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Evaluation of MOPITT Version 7 joint TIR-NIR XCO retrievals with TCCON
Hedelius, Jacob K. und He, Tai-Long und Jones, Dylan B. A. und Baier, Bianca C. und Buchholz, Rebecca R. und De Mazière, Martine und Deutscher, Nicholas M. und Dubey, Manvendra K. und Feist, Dietrich G. und Griffith, David W. T. und Hase, Frank und Iraci, Laura T. und Jeseck, Pascal und Kiel, Matthäus und Kivi, Rigel und Liu, Cheng und Morino, Isamu und Notholt, Justus und Oh, Young-Suk und Ohyama, Hirofumi und Pollard, David F. und Rettinger, Markus und Roche, Sébastien und Roehl, Coleen M. und Schneider, Matthias und Shiomi, Kei und Strong, Kimberly und Sussmann, Ralf und Sweeney, Colm und Té, Yao und Uchino, Osamu und Velazco, Voltaire A. und Wang, Wei und Warneke, Thorsten und Wennberg, Paul O. und Worden, Helen M. und Wunch, Debra
(2019)
Evaluation of MOPITT Version 7 joint TIR-NIR XCO retrievals with TCCON.
Atmospheric Measurement Techniques (AMT), 12 (10), Seiten 5547-5572.
Copernicus Publications.
doi: 10.5194/amt-12-5547-2019.
ISSN 1867-1381.
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7MB |
Offizielle URL: http://dx.doi.org/10.5194/amt-12-5547-2019 KurzfassungObservations of carbon monoxide (CO) from the Measurements Of Pollution In The Troposphere (MOPITT) instrument aboard the Terra spacecraft were expected to have an accuracy of 10 % prior to the launch in 1999. Here we evaluate MOPITT Version 7 joint (V7J) thermal-infrared and near-infrared (TIR–NIR) retrieval accuracy and precision and suggest ways to further improve the accuracy of the observations. We take five steps involving filtering or bias corrections to reduce scatter and bias in the data relative to other MOPITT soundings and ground-based measurements. (1) We apply a preliminary filtering scheme in which measurements over snow and ice are removed. (2) We find a systematic pairwise bias among the four MOPITT along-track detectors (pixels) on the order of 3-4 ppb with a small temporal trend, which we remove on a global scale using a temporally trended bias correction. (3) Using a small-region approximation (SRA), a new filtering scheme is developed and applied based on additional quality indicators such as the signal-to-noise ratio (SNR). After applying these new filters, the root-mean-squared error computed using the local median from the SRA over 16 years of global observations decreases from 3.84 to 2.55 ppb. (4) We also use the SRA to find variability in MOPITT retrieval anomalies that relates to retrieval parameters. We apply a bias correction to one parameter from this analysis. (5) After applying the previous bias corrections and filtering, we compare the MOPITT results with the GGG2014 ground-based Total Carbon Column Observing Network (TCCON) observations to obtain an overall global bias correction. These comparisons show that MOPITT V7J is biased high by about 6 %-8 %, which is similar to past studies using independent validation datasets on V6J. When using TCCON spectrometric column retrievals without the standard airmass correction or scaling to aircraft (WMO scale), the ground- and satellite-based observations overall agree to better than 0.5 %. GEOS-Chem data assimilations are used to estimate the influence of filtering and scaling to TCCON on global CO and tend to pull concentrations away from the prior fluxes and closer to the truth. We conclude with suggestions for further improving the MOPITT data products. elib-URL des Eintrags: | https://elib.dlr.de/130046/ |
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Dokumentart: | Zeitschriftenbeitrag |
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Titel: | Evaluation of MOPITT Version 7 joint TIR-NIR XCO retrievals with TCCON |
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Autoren: | Autoren | Institution oder E-Mail-Adresse | Autoren-ORCID-iD | ORCID Put Code |
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Hedelius, Jacob K. | Department of Physics, University of Toronto, Toronto, Canada | https://orcid.org/0000-0003-2025-7519 | NICHT SPEZIFIZIERT | He, Tai-Long | Department of Physics, University of Toronto, Toronto, Canada | https://orcid.org/0000-0002-7734-0076 | NICHT SPEZIFIZIERT | Jones, Dylan B. A. | Department of Physics, University of Toronto, Toronto, Canada | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Baier, Bianca C. | Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences, University of Colorado, Boulder, Colorado, USA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Buchholz, Rebecca R. | Atmospheric Chemistry Observations & Modeling, National Center for Atmospheric Research, Boulder, Colorado, USA | https://orcid.org/0000-0001-8124-2455 | NICHT SPEZIFIZIERT | De Mazière, Martine | Royal Belgian Institute for Space Aeronomy (BIRA-IASB), Brussels, 1180, Belgium | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Deutscher, Nicholas M. | Centre for Atmospheric Chemistry, School of Earth, Atmospheric and Life Sciences, University of Wollongong, Northfields Ave., Wollongong, NSW 2522, Australia | https://orcid.org/0000-0002-2906-2577 | NICHT SPEZIFIZIERT | Dubey, Manvendra K. | Earth and Environmental Sciences, Los Alamos National Laboratory, Los Alamos, New Mexico, US | https://orcid.org/0000-0002-3492-790X | NICHT SPEZIFIZIERT | Feist, Dietrich G. | DLR, IPA und Univ. München | https://orcid.org/0000-0002-5890-6687 | NICHT SPEZIFIZIERT | Griffith, David W. T. | Centre for Atmospheric Chemistry, School of Earth, Atmospheric and Life Sciences, University of Wollongong, Northfields Ave., Wollongong, NSW 2522, Australia | https://orcid.org/0000-0002-7986-1924 | NICHT SPEZIFIZIERT | Hase, Frank | Institute of Meteorology and Climate Research (IMK-ASF), Karlsruhe Institute of Technology, Karlsruhe, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Iraci, Laura T. | NASA Ames Research Center, Mountain View, California, USA | https://orcid.org/0000-0002-2859-5259 | NICHT SPEZIFIZIERT | Jeseck, Pascal | LERMA-IPSL, Sorbonne Université, CNRS, Observatoire de Paris, PSL Université, 75005, Paris, France | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Kiel, Matthäus | Division of Geological and Planetary Sciences, California Institute of Technology, Pasadena, California, USA | https://orcid.org/0000-0002-9784-962X | NICHT SPEZIFIZIERT | Kivi, Rigel | Finnish Meteorological Institute, Sodankylä, Finland | https://orcid.org/0000-0001-8828-2759 | NICHT SPEZIFIZIERT | Liu, Cheng | School of Earth and Space Sciences, University of Science and Technology of China, Hefei, 230026, China | https://orcid.org/0000-0002-3759-9219 | NICHT SPEZIFIZIERT | Morino, Isamu | National Institute for Environmental Studies (NIES), Tsukuba, Japan | https://orcid.org/0000-0003-2720-1569 | NICHT SPEZIFIZIERT | Notholt, Justus | Institute of Environmental Physics, University of Bremen, Bremen, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Oh, Young-Suk | National Institute of Meteorological Sciences 33, Seohobuk-ro, Seogwipo-si, Jeju-do 63568, Republic of Korea | https://orcid.org/0000-0001-8010-1597 | NICHT SPEZIFIZIERT | Ohyama, Hirofumi | National Institute for Environmental Studies (NIES), Tsukuba, Japan | https://orcid.org/0000-0003-2109-9874 | NICHT SPEZIFIZIERT | Pollard, David F. | National Institute of Water and Atmospheric Research, Lauder, New Zealand | https://orcid.org/0000-0001-9923-2984 | NICHT SPEZIFIZIERT | Rettinger, Markus | Institute of Meteorology and Climate Research (IMK-IFU), Karlsruhe Institute of Technology (KIT), Garmisch-Partenkirchen, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Roche, Sébastien | Department of Physics, University of Toronto, Toronto, Canada | https://orcid.org/0000-0003-2474-4744 | NICHT SPEZIFIZIERT | Roehl, Coleen M. | Division of Geological and Planetary Sciences, California Institute of Technology, Pasadena, California, USA | https://orcid.org/0000-0001-5383-8462 | NICHT SPEZIFIZIERT | Schneider, Matthias | Institute of Meteorology and Climate Research (IMK-ASF), Karlsruhe Institute of Technology, Karlsruhe, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Shiomi, Kei | Japan Aerospace Exploration Agency, 2-1-1 Sengen, Tsukuba, Ibaraki, Japan | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Strong, Kimberly | Department of Physics, University of Toronto, Toronto, Canada | https://orcid.org/0000-0001-9947-1053 | NICHT SPEZIFIZIERT | Sussmann, Ralf | Institute of Meteorology and Climate Research (IMK-IFU), Karlsruhe Institute of Technology (KIT), Garmisch-Partenkirchen, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Sweeney, Colm | Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences, University of Colorado, Boulder, Colorado, USA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Té, Yao | LERMA-IPSL, Sorbonne Université, CNRS, Observatoire de Paris, PSL Université, 75005, Paris, France | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Uchino, Osamu | National Institute for Environmental Studies (NIES), Tsukuba, Japan | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Velazco, Voltaire A. | Centre for Atmospheric Chemistry, School of Earth, Atmospheric and Life Sciences, University of Wollongong, Northfields Ave., Wollongong, NSW 2522, Australia | https://orcid.org/0000-0002-1376-438X | NICHT SPEZIFIZIERT | Wang, Wei | Key Laboratory of Environmental Optics and Technology, Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Hefei, 230031, China | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Warneke, Thorsten | Institute of Environmental Physics, University of Bremen, Bremen, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Wennberg, Paul O. | Division of Geological and Planetary Sciences, California Institute of Technology, Pasadena, California, USA | https://orcid.org/0000-0002-6126-3854 | NICHT SPEZIFIZIERT | Worden, Helen M. | Atmospheric Chemistry Observations & Modeling, National Center for Atmospheric Research, Boulder, Colorado, USA | https://orcid.org/0000-0002-5949-9307 | NICHT SPEZIFIZIERT | Wunch, Debra | Department of Physics, University of Toronto, Toronto, Canada | https://orcid.org/0000-0002-4924-0377 | NICHT SPEZIFIZIERT |
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Datum: | 21 Oktober 2019 |
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Erschienen in: | Atmospheric Measurement Techniques (AMT) |
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Referierte Publikation: | Ja |
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Open Access: | Ja |
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Gold Open Access: | Ja |
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In SCOPUS: | Ja |
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In ISI Web of Science: | Ja |
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Band: | 12 |
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DOI: | 10.5194/amt-12-5547-2019 |
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Seitenbereich: | Seiten 5547-5572 |
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Verlag: | Copernicus Publications |
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ISSN: | 1867-1381 |
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Status: | veröffentlicht |
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Stichwörter: | carbon monoxide, remote sensing, MOPITT, TCCON, retrievals |
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HGF - Forschungsbereich: | Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr |
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HGF - Programm: | Raumfahrt |
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HGF - Programmthema: | Erdbeobachtung |
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DLR - Schwerpunkt: | Raumfahrt |
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DLR - Forschungsgebiet: | R EO - Erdbeobachtung |
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DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben): | R - LIDAR-Forschung und - Entwicklung |
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Standort: |
Oberpfaffenhofen
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Institute & Einrichtungen: | Institut für Physik der Atmosphäre Institut für Physik der Atmosphäre > Lidar |
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Hinterlegt von: |
Feist, Dr. Dietrich
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Hinterlegt am: | 04 Feb 2020 00:02 |
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Letzte Änderung: | 04 Feb 2020 00:02 |
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