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ALIS: An efficient method to compute high spectral resolution polarized solar radiances using the Monte Carlo approach

Emde, Claudia und Buras, Robert und Mayer, Bernhard (2011) ALIS: An efficient method to compute high spectral resolution polarized solar radiances using the Monte Carlo approach. Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer, 112, Seiten 1622-1631. DOI: 10.1016/j.jqsrt.2011.03.018.

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Offizielle URL: http://www.sciencedirect.com/science/journal/00224073/112/10

Kurzfassung

An efficientmethodtocomputeaccuratepolarizedsolarradiancespectrausingthe(3D) MonteCarlomodelMYSTIChasbeendeveloped.Suchhighresolutionspectraare measuredbyvarioussatelliteinstrumentsforremotesensingofatmospherictrace gases.ALIS(AbsorptionLinesImportanceSampling)allowsthecalculationofspectraby tracingphotonsatonlyonewavelength.Inordertotakeintoaccountthespectral dependenceoftheabsorptioncoefficientaspectralabsorptionweightiscalculatedfor each photonpath.Ateachscatteringeventthelocalestimatemethodiscombinedwith an importancesamplingmethodtotakeintoaccountthespectraldependenceofthe scatteringcoefficient.Sinceeachwavelengthgridpointiscomputedbasedonthesame set ofrandomphotonpaths,thestatisticalerrorisalmostsameforallwavelengthsand hencethesimulatedspectrumisnotnoisy.Thestatisticalerrormainlyresultsinasmall relativedeviationwhichisindependentofwavelengthandcanbeneglectedforthose remotesensingapplications,wheredifferentialabsorptionfeaturesareofinterest. Two exampleapplicationsarepresented:Thesimulationofshortwave-infrared polarizedspectraasmeasuredbyGOSATfromwhichCO2 is retrieved,andthe simulationofthedifferentialopticalthicknessinthevisiblespectralrangewhichis derivedfromSCIAMACHYmeasurementstoretrieveNO2. Thecomputationalspeedof ALIS (for1Dor3Datmospheres)isoftheorderoforevenfasterthanthatofone- dimensionaldiscreteordinatemethods,inparticularwhenpolarizationisconsidered.

Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:ALIS: An efficient method to compute high spectral resolution polarized solar radiances using the Monte Carlo approach
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-Adresse der Autoren
Emde, ClaudiaDLR / LMU
Buras, RobertLMU
Mayer, BernhardDLR / LMU
Datum:2011
Erschienen in:Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer
Referierte Publikation:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:112
DOI :10.1016/j.jqsrt.2011.03.018
Seitenbereich:Seiten 1622-1631
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Radiative transfer; Monte Carlomethod; Polarization; Trace gas remotesensing; High spectralresolution
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Hinterlegt von: Jana Freund
Hinterlegt am:15 Dez 2011 13:19
Letzte Änderung:12 Dez 2013 21:29

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