1. A vegetation control on seasonal variations in global atmospheric mercury concentrations
- Author
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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 - 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- Subjects
[ SDU.OCEAN ] Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere ,010504 meteorology & atmospheric sciences ,Birkenesobservatoriet ,chemistry.chemical_element ,010501 environmental sciences ,Atmospheric sciences ,Photosynthesis ,01 natural sciences ,Kvikksølv ,Latitude ,medicine ,[ SDU.ENVI ] Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment ,Atmosphere and climate ,[SDU.ENVI]Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment ,Birkenes Observatory ,Southern Hemisphere ,ComputingMilieux_MISCELLANEOUS ,0105 earth and related environmental sciences ,[SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere ,Northern Hemisphere ,Primary production ,Mercury ,15. Life on land ,Seasonality ,medicine.disease ,Atmosfære og klima ,Mercury (element) ,chemistry ,13. Climate action ,Atmospheric chemistry ,General Earth and Planetary Sciences ,Environmental science - 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.
- Published
- 2018