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The Influence of Instrumental Line Shape Degradation on the Partial Columns of O3, CO, CH4 and N2O Derived from High-Resolution FTIR Spectrometry

Sun, Youwen und Liu, Cheng und Chan, Ka Lok und Wang, Wei und Shan, Changong und Hu, Qihou und Liu, Jianguo (2018) The Influence of Instrumental Line Shape Degradation on the Partial Columns of O3, CO, CH4 and N2O Derived from High-Resolution FTIR Spectrometry. Remote Sensing, 10 (12), Seiten 1-14. Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI). doi: 10.3390/rs10122041. ISSN 2072-4292.

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3MB

Offizielle URL: https://www.mdpi.com/2072-4292/10/12/2041

Kurzfassung

High resolution Fourier transform infrared (FTIR) measurement of direct sunlight does not only provide information of trace gas total columns, but also vertical distribution. Measured O3, CO, CH4, and N2O can be separated into multiple partial columns using the optimal estimation method (OEM). The retrieval of trace gas profiles is sensitive to the instrument line shape (ILS) of the FTIR spectrometer. In this paper, we present an investigation of the influence of ILS degradation on the partial column retrieval of O3, CO, CH4, and N2O. Sensitivities of the partial column, error, and degrees of freedom (DOFs) of each layer to different levels of ILS degradation for O3, CO, CH4, and N2O are estimated. We then evaluate the impact of ILS degradation on the long-term measurements. In addition, we derive the range of ILS degradation corresponding to the acceptable uncertainties of O3, CO, CH4, and N2O results. The results show that the uncertainties induced by the ILS degradation on the absolute value, error, and the DOFs of the partial column are altitude and gas species dependent. The uncertainties of the partial columns of O3 and CO are larger than those on CH4 and N2O. The stratospheric partial columns are more sensitive to the ILS degradation compared to the tropospheric part. Our result improves the understanding of the ILS degradation on the FTIR measurements, which is important for the quantification of the measurement uncertainties and minimizes the bias of the inter-comparison between different measurement platforms. This is especially useful for the validation of satellite observations, the data assimilation of chemical model simulations, and the quantification of the source/sink/trend from the FTIR measurements.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/129095/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:The Influence of Instrumental Line Shape Degradation on the Partial Columns of O3, CO, CH4 and N2O Derived from High-Resolution FTIR Spectrometry
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Sun, YouwenAnhui Institute of Optics and Fine MechanicsNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Liu, ChengUniversity of Science and Technology of ChinaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Chan, Ka Lokka.chan (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wang, WeiAnhui Institute of Optics and Fine MechanicsNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Shan, ChangongAnhui Institute of Optics and Fine MechanicsNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hu, QihouAnhui Institute of Optics and Fine MechanicsNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Liu, JianguoAnhui Institute of Optics and Fine MechanicsNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:14 Dezember 2018
Erschienen in:Remote Sensing
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:10
DOI:10.3390/rs10122041
Seitenbereich:Seiten 1-14
Verlag:Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI)
ISSN:2072-4292
Status:veröffentlicht
Stichwörter:FTIR, ILS
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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 12:09
Letzte Änderung:14 Dez 2019 04:27

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