Stratosphere–troposphere separation of nitrogen dioxide columns from the TEMPO geostationary satellite instrument
Notice bibliographique
Résumé
Separating the stratospheric and tropospheric contributions in satellite retrievals of atmospheric NO 2 column abundance is a crucial step in the interpretation and application of the satellite observations. A variety of stratosphere–troposphere separation algorithms have been developed for sun-synchronous instruments in low Earth orbit (LEO) that benefit from global coverage, including broad clean regions with negligible tropospheric NO 2 compared to stratospheric NO 2 . These global sun-synchronous algorithms need to be evaluated and refined for forthcoming geostationary instruments focused on continental regions, which lack this global context and require hourly estimates of the stratospheric column. Here we develop and assess a spatial filtering algorithm for the upcoming TEMPO geostationary instrument that will target North America. Developments include using independent satellite observations to identify likely locations of tropospheric enhancements, using independent LEO observations for spatial context, consideration of diurnally varying partial fields of regard, and a filter based on stratospheric to tropospheric air mass factor ratios. We test the algorithm with LEO observations from the OMI instrument with an afternoon overpass, and from the GOME-2 instrument with a morning overpass. We compare our TEMPO field of regard algorithm against an identical global algorithm to investigate the penalty resulting from the limited spatial coverage in geostationary orbit, and find excellent agreement in the estimated mean daily tropospheric NO 2 column densities ( R 2 =0.999, slope=1.009 for July and R 2 =0.998, slope=0.999 for January). The algorithm performs well even when only small parts of the continent are observed by TEMPO. The algorithm is challenged the most by east coast morning retrievals in the wintertime (e.g., R 2 =0.995, slope=1.038 at 14:00 UTC). We find independent global LEO observations (corrected for time of day) provide important context near the field-of-regard edges. We also test the performance of the TEMPO algorithm without these supporting global observations. Most of the continent is unaffected ( R 2 =0.924 and slope=0.973 for July and R 2 =0.996 and slope=1.008 for January), with 90 % of the pixels having differences of less than ±0.2×1015 molecules cm −2 between the TEMPO tropospheric NO 2 column density and the global algorithm. For near-real-time retrieval, even a climatological estimate of the stratospheric NO 2 surrounding the field of regard would improve this agreement. In general, the additional penalty of a limited field of regard from TEMPO introduces no more error than normally expected in most global stratosphere–troposphere separation algorithms. Overall, we conclude that hourly near-real-time stratosphere–troposphere separation for the retrieval of NO 2 tropospheric column densities by the TEMPO geostationary instrument is both feasible and robust, regardless of the diurnally varying limited field of regard.
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 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 | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 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 | 0,000 | 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) | 0,001 | 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 ».