Instrument Trade Studies for Satellite Remote Sensing of Ammonia
Notice bibliographique
Résumé
Atmospheric ammonia (NH3) has effects on air quality and water quality, but due to its short lifetime and high spatial variablility, obtaining global measurements is a challenge. Advances in radiative transfer modelling and radiometric instrument sensitivity have allowed for satellite NH3 observations to be performed by instruments such as NASA’s Tropospheric Emission Spectrometer and NASA’s Cross-track Infrared Sounder, but these instruments, and others like them, were not designed specifically to measure ammonia. This thesis pursues the development of an optimized instrument to measure ammonia with daily Canadian coverage, good ground spatial resolution (around 1 km), and a high signal-to-noise ratio. The work presented here shows an investigation into the optimized satellite remote sensing system by combining forward modelling, sensor design, and data retrieval algorithms. An imaging Fourier Transform Spectrometer (IFTS) is chosen for the instrument for its wide spectral range and high throughput. A software model of the instrument is used to generate interferograms for each pixel, average four neighbouring interferograms, and recover a spectrum. A secondary model convolves the theoretical instrument lineshape for an off-axis square pixel with the high-resolution radiance. The Rodgers-based retrieval algorithm takes in the spectrum from the full instrument model, and iterates (using the convolution model) to retrieve a surface temperature value and an ammonia profile. These three pieces working together allow for an exploration of different instrument configurations. The investigation of the instrument parameters resulted in two configurations that were selected for further study. These two configurations differed in the number of samples taken of the interferogram and the time required to obtain an interferogram, having undersampling factors of 2 and 3, respectively. In a large-scale run of microwindowed retrievals using high-resolution model fields of NH3, both sets of specifications were able to perform ammonia retrievals. Due to the use of microwindowing, the retrieved surface temperature values had errors large enough to impact the ammonia retrievals. Small tests using a full spectrum retrieval resulted in better performance for both the surface temperature and ammonia retrievals. Both sets of instrument specification meet the requirements for the project, though the case with an undersampling factor of 2 has a lower brightness noise level than the other case.
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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 | 0,006 | 0,009 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,002 | 0,004 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,006 | 0,001 |
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 ».