Assessment of the quality of TROPOMI high-spatial-resolution NO <sub>2</sub> data products in the Greater Toronto Area
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. The TROPOspheric Monitoring Instrument (TROPOMI) aboard the Sentinel-5 Precursor satellite (launched on 13 October 2017) is a nadir-viewing spectrometer measuring reflected sunlight in the ultraviolet, visible, near-infrared, and shortwave infrared spectral ranges. The measured spectra are used to retrieve total columns of trace gases, including nitrogen dioxide (NO2). For ground validation of these satellite measurements, Pandora spectrometers, which retrieve high-quality NO2 total columns via direct-sun measurements, are widely used. In this study, Pandora NO2 measurements made at three sites located in or north of the Greater Toronto Area (GTA) are used to evaluate the TROPOMI NO2 data products, including a standard Royal Netherlands Meteorological Institute (KNMI) tropospheric and stratospheric NO2 data product and a TROPOMI research data product developed by Environment and Climate Change Canada (ECCC) using a high-resolution regional air quality forecast model (in the air mass factor calculation). It is found that these current TROPOMI tropospheric NO2 data products (standard and ECCC) met the TROPOMI design bias requirement (< 10 %). Using the statistical uncertainty estimation method, the estimated TROPOMI upper-limit precision falls below the design requirement at a rural site but above in the other two urban and suburban sites. The Pandora instruments are found to have sufficient precision (< 0.02 DU) to perform TROPOMI validation work. In addition to the traditional satellite validation method (i.e., pairing ground-based measurements with satellite measurements closest in time and space), we analyzed TROPOMI pixels located upwind and downwind from the Pandora site. This makes it possible to improve the statistics and better interpret the high-spatial-resolution measurements made by TROPOMI. By using this wind-based validation technique, the number of coincident measurements can be increased by about a factor of 5. With this larger number of coincident measurements, this work shows that both TROPOMI and Pandora instruments can reveal detailed spatial patterns (i.e., horizontal distributions) of local and transported NO2 emissions, which can be used to evaluate regional air quality changes. The TROPOMI ECCC NO2 research data product shows improved agreement with Pandora measurements compared to the TROPOMI standard tropospheric NO2 data product (e.g., lower multiplicative bias at the suburban and urban sites by about 10 %), demonstrating benefits from the high-resolution regional air quality forecast model.
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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 | 0,002 | 0,006 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| 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 ».