the residential heating sector significantly improve the spatial distribution and concentration of air pollutants (SO2, PM10, PM2.5) for Istanbul. Air quality model simulations with our high-resolution emissions underestimated PM10 concentrations throughout the study episode on average by only 4.16% with a mean bias of 2.23 μg/m3 while base inventory underestimated PM10 concentrations on average by 35.1% with a mean bias of 18.91 μg/m3. Results show that our spatially distributed high-resolution emissions inventory produces more realistic results for Istanbul during wintertime when residential heating has the most influence on local air pollution. These results show the necessity and importance of high-resolution local emissions for anthropogenic emissions sectors for urban areas which in turn would help improve our understanding and extend of the air pollution problem in Turkey.Türkiye, nüfusu 80 milyona yaklaşırken hava kirliliği ve özellikle partikül madde kirliliği sorunu ile başa çıkmaya çalışmaktadır. Özellikle nüfusun yoğun olarak ikamet ettiği büyük şehirlerde yerel emisyon kaynakları, uzak mesafeli taşınıma göre, hava kirleticilerinin ana kaynağıdır. Yerel emisyon kaynakları arasında ise evsel ısınma özellikle kış aylarında hava kirliliği üzerinde en çok etkiye sahip olan kaynaktır. Türkiye'nin endüstri merkezinde konumlanmış olan İstanbul'da 1980'li yıllardan günümüze birçok sefer kritik seviyelere ulaşan hava kirliliği problemleri devamlılığını sürdürmektedir. İstanbul'daki hava kirliliğinin ana sebeplerinden biriside yerel insan-kaynaklı emisyonların partikül madde seviyesinin 60%'ını oluşturmasıdır. T.C. Çevre ve Şehircilik Bakanlığı (ÇŞB)'nın raporuna göre 2015 kış ayında İstanbul ilinde partikül madde konsantrasyonları birçok günde ÇŞB partikül madde standardı olan 70 μg/m3 değerinin üzerinde ölçülmüştür. Hava kirliliği üzerine olan etkilerinden dolayı ana emisyon kaynaklarının modellenmesi büyük önem teşkil etmektedir. Bu kaynakların modellenmesi kirletici ölçümlerini desteklediği gibi farklı faydalarıda bulunmaktadır. En önemli faydalardan birisi ölçüm istasyonlarının bulunmadığı noktalarda hesaplanan kirletici konsantrasyonları ve gelecekteki farklı senaryoların sonuçlarını tahmin etmek gibi. Bu çalışmada hava kalitesi modellemesi için üç boyutlu Eulerian atmosfer kimyası ve taşıma modeli olan The US EPA Community Multiscale Air Quality (CMAQ v5.2) modeli kullanılmıştır. Modelleme alanı iç içe üç model alanından oluşmaktadır. En dış alan Avrupa ve Orta Doğu'yu içerirken, orta alan tüm Türkiye'yi, en iç model alanı ise Marmara Bölgesini içerisine almaktadır. Modelleme periyodu 2015 kış aylarıdır. Seçilmiş olan bu zaman aralığında yerel kirletici kaynaklarının etkisinin bulunması amacı ile uzun mesafeden taşınım olmayan günler saptanmıştır ve bu günler üzerine çalışmalar yoğunlaştırılmıştıre. Türkiye bulunduğu konumdan dolayı bir çok farklı partikül madde kaynağına komşudur. Atmosferik sistemlerlere bağlı olarak bu kaynaklardan (örn: Sahara çölü) Türkiye'ye yüksek miktarlarda paritkül madde taşınımı gerçekleşmektedir. Uzun mesafeli taşınım olduğu günlerde taşınan kirleticiler yerel kirletici kaynaklarını bastırmakta ve etkilerini maskelemektedir. Çalışma periyodu için sıcaklık ve paritkül madde konsantrasyonları gözlem verileri incelenmiş ve yerel kirleticilerin hava kirliliği üzerine olan etkilerinin en iyi temsil edilebileceği zaman aralığı çalışmada kullanılmıştır. Hava kalitesi modellemesinin iki ana girdisi bulunmaktadır; emisyon ve meteoroloji girdileri. Çalışmada kullanılan emisyonlar Türkiye'yi içeren Avrupa tabanlı emisyon envanterleri (TNO ve EDGAR) ile yerel emisyon verileri yüksek çözünürlüklü İstanbul ili için hazırlanmış olan emisyon envanterinden alınmıştır. CMAQ modeli emisyon girdisi olarak saatlik ve kimyasal türleştirme yapılmış emisyonları kullanmaktadır. Emisyon envanterleri emisyon miktarlarını yıllık olarak sakladıkları için bu emisyonları hava kalitesi modelinde kullanmadan önce bir takım işlemlerden geçmek zorundadırlar. Kuzey Amerika için yazılmış olan Sparse Matrix Operator Kernel Emissions (SMOKE) emisyon işleme modeli Avrupa ve Türkiye için mevcut değildir. Bu yüzden CMAQ modeli emisyon girdisinin oluşturulması amacı ile SMOKE modeli benzeri bir emisyon işleme programı, DUMANpy, Türkiye için bu tez çerçevesinde yazılmış ve emisyon hazırlama işlemlerinde kullanılmıştır. Bu program emisyon envanterinden elde ettiği bilgileri zamanda ve mekanda dağıtarak emisyonları hava kalitesi modeli tarafından istenilen biçime getirmektedir. DUMANpy, Python programlama dilinde yazılmıştır. Emisyon girdileri öncellikle gridlenmekte, daha sonra zamansal profileller kullanılarak yıl bazından saatlik veriler oluşturulmaktadır. Daha sonra hava kalitesinde kullanılan kimyasal mekanizmaya göre emisyonlardaki kirleticiler kimyasal bileşenlerine ayrılmaktadır. Emisyonların kaynağına göre düşeydeki dağılımları yapılarak CMAQ modeline hazır olan son çıktılar üretilmektedir. Diğer bir ana girdi olan meteoroloji girdileri için ise çevrim dışı olarak Weather Research and Forecasting (WRF v3.8.1) modelinin çıktıları kullanılmıştır. Meteoroloji girdileri kimyasal reaksiyonlar ve kimyasal taşınım gibi kompleks işlemlerin arkasındaki en önemli etkenleri hava kalitesi modeline sağlamaktadır. Meteoroloji modeli hava kalitesi modeli ile çevrim dışı olarak eşleştirilmiş ve çalıştırılmıştır. Meteoroloji modeli çıktılarının kullanılmasının önemli bir sebebi ise ölçüm yapılamayan alanlardaki meteorolojik değerleride hava kalitesi modeline sağlamasıdır. Meteoroloji modeli CMAQ modelleme alanının genişletilmiş halini kullanmaktadır. Hem emisyonlar hem de meteoroloji çıktıları CMAQ modeline verilmeden önce kalite kontrolü ve ölçüm verileri ile karşılartırılarak güvenilirlikleri değerlendirilmektedir. Girdiler tamamlandıktan sonra hava kalitesi modeli CMAQ tüm model alanları ve farklı emisyon envanterleri için çalıştırılmıştır. Modelleme alanları arasındaki boyut farkı çalışma alanın odaklandığı bölge için araştırılmıştır. Bu alanlardaki hava kalitesi modeli performansları daha sonra ölçüm verileri ile karşılaştırılmıştır. Model en iyi performansı en iç modelleme alanında gösterdiği belirlenmiştir. Marmara bölgesini kapsayan en iç modelleme alanı için hem genel emisyon envanteri hem de yüksek çözünürlüklü yerel emisyon kaynaklarından hesaplanmış olan envanter kullanılarak model performansı ve senaryo analizleri yapılmıştır. Hava kalitesi model sonuçları yüksek çözünürlüklü emisyon envanteri ile yapılmış olan senaryo analizinin genel envantere göre daha iyi sonuç verdiğini göstermiştir. Yüksek çözünürlüklü envanter sayesinde özellikle evsel ısınma sektörü kaynaklı emisyonların kış dönemideki kirletici konsantrasyonlarının (SO2, PM10, PM2.5) etkisi İstanbul ili için daha iyi olduğu görülmektedir. Yerel kirletici kaynaklarının etkilerinin baskın olduğu günlerde emisyon sektörlerinin hava kirliliği üzerine olan etkilerinin ortaya konulması önemlidir. Hava kalitesini iyileştirmeye yönelik planlamaları ve verilecek olan kararları daha sağlıklı bir şekilde verebilmek için kaynakların etkisini doğru ve yüksek çöznürlüklü olarak görmek önemlidir. Bu çalışma sonucunda sadece konsantrasyonların temsiliyetinde miktar olarak iyileştirme yapılmış olmasının yanı sıra emisyon kaynaklarının mekansal olarak temsiliyetide iyileştirilmiştir. Bu tez içerisinde yapılmış olan modelleme çalışmaları göstermektedir ki İstanbul gibi nüfusun yoğun olduğu şehirlerde insan kaynaklı emisyonların temsiliyeti hem toplum sağlığı hem de yasa yapıcılar için bir araç oluşturması bakımından büyük bir önem arz etmektedir.PhDDoktor

Carotid intima-media thickness and serum proinflammatory cytokine levels in rosacea patients without cardiovascular risk factors

There is a growing body of evidence linking rosacea to various systemic disorders, even though data regarding the association between rosacea and cardiovascular diseases are presently controversial. We sought to investigate the potential association of rosacea with subclinical atherosclerosis and serum proinflammatory/proatherogenic markers. This study included 44 patients with rosacea and 44 age-matched and sex-matched healthy control subjects. Patients with traditional cardiovascular risk factors or a history of cardiovascular events were excluded. Demographic, clinical, and laboratory data, including serum interleukin-1 beta (IL-1 beta), interleukin-6 (IL-6), tumor necrosis factor-alpha (TNF-alpha), and high-sensitivity C-reactive protein (hs-CRP) levels were assessed. Carotid intima-media thickness (CIMT) and carotid plaques were measured by carotid ultrasonography. Serum IL-1 beta (P .05). Patients with moderate to severe rosacea had a significantly greater CIMT than those with mild rosacea (P = .047). Rosacea patients with eye involvement had a significantly greater CIMT than those without eye involvement (P = .008). There was no significant correlation between CIMT values and inflammation parameters. As conclusion, in the absence of other traditional cardiovascular risk factors, rosacea does not seem to affect mean CIMT value. However, specific subgroups such as patients with moderate to severe disease or with eye involvement are associated with increased subclinical atherosclerosis and may require additional attention for cardiovascular disease prevention

Docetaxel and Cisplatin in First Line Treatment of Patients with Unknown Primary Cancer: A Multicenter Study of the Anatolian Society of Medical Oncology

Background: The overall prognosis for cancers of unknown primary (CUP) is poor, median overall survival (OS) being 6-12 months. We evaluated our multicentric retrospective experience for CUP administered docetaxel and cisplatin combination therapy. Materials and Methods: A total of 29 patients that were pathologically confirmed subtypes of CUP were included in the study. The combination of docetaxel (75 mg/m(2), day 1) and cisplatin (75 mg/m(2), day 1) was performed as a first line regimen every 21 days. Results: The median age was 51 (range: 27-68). Some 17 patients had multimetastatic disease on the inital diagnosis. Histopathological diagnoses were well-moderate differentiated adenocarcinoma (51.7%), undifferentiated carcinoma (27.6%), squamous cell cancer (13.8%), mucoepidermoid carcinoma (3.4%) and neuroendocrine differentiated carcinoma (3.4%). Median number of cycles was 3 (range: 1-6). Objective response rate was 37.9% and clinical benefit was 58.6%. Median progression free survival (PFS) and overall survival (OS) were 6 months (range: 4.3-7.7 months) and 16 months (range: 8.1-30.9 months), respectively. Fourteen patients (60.8%) were treated in a second line setting. There was no treatment related death. Most common toxicities were nausia-vomiting (44.6%) and fatigue (34.7%), serious cases (grade 3/4) suffering nausia-vomiting (10.3%), neutropenia (13.8%) and febrile neutropenia (n=1). Conclusion: The combination of cisplatin and docetaxel is an effective regimen for selected patients with CUP

Gemcitabine Plus Paclitaxel as Second-line Chemotherapy in Patients with Advanced Non-Small Cell Lung Cancer

Purpose: The aim of this retrospective study was to determine response rates, progression-free survival (PFS), overall survival (OS) and toxicity of gemcitabine and paclitaxel combinations with advanced or metastatic non-small cell lung cancer patients (NSCLC) who have progressive disease after platinum-based first-line chemotherapy. Methods: We retrospectively evaluated the file records of patients treated with gemcitabine plus paclitaxel in advanced or metastatic NSCLC cases in a second-line setting. The chemotherapy schedule was as follows: gemcitabine 1500 mg/m(2) and paclitaxel 150 mg/m(2) administered every two weeks. Results: Forty-eight patients (45 male, 3 female) were evaluated; stage IIIB/IV 6/42; PS0, 8.3%, PS1, 72.9%, PS2, 18.8%; median age, 56 years old (range 38-76). Six (12.5%) patients showed a partial response (PR), 13 (27.1%) stable disease (SD), and 27 (56.3%) progressive disease (PD). The median OS was 6.63 months (95% CI 4.0-9.2); the median PFS was 2.7 months (95% CI 1.8-3.6). Grade 3 and 4 hematologic toxicities, including neutropenia (n=4, 8.4%), and anemia (n=3, 6.3%) were encountered, but no grade 3 or 4 thrombocytopenia. One patient developed febrile neutropenia. There were no interruption for reasons of toxicity and no exitus related to therapy. Conclusion: The combination of two-weekly gemcitabine plus paclitaxel was an effective and well-tolerated second-line chemotherapy regimen for advanced or metastatic NSCLC patients previously treated with platinum-containing chemotherapy. Although the most common and dose limiting toxicities were neutropenia and neuropathy, this regimen was tolerated well by the patients