Sensitivity Study of Aerosol Direct Radiative Effects on Cloudy EarthCARE Scenes Using 1D and 3D Radiative Transfer Simulations
Notice bibliographique
Résumé
The upcoming EarthCARE (Earth Cloud, Aerosol and Radiation Explorer) satellite mission will provide concurrent inferences of aerosol, cloud, and precipitation properties along with radiative fluxes and heating rate profiles. This is essential information to evaluate the representation of all these variables in weather forecasting and climate models and advance our knowledge about cloud and aerosol radiative effects and feedback mechanisms (Wehr et al. 2023). EarthCARE is the first mission to make “operational” use of 3D radiative transfer (RT) models, as well as conventional 1D models. These models will simulate measurements (made and inferred) by EarthCARE’s broadband radiometer (BBR) and compare them against actual BBR measurements in order to assess the quality of aerosol and cloud retrievals derive from other instruments onboard EarthCARE. The scientific goal of the EarthCARE mission is to retrieve cloud and aerosol properties well enough that when used in 3D RT models, predicted and “observed” fluxes differ, on average, by less than ±10 W/m2. This will be a continuous radiative closure assessment of the L2 products, which will be important for both L2-algorithm developers and data users. The RT models to be used, along with their official products, are described in Cole et al. (2023). As pointed out by Cole et al. (2023), the 1D and 3D RT calculations for upwelling shortwave fluxes at 20 km can be expected to differ by more than the target scientific goal in at least 50% of the cases. The assessment of aerosol direct radiative effects on cloudy atmospheres is a difficult task as their properties, which vary with altitude, impact atmospheric RT. The objective of the present study is to use RT models to quantify these effects for 1D and 3D scenes using different vertical distributions of aerosols. The libRadtran RT package (Mayer & Kylling, 2005; Emde et al., 2016) will be used along with its MYSTIC (Mayer 2009) solver for 3D RT simulations. This sensitivity study will employ data from the Halifax, Baja, and Hawaii EarthCARE test frames (~6,200 km-long). For selected cloud scenes, artificial aerosol layers (above and below clouds) will be generated. Differences in simulated shortwave and longwave fluxes and heating rate profiles, along with top of atmosphere radiances, will be evaluated and discussed for different aerosol optical properties based on different aerosol types and their varying vertical distributions. Outcomes of this study will be useful for future radiative closure assessments of EarthCARE using ground-based measurements of aerosol and cloud profiles, thus contributing to post-launch Cal/Val activities.
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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 | 0,002 | 0,005 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 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 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 ».