A sulfur dioxide Covariance-Based Retrieval Algorithm (COBRA): application to TROPOMI reveals new emission sources
Notice bibliographique
Résumé
Sensitive and accurate detection of sulfur dioxide (SO 2 ) from space is important for monitoring and estimating global sulfur emissions. Inspired by detection methods applied in the thermal infrared, we present here a new scheme to retrieve SO 2 columns from satellite observations of ultraviolet back-scattered radiances. The retrieval is based on a measurement error covariance matrix to fully represent the SO 2 -free radiance variability, so that the SO 2 slant column density is the only retrieved parameter of the algorithm. We demonstrate this approach, named COBRA, on measurements from the TROPOspheric Monitoring Instrument (TROPOMI) aboard the Sentinel-5 Precursor (S-5P) satellite. We show that the method reduces significantly both the noise and biases present in the current TROPOMI operational DOAS SO 2 retrievals. The performance of this technique is also benchmarked against that of the principal component algorithm (PCA) approach. We find that the quality of the data is similar and even slightly better with the proposed COBRA approach. The ability of the algorithm to retrieve SO 2 accurately is further supported by comparison with ground-based observations. We illustrate the great sensitivity of the method with a high-resolution global SO 2 map, considering 2.5 years of TROPOMI data. In addition to the known sources, we detect many new SO 2 emission hotspots worldwide. For the largest sources, we use the COBRA data to estimate SO 2 emission rates. Results are comparable to other recently published TROPOMI-based SO 2 emissions estimates, but the associated uncertainties are significantly lower than with the operational data. Next, for a limited number of weak sources, we demonstrate the potential of our data for quantifying SO 2 emissions with a detection limit of about 8 kt yr −1 , a factor of 4 better than the emissions derived from the Ozone Monitoring Instrument (OMI). We anticipate that the systematic use of our TROPOMI COBRA SO 2 column data set at a global scale will allow missing sources to be identified and quantified and help improve SO 2 emission inventories.
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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) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 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 ».