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Enregistrement W2153083983 · doi:10.5194/acp-13-6687-2013

Performance of the Line-By-Line Radiative Transfer Model (LBLRTM) for temperature, water vapor, and trace gas retrievals: recent updates evaluated with IASI case studies

2013· article· en· W2153083983 sur OpenAlexaff
M. J. Alvarado, Vivienne H. Payne, E. J. Mlawer, G. Uymin, Mark W. Shephard, Karen Cady‐Pereira, Jennifer Delamere, Jean‐Luc Moncet

Notice bibliographique

RevueAtmospheric chemistry and physics · 2013
Typearticle
Langueen
DomaineEnvironmental Science
ThématiqueAtmospheric and Environmental Gas Dynamics
Établissements canadiensEnvironment and Climate Change Canada
Organismes subventionnairesNational Oceanic and Atmospheric AdministrationCalifornia Institute of TechnologyJet Propulsion LaboratoryNational Aeronautics and Space Administration
Mots-clésRadiative transferTrace gasAtmospheric radiative transfer codesEnvironmental scienceWater vaporNadirSatelliteDepth soundingLine (geometry)Remote sensingSpectroscopyAtmospheric Infrared SounderSpectral lineAtmospheric sciencesMeteorologyPhysicsGeologyOptics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract. Modern data assimilation algorithms depend on accurate infrared spectroscopy in order to make use of the information related to temperature, water vapor (H2O), and other trace gases provided by satellite observations. Reducing the uncertainties in our knowledge of spectroscopic line parameters and continuum absorption is thus important to improve the application of satellite data to weather forecasting. Here we present the results of a rigorous validation of spectroscopic updates to an advanced radiative transfer model, the Line-By-Line Radiative Transfer Model (LBLRTM), against a global dataset of 120 near-nadir, over-ocean, nighttime spectra from the Infrared Atmospheric Sounding Interferometer (IASI). We compare calculations from the latest version of LBLRTM (v12.1) to those from a previous version (v9.4+) to determine the impact of spectroscopic updates to the model on spectral residuals as well as retrieved temperature and H2O profiles. We show that the spectroscopy in the CO2 ν2 and ν3 bands is significantly improved in LBLRTM v12.1 relative to v9.4+, and that these spectroscopic updates lead to mean changes of ~0.5 K in the retrieved vertical temperature profiles between the surface and 10 hPa, with the sign of the change and the variability among cases depending on altitude. We also find that temperature retrievals using each of these two CO2 bands are remarkably consistent in LBLRTM v12.1, potentially allowing these bands to be used to retrieve atmospheric temperature simultaneously. The updated H2O spectroscopy in LBLRTM v12.1 substantially improves the a posteriori residuals in the P-branch of the H2O ν2 band, while the improvements in the R-branch are more modest. The H2O amounts retrieved with LBLRTM v12.1 are on average 14% lower between 100 and 200 hPa, 42% higher near 562 hPa, and 31% higher near the surface compared to the amounts retrieved with v9.4+ due to a combination of the different retrieved temperature profiles and the updated H2O spectroscopy. We also find that the use of a fixed ratio of HDO to H2O in LBLRTM may be responsible for a significant fraction of the remaining bias in the P-branch relative to the R-branch of the H2O ν2 band. There were no changes to O3 spectroscopy between the two model versions, and so both versions give positive a posteriori residuals of ~ 0.3 K in the R-branch of the O3 ν3 band. While the updates to the H2O self-continuum employed by LBLRTM v12.1 have clearly improved the match with observations near the CO2 ν3 band head, we find that these updates have significantly degraded the match with observations in the fundamental band of CO. Finally, significant systematic a posteriori residuals remain in the ν4 band of CH4, but the magnitude of the positive bias in the retrieved mixing ratios is reduced in LBLRTM v12.1, suggesting that the updated spectroscopy could improve retrievals of CH4 from satellite observations.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,152
Score d'incertitude au seuil0,610

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

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.

Tête enseignante Opus0,010
Tête enseignante GPT0,215
Écart entre enseignants0,205 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations112
Publié2013
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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