The Tropospheric Ozone Assessment Report (TOAR) is an activity of the International Global Atmospheric Chemistry Project. This paper is a component of the report, focusing on the present-day distribution and trends of tropospheric ozone relevant to climate and global atmospheric chemistry model evaluation. Utilizing the TOAR surface ozone database, several figures present the global distribution and trends of daytime average ozone at 2702 non-urban monitoring sites, highlighting the regions and seasons of the world with the greatest ozone levels. Similarly, ozonesonde and commercial aircraft observations reveal ozone’s distribution throughout the depth of the free troposphere. Long-term surface observations are limited in their global spatial coverage, but data from remote locations indicate that ozone in the 21st century is greater than during the 1970s and 1980s. While some remote sites and many sites in the heavily polluted regions of East Asia show ozone increases since 2000, many others show decreases and there is no clear global pattern for surface ozone changes since 2000. Two new satellite products provide detailed views of ozone in the lower troposphere across East Asia and Europe, revealing the full spatial extent of the spring and summer ozone enhancements across eastern China that cannot be assessed from limited surface observations. Sufficient data are now available (ozonesondes, satellite, aircraft) across the tropics from South America eastwards to the western Pacific Ocean, to indicate a likely tropospheric column ozone increase since the 1990s. The 2014–2016 mean tropospheric ozone burden (TOB) between 60°N–60°S from five satellite products is 300 Tg ± 4%. While this agreement is excellent, the products differ in their quantification of TOB trends and further work is required to reconcile the differences. Satellites can now estimate ozone’s global long-wave radiative effect, but evaluation is difficult due to limited in situ observations where the radiative effect is greatest.

Abstract. We use in situ observations from the Interagency Monitoring of PROtected Visual Environments (IMPROVE) network, the Midwest Ammonia Monitoring Project, 11 surface site campaigns as well as Infrared Atmospheric Sounding Interferometer (IASI) satellite measurements with the GEOS-Chem model to investigate inorganic aerosol loading and atmospheric ammonia concentrations over the United States. IASI observations suggest that current ammonia emissions are underestimated in California and in the springtime in the Midwest. In California this underestimate likely drives the underestimate in nitrate formation in the GEOS-Chem model. However in the remaining continental United States we find that the nitrate simulation is biased high (normalized mean bias > = 1.0) year-round, except in Spring (due to the underestimate in ammonia in this season). None of the uncertainties in precursor emissions, the uptake efficiency of N2O5 on aerosols, OH concentrations, the reaction rate for the formation of nitric acid, or the dry deposition velocity of nitric acid are able to explain this bias. We find that reducing nitric acid concentrations to 75% of their simulated values corrects the bias in nitrate (as well as ammonium) in the US. However the mechanism for this potential reduction is unclear and may be a combination of errors in chemistry, deposition and sub-grid near-surface gradients. This "updated" simulation reproduces PM and ammonia loading and captures the strong seasonal and spatial gradients in gas-particle partitioning across the United States. We estimate that nitrogen makes up 15−35% of inorganic fine PM mass over the US, and that this fraction is likely to increase in the coming decade, both with decreases in sulfur emissions and increases in ammonia emissions.

Abstract Nonmethane volatile organic compounds (NMVOCs) emitted in excess from anthropogenic sources significantly contribute to the formation of harmful pollutants, thereby degrading air quality. While satellite measurements have become valuable tools for tracking anthropogenic emitters, they have primarily targeted inorganic species and methane (). This study demonstrates the potential of infrared atmospheric sounding interferometers (IASI) to detect anthropogenic NMVOC point sources on a global scale. Using an advanced oversampling technique, we enhance the spatial resolution of IASI measurements to identify emitters of three major NMVOCs: methanol (OH), acetylene (), and propylene (). These point sources are primarily associated with chemical and petrochemical facilities, coal‐burning activities, metallurgy, pharmaceutical manufacturing sites, and megacities. We also highlight the value of combining IASI measurements of NMVOCs with those of the inorganic species, such as sulfur dioxide () and ammonia (), to aid in the identification of anthropogenic point sources.