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Aerosol retrieval experiments in the ESA Aerosol_cci project

Holzer-Popp, Thomas und de Leeuw, Gerrit und Griesfeller, J. und Martynenko, D. und Klüser, L. und Bevan, S. und Davies, W. und Ducos, F. und Deuze, J. und Graigner, R.G. und Heckel, A. und von Hoyningen-Huene, Wolfgang und Kolmonen, P. und Litvinov, P. und North, P. und Poulson, C. und Ramon, D. und Siddans, R. und Sogacheva, L. und Tanre, D. und Thomas, G.E. und Vountas, M. und Decloitres, J. und Kinne, S. und Schulz, M. und Pinnock, S. (2013) Aerosol retrieval experiments in the ESA Aerosol_cci project. Atmospheric Measurement Techniques. Copernicus Publications. ISSN 1867-1381.

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Kurzfassung

Within the ESA Climate Change Initiative (CCI) project Aerosol_cci (2010 – 2013), algorithms for the production of long-term total column aerosol optical depth (AOD) datasets from European Earth Observation sensors are developed. Starting with eight existing pre-cursor algorithms three analysis steps are conducted to improve and qualify the algorithms: (1) a series of experiments applied to one month of global data to understand several major sensitivities to assumptions needed due to the ill-posed nature of the underlying inversion problem, (2) a round robin exercise of “best” versions of each of these algorithms (defined using the step 1 outcome) applied to four months of global data to identify mature algorithms, and (3) a comprehensive validation exercise applied to one complete year of global data produced by the algorithms selected as mature based on the round robin exercise. The algorithms tested included four using AATSR, three using MERIS and one using PARASOL. This paper summarizes the first step. Three experiments were conducted to assess the potential impact of major assumptions in the various aerosol retrieval algorithms. In the first experiment a common set of four aerosol components was used to provide all algorithms with the same assumptions. The second experiment introduced an aerosol property climatology, derived from a combination of model and sun photometer observations, as a priori information in the retrievals on the occurrence of the common aerosol components. The third experiment assessed the impact of using a common nadir cloud mask for AATSR and MERIS algorithms in order to characterize the sensitivity to remaining cloud contamination in the retrievals against the baseline dataset versions. The impact of the algorithm changes was assessed for one month (September 2008) of data: qualitatively by inspection of monthly mean AOD maps and quantitatively by comparing daily gridded satellite data against daily averaged AERONET sun photometer observations for the different versions of each algorithm globally (land and coastal) and for three regions with different aerosol regimes. The analysis allowed an assessment of sensitivities of all algorithms which helped define the best algorithm versions for the subsequent round robin exercise; all algorithms (except for MERIS) showed some, in parts significant, improvement. In particular, using common aerosol components and partly also a priori aerosol type climatology is beneficial. On the other hand the use of an AATSR-based common cloud mask meant a clear improvement (though with significant reduction of coverage) for the MERIS standard product, but not for the algorithms using AATSR.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/83332/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Aerosol retrieval experiments in the ESA Aerosol_cci project
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Holzer-Popp, Thomasthomas.holzer-popp (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
de Leeuw, GerritFMINICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Griesfeller, J.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Martynenko, D.dmytro.martynenko (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Klüser, L.lars.klueser (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bevan, S.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Davies, W.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ducos, F.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Deuze, J.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Graigner, R.G.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Heckel, A.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
von Hoyningen-Huene, WolfgangUniv. of Bremen, BremenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kolmonen, P.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Litvinov, P.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
North, P.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Poulson, C.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ramon, D.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Siddans, R.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sogacheva, L.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Tanre, D.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Thomas, G.E.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Vountas, M.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Decloitres, J.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kinne, S.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schulz, M.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Pinnock, S.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2013
Erschienen in:Atmospheric Measurement Techniques
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Verlag:Copernicus Publications
ISSN:1867-1381
Status:akzeptierter Beitrag
Stichwörter:aerosol retrieval, algorithm experiments, ENVISAT
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erdbeobachtung
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EO - Erdbeobachtung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Vorhaben Datenprodukte für Klima- und Atmosphärenanwendungen (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum
Hinterlegt von: Popp, Dr.rer.nat Thomas
Hinterlegt am:17 Jul 2013 13:42
Letzte Änderung:02 Mai 2019 14:13

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