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A vegetation control on seasonal variations in global atmospheric mercury concentrations

Authors :
Ingvar Wängberg
Cathrine Lund Myhre
Lynwill Martin
Casper Labuschagne
Aurélien Dommergue
Katriina Kyllönen
Johannes Bieser
Martin Jiskra
Thumeka Mkololo
Olivier Magand
Michel Ramonet
Doug Worthy
Jeroen E. Sonke
Daniel Obrist
Katrine Aspmo Pfaffhuber
Ralf Ebinghaus
Géochimie des Isotopes Stables Non-Traditionnels
Géosciences Environnement Toulouse ( GET )
Institut de Recherche pour le Développement ( IRD ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Observatoire Midi-Pyrénées ( OMP ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut de Recherche pour le Développement ( IRD ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Observatoire Midi-Pyrénées ( OMP ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Desert Research Institute ( DRI )
GKSS-Research Center
Institute for Coastal Research
South African Weather Service ( SAWS )
Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Laboratoire de glaciologie et géophysique de l'environnement ( LGGE )
Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble ( OSUG )
Université Joseph Fourier - Grenoble 1 ( UJF ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Grenoble Alpes ( UGA ) -Université Joseph Fourier - Grenoble 1 ( UJF ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Grenoble Alpes ( UGA ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Géosciences Environnement Toulouse (GET)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP)
Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)
University of Basel (Unibas)
University of Massachusetts [Lowell] (UMass Lowell)
University of Massachusetts System (UMASS)
Helmholtz-Zentrum Geesthacht (GKSS)
Norwegian Institute for Air Research (NILU)
IVL Swedish Environmental Research Institute Ltd
Finnish Meteorological Institute (FMI)
Climate Research Division [Toronto]
Environment and Climate Change Canada
South African Weather Service (SAWS)
Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)
ICOS-RAMCES (ICOS-RAMCES)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)
Institut des Géosciences de l’Environnement (IGE)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])
European Project: 265113,EC:FP7:ENV,FP7-ENV-2010,GMOS(2010)
European Project: 657195,H2020,H2020-MSCA-IF-2014,MEROXRE(2015)
European Project: 258537,EC:FP7:ERC,ERC-2010-StG_20091028,MERCURY ISOTOPES(2010)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Swedish Environmental Research Institute (IVL)
Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])
Source :
Nature Geoscience, Nature Geoscience, Nature Publishing Group, 2018, 11 (4), pp.244-250. 〈10.1038/s41561-018-0078-8〉, Nature Geoscience, Nature Publishing Group, 2018, 11 (4), pp.244-250. ⟨10.1038/s41561-018-0078-8⟩, Jiskra, M.; Sonke, J.E.; Obrist, D.; Bieser, J.; Ebinghaus, R.; Myhre, C.L.; Pfaffhuber, K.A.; Waengberg, I.; Kylloenen, K.; Worthy, D.; Martin, L.G.; Labuschagne, C.; Mkololo, T.; Ramonet, M.; Magand, O.; Dommergue, A.: A vegetation control on seasonal variations in global atmospheric mercury concentrations. In: Nature Geoscience. Vol. 11 (2018) 244-250. (DOI: /10.1038/s41561-018-0078-8), Nature Geoscience, 2018, 11 (4), pp.244-250. ⟨10.1038/s41561-018-0078-8⟩
Publication Year :
2018
Publisher :
HAL CCSD, 2018.

Abstract

International audience; Anthropogenic mercury emissions are transported through the atmosphere as gaseous elemental mercury (Hg(0)) before they are deposited to Earth’s surface. Strong seasonality in atmospheric Hg(0) concentrations in the Northern Hemisphere has been explained by two factors: anthropogenic Hg(0) emissions are thought to peak in winter due to higher energy consumption, and atmospheric oxidation rates of Hg(0) are faster in summer. Oxidation-driven Hg(0) seasonality should be equally pronounced in the Southern Hemisphere, which is inconsistent with observations of constant year-round Hg(0) levels. Here, we assess the role of Hg(0) uptake by vegetation as an alternative mechanism for driving Hg(0) seasonality. We find that at terrestrial sites in the Northern Hemisphere, Hg(0) co-varies with CO$_2$, which is known to exhibit a minimum in summer when CO$_2$ is assimilated by vegetation. The amplitude of seasonal oscillations in the atmospheric Hg(0) concentration increases with latitude and is larger at inland terrestrial sites than coastal sites. Using satellite data, we find that the photosynthetic activity of vegetation correlates with Hg(0) levels at individual sites and across continents. We suggest that terrestrial vegetation acts as a global Hg(0) pump, which can contribute to seasonal variations of atmospheric Hg(0), and that decreasing Hg(0) levels in the Northern Hemisphere over the past 20 years can be partly attributed to increased terrestrial net primary production.

Details

Language :
English
ISSN :
17520894
Database :
OpenAIRE
Journal :
Nature Geoscience, Nature Geoscience, Nature Publishing Group, 2018, 11 (4), pp.244-250. 〈10.1038/s41561-018-0078-8〉, Nature Geoscience, Nature Publishing Group, 2018, 11 (4), pp.244-250. ⟨10.1038/s41561-018-0078-8⟩, Jiskra, M.; Sonke, J.E.; Obrist, D.; Bieser, J.; Ebinghaus, R.; Myhre, C.L.; Pfaffhuber, K.A.; Waengberg, I.; Kylloenen, K.; Worthy, D.; Martin, L.G.; Labuschagne, C.; Mkololo, T.; Ramonet, M.; Magand, O.; Dommergue, A.: A vegetation control on seasonal variations in global atmospheric mercury concentrations. In: Nature Geoscience. Vol. 11 (2018) 244-250. (DOI: /10.1038/s41561-018-0078-8), Nature Geoscience, 2018, 11 (4), pp.244-250. ⟨10.1038/s41561-018-0078-8⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....b14418bcc982c394944cf1453f252258
Full Text :
https://doi.org/10.1038/s41561-018-0078-8〉