Inferring the vertical distribution of CO and CO <sub>2</sub> from TCCON total column values using the TARDISS algorithm
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. We describe an approach for determining limited information about the vertical distribution of carbon monoxide (CO) and carbon dioxide (CO2) from total column ground-based Total Carbon Column Observation Network (TCCON) observations. For CO and CO2, it has been difficult to retrieve information about their vertical distribution from spectral line shapes because of the errors in the spectroscopy and the atmospheric temperature profile that mask the effects of variations in their mixing ratio with altitude. For CO2 the challenge is especially difficult given that these variations are typically 2 % or less. Nevertheless, if sufficient accuracy can be obtained, such information would be highly valuable for evaluation of retrievals from satellites and more generally for improving the estimate of surface sources and sinks of these trace gases. We present here the Temporal Atmospheric Retrieval Determining Information from Secondary Scaling (TARDISS) retrieval algorithm. TARDISS uses several simultaneously obtained total column observations of the same gas from different absorption bands with distinctly different vertical averaging kernels. The different total column retrievals are combined in TARDISS using a Bayesian approach where the weights and temporal covariance applied to the different retrievals include additional constraints on the diurnal variation in the vertical distribution for these gases. We assume that the near-surface part of the column varies rapidly over the course of a day (from surface sources and sinks, for example) and that the upper part of the column has a larger temporal covariance over the course of a day. Using measurements from the five North American TCCON sites, we find that the retrieved lower partial column (between the surface and ∼ 800 hPa) of the CO and CO2 dry mole fractions (DMFs) have slopes of 0.999 ± 0.002 and 1.001 ± 0.003 with respect to lower column DMF from integrated in situ data measured directly from aircraft and in AirCores. The average error for our lower column CO retrieval is 1.51 ppb (∼ 2 %) while the average error for our CO2 retrieval is 5.09 ppm (∼ 1.25 %). Compared with classical line-shape-derived vertical profile retrievals, our algorithm reduces the influence of forward model errors such as imprecision in spectroscopy (line shapes and intensities) and in the instrument line shape. In addition, because TARDISS uses the existing retrieved column abundances from TCCON (which themselves are computationally much less intensive than profile retrieval algorithms), it is very fast and processes years of data in minutes. We anticipate that this approach will find broad application for use in carbon cycle science.
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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 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 ».