Validation of the Aeolus Level-2B wind product over Northern Canada and the Arctic
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. In August 2018, the European Space Agency launched the Aeolus satellite, whose Atmospheric LAser Doppler INstrument (ALADIN) is the first spaceborne Doppler wind lidar to regularly measure vertical profiles of horizontal line-of-sight (HLOS) winds with global sampling. This mission is intended to assess improvement to numerical weather prediction provided by wind observations in regions poorly constrained by atmospheric mass, such as the tropics, but also, potentially, in polar regions such as the Arctic where direct wind observations are especially sparse. There remain gaps in the evaluation of the Aeolus products over the Arctic region, which is the focus of this contribution. Here, an assessment of the Aeolus Level-2B wind product is carried out from measurement stations in Canada’s north, to the pan-Arctic, with Aeolus data being compared to Ka-band radar measurements at Iqaluit, Nunavut; to radiosonde measurements over Northern Canada; to Environment and Climate Change Canada (ECCC)’s short-range forecast; and to the reanalysis product, ERA5, from the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF). Periods covered include the early phase during the first laser nominal flight model (FM-A; 2018-09 to 2018-10), the early phase during the second flight laser (FM-B; 2019-08 to 2019-09), and the mid-FM-B periods (2019-12 to 2020-01). The adjusted r-square between Aeolus and other local datasets are around 0.9, except for somewhat lower values in comparison with the ground-based radar, presumably due to limited sampling. This consistency degraded by about 10 % for the Rayleigh winds in the summer, presumably due to scattering from the solar background. Over the pan-Arctic, consistency, with correlation greater than 0.8, is found in the Mie channel from the planetary boundary layer to the lower stratosphere (near surface to 16 km a.g.l.) and in the Rayleigh channel from the troposphere to the stratosphere (2 km to 25 km a.g.l.). Zonal and meridional projections of the HLOS winds are separated to account for the systematic changes in HLOS winds arising from sampling wind components from different viewing orientations in the ascending and descending phases. In all cases, Aeolus standard deviations are found to be 20 % greater than those from ECCC-B and ERA5. We found that L2B estimated error product for Aeolus is coherent with the differences between Aeolus and the other datasets, and can be used as a guide for expected consistency. Thus, our work confirms the quality of the Aeolus dataset over the Arctic and shows that the new Aeolus L2B wind product provides a valuable addition to current wind products in regions such as the Arctic Ocean region where few direct wind observations have been available to date.
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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 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,002 | 0,000 |
| 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) | 0,002 | 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 ».