Abstract In recent years, marine, freshwater and terrestrial pollution with microplastics has been discussed extensively, whereas atmospheric microplastic transport has been largely overlooked. Here, we present global simulations of atmospheric transport of microplastic particles produced by road traffic (TWPs – tire wear particles and BWPs – brake wear particles), a major source that can be quantified relatively well. We find a high transport efficiencies of these particles to remote regions. About 34% of the emitted coarse TWPs and 30% of the emitted coarse BWPs (100 kt yr −1 and 40 kt yr −1 respectively) were deposited in the World Ocean. These amounts are of similar magnitude as the total estimated direct and riverine transport of TWPs and fibres to the ocean (64 kt yr −1 ). We suggest that the Arctic may be a particularly sensitive receptor region, where the light-absorbing properties of TWPs and BWPs may also cause accelerated warming and melting of the cryosphere.

Abstract. The Lagrangian particle dispersion model FLEXPART in its original version in the mid-1990s was designed for calculating the long-range and mesoscale dispersion of hazardous substances from point sources, such as those released after an accident in a nuclear power plant. Over the past decades, the model has evolved into a comprehensive tool for multi-scale atmospheric transport modeling and analysis and has attracted a global user community. Its application fields have been extended to a large range of atmospheric gases and aerosols, e.g., greenhouse gases, short-lived climate forcers like black carbon and volcanic ash, and it has also been used to study the atmospheric branch of the water cycle. Given suitable meteorological input data, it can be used for scales from dozens of meters to global. In particular, inverse modeling based on source–receptor relationships from FLEXPART has become widely used. In this paper, we present FLEXPART version 10.4, which works with meteorological input data from the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF) Integrated Forecast System (IFS) and data from the United States National Centers of Environmental Prediction (NCEP) Global Forecast System (GFS). Since the last publication of a detailed FLEXPART description (version 6.2), the model has been improved in different aspects such as performance, physicochemical parameterizations, input/output formats, and available preprocessing and post-processing software. The model code has also been parallelized using the Message Passing Interface (MPI). We demonstrate that the model scales well up to using 256 processors, with a parallel efficiency greater than 75 % for up to 64 processes on multiple nodes in runs with very large numbers of particles. The deviation from 100 % efficiency is almost entirely due to the remaining nonparallelized parts of the code, suggesting large potential for further speedup. A new turbulence scheme for the convective boundary layer has been developed that considers the skewness in the vertical velocity distribution (updrafts and downdrafts) and vertical gradients in air density. FLEXPART is the only model available considering both effects, making it highly accurate for small-scale applications, e.g., to quantify dispersion in the vicinity of a point source. The wet deposition scheme for aerosols has been completely rewritten and a new, more detailed gravitational settling parameterization for aerosols has also been implemented. FLEXPART has had the option of running backward in time from atmospheric concentrations at receptor locations for many years, but this has now been extended to also work for deposition values and may become useful, for instance, for the interpretation of ice core measurements. To our knowledge, to date FLEXPART is the only model with that capability. Furthermore, the temporal variation and temperature dependence of chemical reactions with the OH radical have been included, allowing for more accurate simulations for species with intermediate lifetimes against the reaction with OH, such as ethane. Finally, user settings can now be specified in a more flexible namelist format, and output files can be produced in NetCDF format instead of FLEXPART's customary binary format. In this paper, we describe these new developments. Moreover, we present some tools for the preparation of the meteorological input data and for processing FLEXPART output data, and we briefly report on alternative FLEXPART versions.

The Russian and Norwegian Arctic are gaining notoriety as an alternative maritime route connecting the Atlantic and Pacific Oceans and as sources of natural resources. The renewed interest in the Northeast Passage or the Northern Sea Route is fueled by a recession of Arctic sea ice coupled with the discovery of new natural resources at a time when emerging and global markets are in growing demand for them. Driven by the expectation of potential future economic importance of the region, political interest and governance has been rapidly developing, mostly within the Arctic Council. However, this paper argues that optimism regarding the potential of Arctic routes as an alternative to the Suez Canal is overstated. The route involves many challenges: jurisdictional disputes create political uncertainties; shallow waters limit ship size; lack of modern deepwater ports and search and rescue (SAR) capabilities requires ships to have higher standards of autonomy and safety; harsh weather conditions and free-floating ice make navigation more difficult and schedules more variable; and more expensive ship construction and operation costs lessen the economic viability of the route. Technological advances and infrastructure investments may ameliorate navigational challenges, enabling increased shipping of natural resources from the Arctic to global markets.

The present study describes the data sets produced in Warsaw, Poland with the aim of developing tools and methods for the implementation of human-centred and data-driven solutions to the enhancement of sustainable mobility transition. This study focuses on school commutes and alternatives to private cars for children drop off and pick up from primary schools. The dataset enables the complex analysis of interactions between determinants of transport mode choice, revealed choices, and air quality impact. We draw on four data collection methods, namely, (i) air quality and noise sensors' measurements, (ii) in-person observations of transport behaviours, (iii) travel diaries, and (iv) social surveys. Moreover, all trip data from travel diaries are complemented with the calculated attributes of alternative travel modes. The data produced in the project can be also combined with publicly available information on air quality, public transport schedules, and traffic flows. The present data sets help to open new venues for interdisciplinary analyses of sustainable mobility transition effectiveness and efficiency.