Sensitivity of CryoSat-2 Arctic sea-ice freeboard and thickness on radar-waveform interpretation
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. In the context of quantifying Arctic ice-volume decrease at global scale, the CryoSat-2 satellite was launched in 2010 and is equipped with the Ku band synthetic aperture radar altimeter SIRAL (Synthetic Aperture Interferometric Radar Altimeter), which we use to derive sea-ice freeboard defined as the height of the ice surface above the sea level. Accurate CryoSat-2 range measurements over open water and the ice surface of the order of centimetres are necessary to achieve the required accuracy of the freeboard-to-thickness conversion. Besides uncertainties of the actual sea-surface height and limited knowledge of ice and snow properties, the composition of radar backscatter and therefore the interpretation of radar echoes is crucial. This has consequences in the selection of retracker algorithms which are used to track the main scattering horizon and assign a range estimate to each CryoSat-2 measurement. In this study we apply a retracker algorithm with thresholds of 40, 50 and 80% of the first maximum of radar echo power, spanning the range of values used in the current literature. By using the selected retrackers and additionally results from airborne validation measurements, we evaluate the uncertainties of sea-ice freeboard and higher-level products that arise from the choice of the retracker threshold only, independent of the uncertainties related to snow and ice properties. Our study shows that the choice of retracker thresholds does have a significant impact on magnitudes of estimates of sea-ice freeboard and thickness, but that the spatial distributions of these parameters are less affected. Specifically we find mean radar freeboard values of 0.121 m (0.265 m) for the 40% threshold, 0.086 m (0.203 m) for the 50% threshold and 0.024 m (0.092 m) for the 80% threshold, considering first-year ice (multiyear ice) in March 2013. We show that the main source of freeboard and thickness uncertainty results from the choice of the retracker and the unknown penetration of the radar pulse into the snow layer in conjunction with surface roughness effects. These uncertainties can cause a freeboard bias of roughly 0.06–0.12 m. Furthermore we obtain a significant rise of 0.02–0.15 m of freeboard from March 2013 to November 2013 in the area for multiyear sea ice north of Greenland and Canada. Since this is unlikely, it gives rise to the assumption that applying different retracker thresholds depending on seasonal properties of the snow load is necessary in the future.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,003 | 0,011 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».