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Enregistrement W2949347793 · doi:10.5194/amt-12-5443-2019

Improving the TROPOMI CO data product: update of the spectroscopic database and destriping of single orbits

2019· article· en· W2949347793 sur OpenAlexafffund
Tobias Borsdorff, Joost aan de Brugh, Andreas Schneider, Alba Lorente, Manfred Birk, Georg Wagner, Rigel Kivi, Frank Hase, Dietrich G. Feist, Ralf Sussmann, Markus Rettinger, Debra Wunch, Thorsten Warneke, Jochen Landgraf

Notice bibliographique

RevueAtmospheric measurement techniques · 2019
Typearticle
Langueen
DomaineEarth and Planetary Sciences
ThématiqueAtmospheric Ozone and Climate
Établissements canadiensUniversity of Toronto
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaEnvironment and Climate Change CanadaBundesministerium für Wirtschaft und EnergieEuropean Commission
Mots-clésHITRANSCIAMACHYEnvironmental scienceTroposphereSatelliteRemote sensingDatabaseMeteorologySpectroscopyComputer sciencePhysicsGeology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract. On 13 October 2017, the Tropospheric Monitoring Instrument (TROPOMI) was launched on the Copernicus Sentinel-5 Precursor satellite in a sun-synchronous orbit. One of the mission's operational data products is the total column concentration of carbon monoxide (CO), which was released to the public in July 2018. The current TROPOMI CO processing uses the HITRAN 2008 spectroscopic data with updated water vapor spectroscopy and produces a CO data product compliant with the mission requirement of 10 % precision and 15 % accuracy for single soundings. Comparison with ground-based CO observations of the Total Carbon Column Observing Network (TCCON) show systematic differences of about 6.2 ppb and single-orbit observations are superimposed by a significant striping pattern along the flight path exceeding 5 ppb. In this study, we discuss possible improvements of the CO data product. We found that the molecular spectroscopic data used in the retrieval plays a key role for the data quality where the use of the Scientific Exploitation of Operational Missions – Improved Atmospheric Spectroscopy Databases (SEOM-IAS) and the HITRAN 2012 and 2016 releases reduce the bias between TROPOMI and TCCON due to improved CH4 spectroscopy. SEOM-IAS achieves the best spectral fit quality (root-mean-square, rms, differences between the simulated and measured spectrum) of 1.5×10-10 mol s−1 m−2 nm−1 sr−1 and reduces the bias between TROPOMI and TCCON to 3.4 ppb, while HITRAN 2012 and HITRAN 2016 decrease the bias even further below 1 ppb. HITRAN 2012 shows the worst fit quality (rms = 2.5×10-10 mol s−1 m−2 nm−1 sr−1) of the tested cross sections and furthermore introduces an artificial bias of about -1.5×1017 molec cm−2 between TROPOMI CO and the CAMS-IFS model in the Tropics caused by the H2O spectroscopic data. Moreover, analyzing 1 year of TROPOMI CO observations, we identified increased striping patterns by about 16 % percent from November 2017 to November 2018. For that, we defined a measure γ, quantifying the relative pixel-to-pixel variation in CO in the cross-track and along-track directions. To mitigate this effect, we discuss two destriping methods applied to the CO data a posteriori. A destriping mask calculated per orbit by median filtering of the data in the cross-track direction significantly reduced the stripe pattern from γ=2.1 to γ=1.6. However, the destriping can be further improved, achieving γ=1.2 by deploying a Fourier analysis and filtering of the data, which not only corrects for stripe patterns in the cross-track direction but also accounts for the variability of stripes along the flight path.

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 enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,002
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,005
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,036
Score d'incertitude au seuil0,072

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0020,005
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0020,003
Études des sciences et des technologies0,0010,000
Communication savante0,0010,002
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0040,004

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 Opus0,034
Tête enseignante GPT0,230
Écart entre enseignants0,196 · 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreMéthodes

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

En bref

Citations68
Publié2019
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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