Offset of MODIS land surface temperatures from in situ air temperatures in the upper Kaskawulsh Glacier region (St. Elias Mountains) indicates near-surface temperature inversions
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. Remote sensing data are a crucial tool for monitoring climatological changes and glacier response in areas inaccessible for in situ measurements. The Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) land surface temperature (LST) product provides temperature data for remote glaciated areas where air temperature measurements from weather stations are sparse or absent, such as the St. Elias Mountains (Yukon, Canada). However, MODIS LSTs in the St. Elias Mountains have been found in prior studies to show an offset from available weather station measurements, the source of which is unknown. Here, we show that the MODIS offset likely results from the occurrence of near-surface temperature inversions rather than from the MODIS sensor’s large footprint size or from poorly constrained snow emissivity values used in LST calculations. We find that an offset in remote sensing temperatures is present not only in MODIS LST products but also in Advanced Spaceborne Thermal Emissions Radiometer (ASTER) and Landsat temperature products, both of which have a much smaller footprint (90–120 m) than MODIS (1 km). In all three datasets, the offset was most pronounced in the winter (mean offset >8 ∘C) and least pronounced in the spring and summer (mean offset <2 ∘C). We also find this enhanced seasonal offset in MODIS brightness temperatures, before the incorporation of snow surface emissivity into the LST calculation. Finally, we find the MODIS LST offset to be consistent in magnitude and seasonal distribution with modeled temperature inversions and to be most pronounced under conditions that facilitate near-surface inversions, namely low incoming solar radiation and wind speeds, at study sites Icefield Divide (60.68∘N, 139.78∘ W; 2,603 m a.s.l) and Eclipse Icefield (60.84∘ N, 139.84∘ W; 3017 m a.s.l.). Although these results do not preclude errors in the MODIS sensor or LST algorithm, they demonstrate that efforts to convert MODIS LSTs to an air temperature measurement should focus on understanding near-surface physical processes. In the absence of a conversion from surface to air temperature based on physical principles, we apply a statistical conversion, enabling the use of mean annual MODIS LSTs to qualitatively and quantitatively examine temperatures in the St. Elias Mountains and their relationship to melt and mass balance.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| 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 tête enseignante, 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 ».