New temperature and pressure retrieval algorithm for high-resolution infrared solar occultation spectroscopy: analysis and validation against ACE-FTS and COSMIC
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. Motivated by the initial selection of a high-resolution solar occultation Fourier transform spectrometer (FTS) to fly to Mars on the ExoMars Trace Gas Orbiter, we have been developing algorithms for retrieving volume mixing ratio vertical profiles of trace gases, the primary component of which is a new algorithm and software for retrieving vertical profiles of temperature and pressure from the spectra. In contrast to Earth-observing instruments, which can rely on accurate meteorological models, a priori information, and spacecraft position, Mars retrievals require a method with minimal reliance on such data. The temperature and pressure retrieval algorithms developed for this work were evaluated using Earth-observing spectra from the Atmospheric Chemistry Experiment (ACE) FTS, a solar occultation instrument in orbit since 2003, and the basis for the instrument selected for a Mars mission. ACE-FTS makes multiple measurements during an occultation, separated in altitude by 1.5–5 km, and we analyse 10 CO2 vibration–rotation bands at each altitude, each with a different usable altitude range. We describe the algorithms and present results of their application and their comparison to the ACE-FTS data products. The Constellation Observing System for Meteorology, Ionosphere, and Climate (COSMIC) provides vertical profiles of temperature up to 40 km with high vertical resolution. Using six satellites and GPS radio occultation, COSMIC's data product has excellent temporal and spatial coverage, allowing us to find coincident measurements with ACE with very tight criteria: less than 1.5 h and 150 km. We present an intercomparison of temperature profiles retrieved from ACE-FTS using our algorithm, that of the ACE Science Team (v3.5), and from COSMIC. When our retrievals are compared to ACE-FTS v3.5, we find mean differences between −5 and +2 K and that our retrieved profiles have no seasonal or zonal biases but do have a warm bias in the stratosphere and a cold bias in the mesosphere. When compared to COSMIC, we do not observe a warm/cool bias and mean differences are between −4 and +1 K. COSMIC comparisons are restricted to below 40 km, where our retrievals have the best agreement with ACE-FTS v3.5. When comparing ACE-FTS v3.5 to COSMIC we observe a cold bias in COSMIC of 0.5 K, and mean differences are between −0.9 and +0.6 K.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».