Intercomparison of NO₂, O₄, O₃ and HCHO slant column measurements by MAX-DOAS and zenith-sky UV--visible spectrometers during CINDI-2

Kreher, K. und Van Roozendael, M. und Hendrick, F. und Apituley, A. und Dimitropoulou, E. und Frieß, U. und Richter, A. und Wagner, T. und Lampel, J. und Abuhassan, N. und Ang, L. und Anguas, M. und Bais, A. und Benavent, N. und Bösch, T. und Bognar, K. und Borovski, A. und Bruchkouski, I. und Cede, A. und Chan, Ka Lok und Donner, S. und Drosoglou, T. und Fayt, C. und Finkenzeller, H. und Garcia-Nieto, D. und Gielen, C. und Gómez-Martin, L. und Hao, N. und Henzing, B. und Herman, J. R. und Hermans, C. und Hoque, S. und Irie, H. und Jin, J. und Johnston, P. und Khayyam Butt, J. und Khokhar, F. und Koenig, T. K. und Kuhn, J. und Kumar, V. und Liu, C. und Ma, J. und Merlaud, A. und Mishra, A. K. und Müller, M. und Navarro-Comas, M. und Ostendorf, M. und Pazmino, A. und Peters, E. und Pinardi, G. und Pinharanda, M. und Piters, A. und Platt, U. und Postylyakov, O. und Prados-Roman, C. und Puentedura, O. und Querel, R. und Saiz-Lopez, A. und Schönhardt, A. und Schreier, S. F. und Seyler, A. und Sinha, V. und Spinei, E. und Strong, K. und Tack, F. und Tian, X. und Tiefengraber, M. und Tirpitz, J.-L. und van Gent, J. und Volkamer, R. und Vrekoussis, M. und Wang, S. und Wang, Zhuoru und Wenig, M. und Wittrock, F. und Xie, P. H. und Xu, J. und Yela, M. und Zhang, C. und Zhao, X. (2020) Intercomparison of NO₂, O₄, O₃ and HCHO slant column measurements by MAX-DOAS and zenith-sky UV--visible spectrometers during CINDI-2. Atmospheric Measurement Techniques (AMT), 13 (5), Seiten 2169-2208. Copernicus Publications. doi: 10.5194/amt-13-2169-2020. ISSN 1867-1381.

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Offizielle URL: https://www.atmos-meas-tech.net/13/2169/2020/

Kurzfassung

In September 2016, 36 spectrometers from 24 institutes measured a number of key atmospheric pollutants for a period of 17 d during the Second Cabauw Intercomparison campaign for Nitrogen Dioxide measuring Instruments (CINDI-2) that took place at Cabauw, the Netherlands (51.97∘ N, 4.93∘ E). We report on the outcome of the formal semi-blind intercomparison exercise, which was held under the umbrella of the Network for the Detection of Atmospheric Composition Change (NDACC) and the European Space Agency (ESA). The three major goals of CINDI-2 were (1) to characterise and better understand the differences between a large number of multi-axis differential optical absorption spectroscopy (MAX-DOAS) and zenith-sky DOAS instruments and analysis methods, (2) to define a robust methodology for performance assessment of all participating instruments, and (3) to contribute to a harmonisation of the measurement settings and retrieval methods. This, in turn, creates the capability to produce consistent high-quality ground-based data sets, which are an essential requirement to generate reliable long-term measurement time series suitable for trend analysis and satellite data validation. The data products investigated during the semi-blind intercomparison are slant columns of nitrogen dioxide (NO2), the oxygen collision complex (O4) and ozone (O3) measured in the UV and visible wavelength region, formaldehyde (HCHO) in the UV spectral region, and NO2 in an additional (smaller) wavelength range in the visible region. The campaign design and implementation processes are discussed in detail including the measurement protocol, calibration procedures and slant column retrieval settings. Strong emphasis was put on the careful alignment and synchronisation of the measurement systems, resulting in a unique set of measurements made under highly comparable air mass conditions. The CINDI-2 data sets were investigated using a regression analysis of the slant columns measured by each instrument and for each of the target data products. The slope and intercept of the regression analysis respectively quantify the mean systematic bias and offset of the individual data sets against the selected reference (which is obtained from the median of either all data sets or a subset), and the rms error provides an estimate of the measurement noise or dispersion. These three criteria are examined and for each of the parameters and each of the data products, performance thresholds are set and applied to all the measurements. The approach presented here has been developed based on heritage from previous intercomparison exercises. It introduces a quantitative assessment of the consistency between all the participating instruments for the MAX-DOAS and zenith-sky DOAS techniques.

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https://elib.dlr.de/134889/

Dokumentart:

Zeitschriftenbeitrag

Titel:

Intercomparison of NO₂, O₄, O₃ and HCHO slant column measurements by MAX-DOAS and zenith-sky UV--visible spectrometers during CINDI-2

Autoren:

Autoren	Institution oder E-Mail-Adresse	Autoren-ORCID-iD	ORCID Put Code
Kreher, K.	BK Scientific, Mainz, Germany	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Van Roozendael, M.	Royal Belgian Institute for Space Aeronomy, Brussels, Belgium	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Hendrick, F.	Royal Belgian Institute for Space Aeronomy, Brussels, Belgium	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Apituley, A.	Royal Netherlands Meteorological Institute, De Bilt, the Netherlands	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Dimitropoulou, E.	Royal Belgian Institute for Space Aeronomy, Brussels, Belgium	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Frieß, U.	Institute of Environmental Physics, University of Heidelberg, Heidelberg, Germany	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Richter, A.	Institute of Environmental Physics, University of Bremen, Bremen, Germany	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Wagner, T.	thomas.wagner (at) mpic.de	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Lampel, J.	Airyx, Eppelheim, Germany	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Abuhassan, N.	NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Maryland, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Ang, L.	Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Hefei, China	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Anguas, M.	Department of Atmospheric Chemistry and Climate, Institute of Physical Chemistry Rocasolano, Madrid, Spain	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Bais, A.	Laboratory of Atmospheric Physics, Aristotle University of Thessaloniki, Thessaloniki, Greece	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Benavent, N.	Department of Atmospheric Chemistry and Climate, Institute of Physical Chemistry Rocasolano, Madrid, Spain	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Bösch, T.	Institute of Environmental Physics, University of Bremen, Bremen, Germany	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Bognar, K.	Department of Physics, University of Toronto, Toronto, Canada	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Borovski, A.	3 A. M. Obukhov Institute of Atmospheric Physics, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Bruchkouski, I.	Belarusian State University, Minsk, Belarus	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Cede, A.	LuftBlick Earth Observation Technologies, Mutters, Austria	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Chan, Ka Lok	Ka.Chan (at) dlr.de	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Donner, S.	Max Planck Institute for Chemistry, Mainz, Germany	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Drosoglou, T.	Laboratory of Atmospheric Physics, Aristotle University of Thessaloniki, Thessaloniki, Greece	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Fayt, C.	Royal Belgian Institute for Space Aeronomy, Brussels, Belgium	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Finkenzeller, H.	Department of Chemistry & Cooperative Institute for Research on Environmental Sciences (CIRES), University of Colorado, Boulder, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Garcia-Nieto, D.	Department of Atmospheric Chemistry and Climate, Institute of Physical Chemistry Rocasolano, Madrid, Spain	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Gielen, C.	Royal Belgian Institute for Space Aeronomy, Brussels, Belgium	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Gómez-Martin, L.	National Institute for Aerospace Technology (INTA), Madrid, Spain	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Hao, N.	European Organisation for the Exploitation of Meteorological Satellites (EUMETSAT), Darmstadt, Germany	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Henzing, B.	Netherlands Organisation for Applied Scientific Research (TNO), The Hague, the Netherlands	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Herman, J. R.	NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Maryland, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Hermans, C.	Royal Belgian Institute for Space Aeronomy, Brussels, Belgium	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Hoque, S.	Center for Environmental Remote Sensing, Chiba University, Chiba, Japan	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Irie, H.	Center for Environmental Remote Sensing, Chiba University, Chiba, Japan	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Jin, J.	Meteorological Observation Center and Chinese Academy of Meteorological Science, China Meteorological Administration, Beijing, China	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Johnston, P.	National Institute of Water and Atmospheric Research, Lauder, New Zealand	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Khayyam Butt, J.	National University of Sciences and Technology, Islamabad, Pakistan	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Khokhar, F.	National University of Sciences and Technology, Islamabad, Pakistan	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Koenig, T. K.	Department of Chemistry & Cooperative Institute for Research on Environmental Sciences (CIRES), University of Colorado, Boulder, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Kuhn, J.	Institute of Environmental Physics, University of Heidelberg, Heidelberg, Germany	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Kumar, V.	Max Planck Institute for Chemistry, Mainz, Germany	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Liu, C.	School of Earth and Space Sciences, University of Science and Technology of China, Hefei, Anhui, China	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Ma, J.	Meteorological Observation Center and Chinese Academy of Meteorological Science, China Meteorological Administration, Beijing, China	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Merlaud, A.	Royal Belgian Institute for Space Aeronomy, Brussels, Belgium	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Mishra, A. K.	Department of Earth and Environmental Sciences, Indian Institute of Science Education and Research, Mohali, Punjab, India	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Müller, M.	LuftBlick Earth Observation Technologies, Mutters, Austria	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Navarro-Comas, M.	National Institute for Aerospace Technology (INTA), Madrid, Spain	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Ostendorf, M.	Institute of Environmental Physics, University of Bremen, Bremen, Germany	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Pazmino, A.	Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales, Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines, Centre National de la Recherche Scientifique, Guyancourt, France	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Peters, E.	Institute of Environmental Physics, University of Bremen, Bremen, Germany	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Pinardi, G.	Royal Belgian Institute for Space Aeronomy, Brussels, Belgium	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Pinharanda, M.	Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales, Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines, Centre National de la Recherche Scientifique, Guyancourt, France	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Piters, A.	Royal Netherlands Meteorological Institute, De Bilt, the Netherlands	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Platt, U.	Institute of Environmental Physics, University of Heidelberg, Heidelberg, Germany	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Postylyakov, O.	A. M. Obukhov Institute of Atmospheric Physics, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Prados-Roman, C.	National Institute for Aerospace Technology (INTA), Madrid, Spain	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Puentedura, O.	National Institute for Aerospace Technology (INTA), Madrid, Spain	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Querel, R.	National Institute of Water and Atmospheric Research, Lauder, New Zealand	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Saiz-Lopez, A.	Department of Atmospheric Chemistry and Climate, Institute of Physical Chemistry Rocasolano, Madrid, Spain	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Schönhardt, A.	Institute of Environmental Physics, University of Bremen, Bremen, Germany	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Schreier, S. F.	Institute of Meteorology, University of Natural Resources and Life Sciences, Vienna, Austria	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Seyler, A.	Institute of Environmental Physics, University of Bremen, Bremen, Germany	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Sinha, V.	Department of Earth and Environmental Sciences, Indian Institute of Science Education and Research, Mohali, Punjab, India	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Spinei, E.	NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Maryland, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Strong, K.	Department of Physics, University of Toronto, Toronto, Canada	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Tack, F.	Royal Belgian Institute for Space Aeronomy, Brussels, Belgium	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Tian, X.	Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Hefei, China	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Tiefengraber, M.	LuftBlick Earth Observation Technologies, Mutters, Austria	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Tirpitz, J.-L.	Institute of Environmental Physics, University of Heidelberg, Heidelberg, Germany	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
van Gent, J.	Royal Belgian Institute for Space Aeronomy, Brussels, Belgium	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Volkamer, R.	Department of Chemistry & Cooperative Institute for Research on Environmental Sciences (CIRES), University of Colorado, Boulder, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Vrekoussis, M.	Institute of Environmental Physics, University of Bremen, Bremen, Germany	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Wang, S.	Department of Atmospheric Chemistry and Climate, Institute of Physical Chemistry Rocasolano, Madrid, Spain	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Wang, Zhuoru	Zhuoru.wang (at) dlr.de	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Wenig, M.	Department of Atmospheric Chemistry and Climate, Institute of Physical Chemistry Rocasolano, Madrid, Spain	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Wittrock, F.	Institute of Environmental Physics, University of Bremen, Bremen, Germany	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Xie, P. H.	Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Hefei, China	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Xu, J.	Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Hefei, China	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Yela, M.	National Institute for Aerospace Technology (INTA), Madrid, Spain	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Zhang, C.	School of Earth and Space Sciences, University of Science and Technology of China, Hefei, Anhui, China	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Zhao, X.	Department of Physics, University of Toronto, Toronto, Canada	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT

Datum:

6 Mai 2020

Erschienen in:

Atmospheric Measurement Techniques (AMT)

Referierte Publikation:

Open Access:

Gold Open Access:

In SCOPUS:

In ISI Web of Science:

Band:

DOI:

10.5194/amt-13-2169-2020

Seitenbereich:

Seiten 2169-2208

Verlag:

Copernicus Publications

ISSN:

1867-1381

Status:

veröffentlicht

Stichwörter:

MAX-DOAS, inter-comparison, remote sensing, trace gas

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:

Chan, Ka Lok

Hinterlegt am:

14 Mai 2020 11:41

Letzte Änderung:

10 Feb 2021 17:09

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