Clear-sky temperature and water vapor retrievals utilizing collocated microwave and infrared hyperspectrometers
Notice bibliographique
Résumé
Accurately monitoring atmospheric temperature and water vapor profiles with high spatial and temporal resolutions is crucial for weather forecasting and climate research. Hyperspectral radiance measurements offer a promising opportunity to retrieve these profiles due to the distinct absorption features of various atmospheric compositions.Three clear-sky field campaigns were conducted in Ottawa to collect collocated hyperspectral measurements from two sophisticated instruments: the High Spectral Resolution Airborne Microwave Sounder (HiSRAMS) and the Atmospheric Emitted Radiance Interferometer (AERI). HiSRAMS operates within the microwave oxygen band (49.6-58.3 GHz) and microwave water vapor band (175.9-184.6 GHz), while AERI operates in the infrared spectral range (520-1800 cm-1). Both instruments possess high spectral resolution, enabling the detection of subtle changes in temperature and water vapor profiles. Radiosonde measurements were simultaneously taken during each field campaign to serve as the truth for this study.Initially, we performed a simultaneous assessment of the radiometric accuracy of HiSRAMS and AERI through radiative closure tests. A persistent warm radiance bias was detected in AERI observations in the window band. Correcting this bias improved radiative closure within the same band. HiSRAMS observations, when directed towards the nadir, displayed a smaller brightness temperature bias compared to zenith observations. We diagnosed and compared the radiometric accuracy of both instruments based on the relationship between radiometric bias and optical depth. HiSRAMS exhibited similar radiometric accuracy to AERI in nadir-pointing measurements but demonstrated comparatively poorer accuracy in zenith-pointing measurements, necessitating further characterization.Subsequently, clear-sky temperature and water vapor concentration profiles were successfully retrieved from collocated HiSRAMS flight measurements and AERI ground measurements. These retrieved profiles were validated against radiosonde measurements, demonstrating good agreement. When both instruments were positioned on the ground for zenith-pointing measurements, infrared hyperspectral measurements provided higher information content and better vertical resolution for temperature and water vapor retrievals compared to microwave hyperspectral measurements. Combining airborne nadir-pointing microwave measurements and ground-based zenith-pointing infrared measurements, termed the “sandwich” sounding approach, exhibited increased information content and reduced retrieval uncertainty for temperature and water vapor concentrations across all retrieval levels.
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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 | 0,000 | 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 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 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 ».