The importance of digital elevation model accuracy in X <sub> CO <sub>2</sub> </sub> retrievals: improving the Orbiting Carbon Observatory 2 Atmospheric Carbon Observations from Space version 11 retrieval product
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. Knowledge of surface pressure is essential for calculating column-averaged dry-air mole fractions of trace gases, such as CO2 (XCO2). In the NASA Orbiting Carbon Observatory 2 (OCO-2) Atmospheric Carbon Observations from Space (ACOS) retrieval algorithm, the retrieved surface pressures have been found to have unacceptable errors, warranting a parametric bias correction. This correction depends on the difference between retrieved and a priori surface pressures, which are derived from a meteorological model that is hypsometrically adjusted to the surface elevation using a digital elevation model (DEM). As a result, the effectiveness of the OCO-2 bias correction is contingent upon the accuracy of the referenced DEM. Here, we investigate several different DEM datasets for use in the OCO-2 ACOS retrieval algorithm: the OCODEM used in ACOS v10 and previous versions, the NASADEM+ (a composite of SRTMv4, ASTER GDEMv3, GIMP, and RAMPv2 DEMs) used in ACOS v11, the Copernicus GLO-90 DEM (GLO-90 DEM), and two polar regional DEMs (ArcticDEM and REMA). We find that the NASADEM+ (ASTER GDEMv3) has a persistent negative bias on the order of 10 to 20 m across most regions north of 60° N latitude, relative to all the other DEMs considered (OCODEM, ArcticDEM, and GLO-90 DEM). Variations of 10 m in DEM elevations lead to variations in XCO2 of approximately 0.4 ppm, meaning that the XCO2 from OCO-2 ACOS v11 retrievals tends to be 0.4 to 0.8 ppm lower across regions north of 60° N than XCO2 from OCO-2 ACOS v10. Our analysis also suggests that the GLO-90 DEM has superior global continuity and accuracy compared to the other DEMs, motivating a post-processing update from OCO-2 v11 Lite files (which used NASADEM+) to OCO-2 v11.1 by substituting the GLO-90 DEM globally. We find that OCO-2 v11.1 improves accuracy and spatial continuity in the bias-corrected XCO2 product relative to both v10 and v11 in high-latitude regions while resulting in marginal or no change in most regions within ± 60° latitude. In addition, OCO-2 v11.1 provides increased data throughput after quality control filtering in most regions, partly due to the change in DEM but mostly due to other corrections to quality control parameters. Given large-scale differences north of 60° N between the OCODEM and NASADEM+, we find that replacing the OCODEM with NASADEM+ yields a ∼ 100 TgC shift in inferred carbon uptake for the zones spanning 30 to 60° N and 60 to 90° N, which is on the order of 5 % to 7 % of the estimated pan-Arctic land sink. Changes in inferred fluxes from replacing the OCODEM with the GLO-90 DEM are smaller, and given the evidence for improved accuracies from this DEM, this suggests that large changes in inferred fluxes from the NASADEM+ are likely erroneous.
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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 | 0,002 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| 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 ».