Influence of aerosols and surface reflectance on satellite NO <sub>2</sub> retrieval: seasonal and spatial characteristics and implications for NO <sub> <i>x</i> </sub> emission constraints
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. Satellite retrievals of vertical column densities (VCDs) of tropospheric nitrogen dioxide (NO2) normally do not explicitly account for aerosol optical effects and surface reflectance anisotropy that vary with space and time. Here, we conduct an improved retrieval of NO2 VCDs over China, called the POMINO algorithm, based on measurements from the Ozone Monitoring Instrument (OMI), and we test the importance of a number of aerosol and surface reflectance treatments in this algorithm. POMINO uses a parallelized LIDORT-driven AMFv6 package to derive tropospheric air mass factors via pixel-specific radiative transfer calculations with no look-up tables, taking slant column densities from DOMINO v2. Prerequisite cloud optical properties are derived from a dedicated cloud retrieval process that is fully consistent with the main NO2 retrieval. Aerosol optical properties are taken from GEOS-Chem simulations constrained by MODIS aerosol optical depth (AOD) data. MODIS bi-directional reflectance distribution function (BRDF) data are used for surface reflectance over land. For the present analysis, POMINO level-2 data for 2012 are aggregated into monthly means on a 0.25° long. × 0.25° lat. grid. POMINO-retrieved annual mean NO2 VCDs vary from 15–25 × 1015 cm−2 over the polluted North China Plain (NCP) to below 1015 cm−2 over much of western China. Using POMINO to infer Chinese emissions of nitrogen oxides leads to annual anthropogenic emissions of 9.05 TgN yr−1, an increase from 2006 (Lin, 2012) by about 19 %. Replacing the MODIS BRDF data with the OMLER v1 monthly climatological albedo data affects NO2 VCDs by up to 40 % for certain locations and seasons. The effect on constrained NOx emissions is small. Excluding aerosol information from the retrieval process (this is the traditional "implicit" treatment) enhances annual mean NO2 VCDs by 15–40 % over much of eastern China. Seasonally, NO2 VCDs are reduced by 10–20 % over parts of the NCP in spring and over northern China in winter, despite the general enhancements in summer and fall. The effect on subsequently constrained annual emissions is between −5 and +30 % with large seasonal and spatial dependence. The implicit aerosol treatment also tends to exclude days with high pollution, since aerosols are interpreted as effective clouds and the respective OMI pixels are often excluded by cloud screening; this is a potentially important sampling bias. Therefore an explicit treatment of aerosols is important for space-based NO2 retrievals and emission constraints. A comprehensive independent measurement network with sufficient spatial and temporal representativeness is needed to further evaluate the different satellite retrieval approaches.
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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 | 0,000 | 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 | 0,001 |
| 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 ».