Abstract Tropospheric ozone (O 3 ) is an important greenhouse gas that is also hazardous to human health. The formation of O 3 is sensitive to the levels of its precursors NO x (≡NO + NO 2 ) and peroxy radicals, for example, generated by the oxidation of volatile organic compounds (VOCs). A better understanding of this sensitivity will show how changes in the levels of these trace gases could affect O 3 levels today and in the future, and thus air quality and climate. In this study, we investigate O 3 sensitivity in the tropical troposphere based on in situ observations of NO, HO 2 and O 3 from four research aircraft campaigns between 2015 and 2023. These are OMO (Oxidation Mechanism Observations), ATom (Atmospheric Tomography Mission), CAFE Africa (Chemistry of the Atmosphere Field Experiment in Africa) and CAFE Brazil, in combination with simulations using the EMAC atmospheric chemistry—climate model. We use the metric α (CH 3 O 2 ) together with NO to investigate the O 3 formation sensitivity. We show that O 3 formation is generally NO x ‐sensitive in the lower and middle tropical troposphere and is in a transition regime in the upper troposphere. By distinguishing observations impacted by lightning or not we show that NO from lightning is the most important driver of O 3 sensitivity in the tropics. NO x ‐sensitive chemistry predominates in regions without lightning impact, with α (CH 3 O 2 ) ranging between 0.56 and 0.82 and observed average O 3 levels between 35 and 55 ppbv. Areas affected by lightning exhibit strongly VOC‐sensitive O 3 chemistry with α (CH 3 O 2 ) of about 1 and average O 3 levels between 55 and 80 ppbv.

<p>Particulate matter (PM) air pollution presents a major environmental and public health challenge because of its non-uniform size distribution and chemical composition. Air quality regulations generally categorize particulate matter (PM) size into PM10, PM2.5, and ultrafine particles (UFPs) with aerodynamic diameters smaller than 10, 2.5, and 0.1 µm, respectively. We examined the differential impact of particle size per se on selected organ systems using a custom whole-body mouse exposure system using synthetic PM (SPM). The micrometer-sized SPM accumulated in the lungs as the primary entry organ, while ultrafine SPM showed less accumulation, implying a transition into circulation. Micro SPM-exposed mice exhibited inflammation and NADPH oxidase-derived oxidative stress in the lungs. Ultrafine SPM-exposed mice did not show oxidative stress in the lungs but rather at the brain, heart, and vasculature levels. Endothelial dysfunction and blood pressure increase were more pronounced in ultrafine SPM exposed mice, supported by increased endothelin-1 and decreased endothelial nitric oxide synthase expression, enhancing constriction and reducing vasodilation. To derive a preliminary estimate of the cardiovascular disease burden of UFPs in humans, we used new high-resolution exposure data at a global scale, and applied hazard ratios from an epidemiological cohort study. We derived a UFP-associated incidence of 419 (95% CI 78–712) thousand cardiovascular disease cases per year in the European Union and 5.6 (95% CI 1.1–9.3) million globally. This work provides novel insights into the different toxicological profiles of inhaled ultrafine particles and public health consequences of exposure, guiding future studies.</p>

During summer, ammonia emissions in Southeast Asia influence air pollution and cloud formation. Convective transport by the South Asian monsoon carries these pollutant air masses into the upper troposphere and lower stratosphere (UTLS), where they accumulate under anticyclonic flow conditions. This air mass accumulation is thought to contribute to particle formation and the development of the Asian Tropopause Aerosol Layer (ATAL). Despite the known influence of ammonia and particulate ammonium on air pollution, a comprehensive understanding of the ATAL is lacking. In this modelling study, the influence of ammonia on particle formation is assessed with emphasis on the ATAL. We use the EMAC chemistry-climate model, incorporating new particle formation parameterisations derived from experiments at the CERN CLOUD chamber. Our diurnal cycle analysis confirms that new particle formation mainly occurs during daylight, with a 10-fold enhancement in rate. This increase is prominent in the South Asian monsoon UTLS, where deep convection introduces high ammonia levels from the boundary layer, compared to a baseline scenario without ammonia. Our model simulations reveal that this ammonia-driven particle formation and growth contributes to an increase of up to 80% in cloud condensation nuclei (CCN) concentrations at cloud-forming heights in the South Asian monsoon region. We find that ammonia profoundly influences the aerosol mass and composition in the ATAL through particle growth, as indicated by an order of magnitude increase in nitrate levels linked to ammonia emissions. However, the effect of ammonia-driven new particle formation on aerosol mass in the ATAL is relatively small. Ammonia emissions enhance the regional aerosol optical depth (AOD) for shortwave solar radiation by up to 70%. We conclude that ammonia has a pronounced effect on the ATAL development, composition, the regional AOD, and CCN concentrations.