Abstract China experienced severe haze pollution in January 2013. Here we have a detailed characterization of the sources and evolution mechanisms of this haze pollution with a focus on four haze episodes that occurred during 10–14 January in Beijing. The main source of data analyzed is from submicron aerosol measurements by an Aerodyne Aerosol Chemical Speciation Monitor. The average PM1 mass concentration during the four haze episodes ranged from 144 to 300 µg m −3 , which was more than 10 times higher than that observed during clean periods. All submicron aerosol species showed substantial increases during haze episodes with sulfate being the largest. Secondary inorganic species played enhanced roles in the haze formation as suggested by their elevated contributions during haze episodes. Positive matrix factorization analysis resolved six organic aerosol (OA) factors including three primary OA (POA) factors from traffic, cooking, and coal combustion emissions, respectively, and three secondary OA (SOA) factors. Overall, SOA contributed 41–59% of OA with the rest being POA. Coal combustion OA (CCOA) was the largest primary source, on average accounting for 20–32% of OA, and showed the most significant enhancement during haze episodes. A regional SOA (RSOA) was resolved for the first time which showed a pronounced peak only during the record‐breaking haze episode (Ep3) on 12–13 January. The regional contributions estimated based on the steep evolution of air pollutants were found to play dominant roles for the formation of Ep3, on average accounting for 66% of PM1 during the peak of Ep3 with sulfate, CCOA, and RSOA being the largest fractions (> ~ 75%). Our results suggest that stagnant meteorological conditions, coal combustion, secondary production, and regional transport are four main factors driving the formation and evolution of haze pollution in Beijing during wintertime.

Abstract. The absorption Ångström exponent (AAE) is an important aerosol optical parameter used for aerosol characterization and apportionment studies. The AAE of black carbon (BC) particles is widely accepted to be 1.0, although observational estimates give quite a wide range of 0.6–1.3. With considerable uncertainties related to observations, a numerical study is a powerful method, if not the only one, to provide a better and more accurate understanding on BC AAE. This study calculates BC AAE using realistic particle geometries based on fractal aggregate and an accurate numerical optical model (namely the multiple-sphere T-matrix method), and considers bulk properties of an ensemble of BC particles following lognormal size distributions. At odds with the expectations, BC AAE is not 1.0, even when BC is assumed to have small sizes and a wavelength-independent refractive index. With a wavelength-independent refractive index, the AAE of fresh BC is approximately 1.05 and relatively insensitive to particle size. For BC with geometric mean diameters larger than 0.12 µm, BC AAE becomes smaller when BC particles are aged (compact structures or coated by other non-absorptive materials). For coated BC, we prescribe the coating fraction variation based on a laboratory study, where smaller BC cores are shown to develop larger coating fractions than those of bigger BC cores. For both compact and coated BC, the AAE is highly sensitive to particle size distribution, ranging from approximately 0.8 to even over 1.4 with wavelength-independent refractive index. When the refractive index is allowed to vary with wavelength, a feature with observational backing, the BC AAE may show an even wider range. For different BC morphologies, we derive simple empirical equations on BC AAE based on our numerical results, which can serve as a guide for the response of BC AAE to BC size and refractive index. Due to its complex influences, the effects of BC geometry is better to be discussed at certain BC properties, i.e., known size and refractive index.

Abstract. To understand the impact of firework-burning (FW) particles on air quality and human health during the winter haze period, 39 elements, 10 water-soluble ions and 8 fractions of carbonaceous species in atmospheric PM2.5 in Nanjing were investigated during the 2014 Chinese Spring Festival (SF). Serious regional haze pollution persisted throughout the entire sampling period, with PM2.5 averaging at 113 ± 69 μg m−3 and visibility at 4.8 ± 3.2 km. The holiday effect led to almost all the chemical species decreasing during the SF, except for Al, K, Ba and Sr which were related to FW. The source contributions of coal combustion, vehicle emission and road dust decreased dramatically, whereas FW contributed to about half of the PM2.5 during the SF period. The intensive emission of FW particles on New Year's Eve accounted for 60.1% of the PM2.5. Fireworks also obviously modified the chemical compositions of PM2.5, with 39.3% contributed by increased organic matter, followed by steadily increased loadings of secondary inorganic ions. The aging processes of the FW particles lasted for about 4 days reflected by the variations of Ba, Sr, NH4+, NO3−, SO42− and K+, characterized by heterogeneous reactions of SO2 and NOx on crustal materials directly from FW, the replacement of Cl− by NO3− and SO42−, coating of NO3− and SO42− on soot, formation of secondary organic aerosols and metal-catalyzed formation of NO3− and SO42− at higher relative humidity. During aging, the main contributors to the extinction coefficient shifted from elemental carbon and organic matter to ammonium sulfate. The particles raised higher cancer risk of 1.62 × 10−6 by heavy metals (especially for Cd and As). This study provided detailed composition data and first comprehensive analysis of the aging processes of FW particles during the serious haze pollution period and their potential impact on human health.

Abstract Mixed‐phase stratiform clouds contain numerous liquid, mixed‐phase, and ice clusters, quantifying the cluster scales is potentially helpful to improve the parameterizations of microphysics and radiation models. However, the scales of hydrometeor clusters at different levels of stratiform clouds are not well understood. In this study, using airborne measurements and a large eddy simulation, we show that turbulence plays an important role in controlling the clusters with length of a few hundred meters, while the scales of larger clusters have stronger vertical variations from cloud base to top. The liquid clusters are the largest near the cloud top, while the lengths of ice clusters decrease from cloud base to top. The lengths of mixed‐phase clusters depend on the glaciation process, a faster glaciation results in smaller mixed‐phase clusters. The results improve our understanding on how the liquid and ice are mixed at different levels in stratiform clouds.

ABSTRACT Background High sequence homology between CYP21A2 and CYP21A1P poses challenges to genetic diagnosis of congenital adrenal hyperplasia (CAH) due to 21‐hydroxylase deficiency (21‐OHD). Traditional genetic testing is unable to provide an accurate diagnosis due to the genetic complexity of CAH. Methods Deletions, duplications, and recombination breakpoints were precisely identified by long‐read sequencing (LRS). Results This study presented a pregnant woman, a 21‐OHD carrier detected by MLPA, and her husband, a normal subject also detected by MLPA. The fetus was suspected of having 21‐OHD based on clinical presentations such as enlarged adrenal glands, atypical external genitalia and karyotyping of 46, XX. LRS further identified the fetus as having the most severe salt‐wasting (SW) form of 21‐OHD with a compound heterozygote genotype. One allele was TNXA/TNXB CH‐2, while the other allele was CYP21A1P/CYP21A2 CH‐8. LRS precisely determined the genotypes of the fetus's father and grandmother with duplications, which misdiagnosed by MLPA. The multidisciplinary team recommended immediate glucocorticoid and mineralocorticoid treatment for the child after birth to prevent life‐threatening adrenal crisis. Conclusions LRS provides precise diagnosis for family members with CYP21A2 deletion or duplication, improving disease management and preventing potential adrenal crises. When used in pre‐pregnancy genetic testing, LRS can indicate high genetic risk and guide the appropriate therapy during pregnancy and immediately after birth.

Atmospheric ice nucleation particles (INPs) play a crucial role in influencing cloud formation and microphysical properties, which in turn impact precipitation and Earth’s radiation budget. However, the influence of anthropogenic activities on the properties and concentrations of INPs remains an area of significant uncertainty. This study investigated the physical and chemical characteristics of atmospheric ice nucleation particles in Huangshan, China during the May Day labor holiday period (spanning 8 days, from April 27th to May 5th). INP concentrations were measured at temperatures from −17 °C to −26 °C and relative humidities (RHw) from 95% to 101%. Average INP concentrations reached 13.7 L−1 at −26 °C and 101% RH, 137 times higher than at −17 °C and 95% RH. INP concentrations showed exponential increases with decreasing temperature and exponential increases with increasing RH. Concentration fluctuations were observed over time, with a peak of ~30 L−1 (t = −26 °C, RHw = 101%) around the start and end of the holiday period. Aerosol number concentrations were monitored simultaneously. The peak in aerosols larger than 0.5 μm aligned with the peak in INP concentrations, suggesting a link between aerosol levels and INPs. Chemical composition analysis using SEM–EDX revealed the distinct elemental makeup of INPs based on the activation temperature. INPs active at warmer temperatures contained N, Na, and Cl, indicating possible biomass and sea salt origins, while those active at colder temperatures contained crustal elements like Al and Ca.

Superoxide dismutase (SOD) enzymes are essential for reducing oxidative damage resulting from overabundant reactive oxygen species under abiotic stress. While the SOD gene family has been extensively studied in many species, research focusing on Cymbidium species remains limited. In this study, a comprehensive analysis of the SOD gene family in three Cymbidium genomes was conducted. A total of 23 SOD genes were identified, with nine SODs in C. sinense, eight in C. ensifolium, and six in C. goeringii. These SOD genes were categorized into three clades: Cu/Zn-SOD, Fe-SOD, and Mn-SOD, with the Cu/Zn-SOD being the most abundant in these three types. This classification was supported by analyses of conserved domains, motifs, and phylogenetic relationships. Cis-element prediction showed that stress-responsive elements were identified in most SODs. Transcriptomic data revealed that seven CsSODs exhibited a border expression in all sequenced tissues, while two exhibited undetectable expression levels. Further qRT-PCR analysis showed that all CsSODs were upregulated under salt stress, with some exhibiting significant changes in expression. These findings all highlight the crucial role of CsSODs in the salt stress response and provide valuable insights for further breeding salt-tolerance varieties of C. sinense.