Calibration of a Water Vapour Lidar using a Radiosonde TrajectoryMethod
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. Lidars are well-suited for trend measurements in the upper troposphere and lower stratosphere, particularly for species such as water vapour. Trend determinations require frequent, accurate and well-characterized measurements. However, water vapour Raman lidars produce a relative measurement and require calibration in order to transform the measurement into physical units. Typically, the calibration is done using a reference instrument such as a radiosonde. We present an improved trajectory technique to calibrate water vapour Raman lidars based on the previous work of Whiteman et al. (2006), Leblanc and Mcdermid (2008), and Adam et al. (2010) who used radiosondes as an external calibration source, and matched the lidar measurements to the corresponding radiosonde measurement. However, they did not consider the movement of the radiosonde. As calibrations can be affected by a lack of co-location with the reference instrument, we have attempted to improve their technique by tracking the air parcels measured by the radiosonde relative to the field-of-view of the lidar. This study uses GCOS Reference Upper Air Network (GRUAN) Vaisala RS92 radiosonde measurements and lidar measurements from the MeteoSwiss RAman Lidar for Meteorological Observation (RALMO), located in Payerne, Switzerland to demonstrate this improved calibration technique. We compare this technique to traditional radiosonde-lidar calibration techniques which do not involve tracking the radiosonde. Both traditional and our trajectory methods produce similar profiles when the water vapour field is homogeneous over the 30 min calibration period. We show that the trajectory method more accurately reproduces the radiosonde profile when the water vapour field is not homogeneous over a 30 min calibration period. We also calculate a calibration uncertainty budget that can be performed on a nightly basis. We include the contribution of the radiosonde measurement uncertainties to the total calibration uncertainty, and show that on average the uncertainty contribution from the radiosonde is 4 %. We also calculate the uncertainty in the calibration due to the uncertainty in the lidar's counting system, caused by phototube paralyzation, and found it to be an average of 0.3 % for our system. This trajectory method allows a more accurate calibration of a lidar, even when non-co-located radiosondes are the only available calibration source, and also allows additional nights to be used for calibration that would otherwise be discarded due to variability in the water vapour profile.
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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 | 0,001 | 0,002 |
| 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 | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
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 ».