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Preflight Evaluation of the Performance of the Chinese Environmental Trace Gas Monitoring Instrument (EMI) by Spectral Analyses of Nitrogen Dioxide

Zhang, Chengxin und Liu, Cheng und Wang, Yang und Si, Fuqi und Zhou, Haijin und Zhao, Minjie und Su, Wenjing und Zhang, Wenqiang und Chan, Ka Lok und Liu, Xiong und Xie, Pinhua und Liu, Jianguo und Wagner, Thomas (2018) Preflight Evaluation of the Performance of the Chinese Environmental Trace Gas Monitoring Instrument (EMI) by Spectral Analyses of Nitrogen Dioxide. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 56 (6), Seiten 3323-3332. IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers. doi: 10.1109/tgrs.2018.2798038. ISSN 0196-2892.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
13MB

Kurzfassung

The Environmental trace gas Monitoring Instrument (EMI) onboard the Chinese high-resolution remote sensing satellite GaoFen-5 is an ultraviolet-visible imaging spectrometer, aiming to quantify the global distribution of tropospheric and stratospheric trace gases and planned to be launched in spring 2018. The preflight calibration phase is essential to characterize the properties and performance of the EMI in order to provide information for data processing and trace gas retrievals. In this paper, we present the first EMI measurement of nitrogen dioxide (NO 2 ) from a gas absorption cell using scattered sunlight as the light source by the differential optical absorption spectroscopy technique. The retrieved NO 2 column densities in the UV and Vis wavelength ranges are consistent with the column density in the gas cell calculated from the NO 2 mixing ratio and the length of the gas cell. Furthermore, the differences of the retrieved NO 2 column densities among the adjoining spatial rows of the detector are less than 3%. This variation is similar to the well-known “stripes-pattern” of the Ozone Monitoring Instrument and is probably caused by remaining systematic effects like a nonperfect description of the individual instrument functions. Finally, the signal-to-noise ratios of EMI in-orbit measurements of NO 2 are estimated on the basis of on-ground scattered sunlight measurements and radiative transfer model simulations. Based on our results, we conclude that the EMI is capable of measuring the global distribution of the NO 2 column with the retrieval precision and accuracy better than 3% for the tested wavelength ranges and viewing angles.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/129093/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Preflight Evaluation of the Performance of the Chinese Environmental Trace Gas Monitoring Instrument (EMI) by Spectral Analyses of Nitrogen Dioxide
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Zhang, ChengxinUniversity of Science and Technology of ChinaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Liu, ChengUniversity of Science and Technology of ChinaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wang, YangMPI MainzNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Si, FuqiAnhui Institute of Optics and Fine MechanicsNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zhou, HaijinAnhui Institute of Optics and Fine MechanicsNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zhao, MinjieAnhui Institute of Optics and Fine MechanicsNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Su, WenjingUniversity of Science and Technology of ChinaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zhang, WenqiangUniversity of Science and Technology of ChinaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Chan, Ka LokKa.Chan (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Liu, XiongHarvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, MA, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Xie, PinhuaAnhui Institute of Optics and Fine MechanicsNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Liu, JianguoAnhui Institute of Optics and Fine MechanicsNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wagner, ThomasMPI MainzNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Juni 2018
Erschienen in:IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:56
DOI:10.1109/tgrs.2018.2798038
Seitenbereich:Seiten 3323-3332
Verlag:IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers
ISSN:0196-2892
Status:veröffentlicht
Stichwörter:air pollution measurement;atmospheric composition;atmospheric measuring apparatus;atmospheric spectra;atmospheric techniques;calibration;ozone;radiative transfer;remote sensing;stratosphere;sunlight;preflight evaluation;Chinese Environmental trace gas Monitoring Instrument;spectral analyses;nitrogen dioxide;Chinese high-resolution remote sensing satellite GaoFen-5;ultraviolet-visible imaging spectrometer;global distribution;stratospheric trace gases;preflight calibration phase;data processing;trace gas retrievals;EMI measurement;gas absorption cell;differential optical absorption spectroscopy technique;2 column densities;column density;gas cell;2 mixing ratio;Ozone Monitoring Instrument;individual instrument functions;on-ground scattered sunlight measurements;retrieval precision;NO2;Electromagnetic interference;Atmospheric measurements;Calibration;Instruments;Extraterrestrial measurements;Gases;Absorption;Differential optical absorption spectroscopy (DOAS);NO₂;remote sensing;satellite;spectral analysis;trace gases
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erdbeobachtung
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EO - Erdbeobachtung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):Vorhaben Spektroskopische Verfahren in der Fernerkundung (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Methodik der Fernerkundung > Atmosphärenprozessoren
Hinterlegt von: Chan, Ka Lok
Hinterlegt am:23 Sep 2019 11:57
Letzte Änderung:15 Jun 2023 14:29

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