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TROPOMI/S5P total ozone column data: global ground-based validation and consistency with other satellite missions

Garane, Katerina und Koukouli, Maria-Elissavet und Verhoelst, Tijl und Lerot, Christophe und Heue, Klaus-Peter und Fioletov, Vitali und Balis, Dimitrios und Bais, Alkiviadis und Bazureau, Ariane und Dehn, Angelika und Goutail, Florence und Granville, Jose und Griffin, Debora und Hubert, Daan und Keppens, Arno und Lambert, Jean-Christopher und Loyola, Diego und McLinden, Chris und Pazmino, Andrea und Pommereau, Jean-Pierre und Redondas, Alberto und Romahn, Fabian und Valks, Pieter und Van Roozendael, Michel und Xu, Jian und Zehner, Claus und Zerefos, Christos und Zimmer, Walter (2019) TROPOMI/S5P total ozone column data: global ground-based validation and consistency with other satellite missions. Atmospheric Measurement Techniques (AMT), 12 (10), Seiten 5263-5287. Copernicus Publications. doi: 10.5194/amt-12-5263-2019. ISSN 1867-1381.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
8MB

Offizielle URL: http://dx.doi.org/10.5194/amt-12-5263-2019

Kurzfassung

n October 2017, the Sentinel-5 Precursor (S5P) mission was launched, carrying the TROPOspheric Monitoring Instrument (TROPOMI), which provides a daily global coverage at a spatial resolution as high as 7 km × 3.5 km and is expected to extend the European atmospheric composition record initiated with GOME/ERS-2 in 1995, enhancing our scientific knowledge of atmospheric processes with its unprecedented spatial resolution. Due to the ongoing need to understand and monitor the recovery of the ozone layer, as well as the evolution of tropospheric pollution, total ozone remains one of the leading species of interest during this mission. In this work, the TROPOMI near real time (NRTI) and offline (OFFL) total ozone column (TOC) products are presented and compared to daily ground-based quality-assured Brewer and Dobson TOC measurements deposited in the World Ozone and Ultraviolet Radiation Data Centre (WOUDC). Additional comparisons to individual Brewer measurements from the Canadian Brewer Network and the European Brewer Network (Eubrewnet) are performed. Furthermore, twilight zenith-sky measurements obtained with ZSL-DOAS (Zenith Scattered Light Differential Optical Absorption Spectroscopy) instruments, which form part of the SAOZ network (Système d'Analyse par Observation Zénitale), are used for the validation. The quality of the TROPOMI TOC data is evaluated in terms of the influence of location, solar zenith angle, viewing angle, season, effective temperature, surface albedo and clouds. For this purpose, globally distributed ground-based measurements have been utilized as the background truth. The overall statistical analysis of the global comparison shows that the mean bias and the mean standard deviation of the percentage difference between TROPOMI and ground-based TOC is within 0 -1.5 % and 2.5 %-4.5 %, respectively. The mean bias that results from the comparisons is well within the S5P product requirements, while the mean standard deviation is very close to those limits, especially considering that the statistics shown here originate both from the satellite and the ground-based measurements. Additionally, the TROPOMI OFFL and NRTI products are evaluated against already known spaceborne sensors, namely, the Ozone Mapping Profiler Suite, on board the Suomi National Polar-orbiting Partnership (OMPS/Suomi-NPP), NASA v2 TOCs, and the Global Ozone Monitoring Experiment 2 (GOME-2), on board the Metop-A (GOME-2/Metop-A) and Metop-B (GOME-2/Metop-B) satellites. This analysis shows a very good agreement for both TROPOMI products with well-established instruments, with the absolute differences in mean bias and mean standard deviation being below +0.7 % and 1 %, respectively. These results assure the scientific community of the good quality of the TROPOMI TOC products during its first year of operation and enhance the already prevalent expectation that TROPOMI/S5P will play a very significant role in the continuity of ozone monitoring from space.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/130476/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:TROPOMI/S5P total ozone column data: global ground-based validation and consistency with other satellite missions
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Garane, KaterinaLaboratory of Atmospheric Physics, Aristotle University of Thessaloniki,https://orcid.org/0000-0002-7113-4079NICHT SPEZIFIZIERT
Koukouli, Maria-ElissavetAUTHhttps://orcid.org/0000-0002-7509-4027NICHT SPEZIFIZIERT
Verhoelst, TijlRoyal Belgian Institute for Space Aeronomy (BIRA-IASB), Uccle, Belgiumhttps://orcid.org/0000-0003-0163-9984NICHT SPEZIFIZIERT
Lerot, ChristopheBIRA-IASBNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Heue, Klaus-PeterDLR-IMFhttps://orcid.org/0000-0001-8823-7712NICHT SPEZIFIZIERT
Fioletov, VitaliEnvironment Climate Change Canada, Toronto, Ontario, Canadahttps://orcid.org/0000-0002-2731-5956NICHT SPEZIFIZIERT
Balis, DimitriosLaboratory of Atmospheric Physics, Aristotle University of Thessaloniki, Thessaloniki, Greecehttps://orcid.org/0000-0003-1161-7746NICHT SPEZIFIZIERT
Bais, AlkiviadisLaboratory of Atmospheric Physics, Aristotle University of Thessaloniki, Thessaloniki, Greecehttps://orcid.org/0000-0003-3899-2001NICHT SPEZIFIZIERT
Bazureau, ArianeLATMOSNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Dehn, AngelikaESA/ESRINNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Goutail, FlorenceLATMOShttps://orcid.org/0000-0002-1431-1542NICHT SPEZIFIZIERT
Granville, JoseBIRA-IASBNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Griffin, DeboraEnvironment Climate Change Canada, Toronto, Ontario, Canadahttps://orcid.org/0000-0002-4849-9125NICHT SPEZIFIZIERT
Hubert, DaanRoyal Belgian Institute for Space Aeronomy (BIRA-IASB), Uccle, Belgiumhttps://orcid.org/0000-0002-4365-865XNICHT SPEZIFIZIERT
Keppens, ArnoRoyal Belgian Institute for Space Aeronomy (BIRA-IASB), Uccle, Belgiumhttps://orcid.org/0000-0002-9544-6392NICHT SPEZIFIZIERT
Lambert, Jean-ChristopherBIRA-IASBNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Loyola, DiegoDiego.Loyola (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-8547-9350NICHT SPEZIFIZIERT
McLinden, ChrisEnvironment Climate Change Canada, Toronto, Ontario, Canadahttps://orcid.org/0000-0001-5054-1380NICHT SPEZIFIZIERT
Pazmino, AndreaLATMOSNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Pommereau, Jean-PierreLATMOShttps://orcid.org/0000-0002-8285-9526NICHT SPEZIFIZIERT
Redondas, AlbertoAEMEThttps://orcid.org/0000-0002-4826-6823NICHT SPEZIFIZIERT
Romahn, FabianDLR-IMFNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Valks, PieterDLR-IMFNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Van Roozendael, MichelBIRA-IASBNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Xu, JianDLR-IMF-ATPhttps://orcid.org/0000-0003-2348-125XNICHT SPEZIFIZIERT
Zehner, ClausESA-ESRINNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zerefos, ChristosAcademy of Athens, GreeceNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zimmer, WalterDLR-IMFNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2 Oktober 2019
Erschienen in:Atmospheric Measurement Techniques (AMT)
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:12
DOI:10.5194/amt-12-5263-2019
Seitenbereich:Seiten 5263-5287
Verlag:Copernicus Publications
ISSN:1867-1381
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Satelliten Validierung
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
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: Heue, Klaus-Peter
Hinterlegt am:14 Nov 2019 11:52
Letzte Änderung:10 Jan 2020 13:16

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