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First validation of Aeolus wind observations by airborne Doppler wind lidar measurements

Witschas, Benjamin und Lemmerz, Christian und Geiss, Alexander und Lux, Oliver und Marksteiner, Uwe und Rahm, Stephan und Reitebuch, Oliver und Weiler, Fabian (2020) First validation of Aeolus wind observations by airborne Doppler wind lidar measurements. Atmospheric Measurement Techniques (AMT) (13), Seiten 2381-2396. Copernicus Publications. doi: 10.5194/amt-13-2381-2020. ISSN 1867-1381.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
7MB

Offizielle URL: https://www.atmos-meas-tech.net/13/2381/2020/

Kurzfassung

Soon after the launch of Aeolus on 22 August 2018, the first ever wind lidar in space developed by the European Space Agency (ESA) has been providing profiles of the component of the wind vector along the instrument’s line of sight (LOS) on a global scale. In order to validate the quality of Aeolus wind observations, the German Aerospace Center (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., DLR) recently performed two airborne campaigns over central Europe deploying two different Doppler wind lidars (DWLs) on board the DLR Falcon aircraft. The first campaign – WindVal III – was conducted from 5 November 2018 until 5 December 2018 and thus still within the commissioning phase of the Aeolus mission. The second campaign – AVATARE (Aeolus Validation Through Airborne Lidars in Europe) – was performed from 6 May 2019 until 6 June 2019. Both campaigns were flown out of the DLR site in Oberpfaffenhofen, Germany, during the evening hours for probing the ascending orbits. All together, 10 satellite underflights with 19 flight legs covering more than 7500 km of Aeolus swaths were performed and used to validate the early-stage wind data product of Aeolus by means of collocated airborne wind lidar observations for the first time. For both campaign data sets, the statistical comparison of Aeolus horizontal line-of-sight (HLOS) observations and the corresponding wind observations of the reference lidar (2 µm DWL) on board the Falcon aircraft shows enhanced systematic and random errors compared with the bias and precision requirements defined for Aeolus. In particular, the systematic errors are determined to be 2.1 m s−1 (Rayleigh) and 2.3 m s−1 (Mie) for WindVal III and −4:6 m s−1 (Rayleigh) and −0:2 m s−1 (Mie) for AVATARE. The corresponding random errors are determined to be 3.9 m s−1 (Rayleigh) and 2.0 m s−1 (Mie) for WindVal III and 4.3 m s−1 (Rayleigh) and 2.0 m s−1 (Mie) for AVATARE. The Aeolus observations used here were acquired in an altitude range up to 10 km and have mainly a vertical resolution of 1 km (Rayleigh) and 0.5 to 1.0 km (Mie) and a horizontal resolution of 90 km (Rayleigh) and down to 10 km (Mie). Potential reasons for those errors are analyzed and discussed.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/134950/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:First validation of Aeolus wind observations by airborne Doppler wind lidar measurements
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Witschas, BenjaminDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0001-7993-1470NICHT SPEZIFIZIERT
Lemmerz, ChristianDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Geiss, AlexanderUniv. MünchenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lux, OliverDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0003-1491-0323NICHT SPEZIFIZIERT
Marksteiner, UweDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0002-4335-922XNICHT SPEZIFIZIERT
Rahm, StephanDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Reitebuch, OliverDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0002-8503-0094NICHT SPEZIFIZIERT
Weiler, FabianDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:15 Mai 2020
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
DOI:10.5194/amt-13-2381-2020
Seitenbereich:Seiten 2381-2396
Verlag:Copernicus Publications
ISSN:1867-1381
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Wind Lidar, Aeolus, Validation, Airborne, Campaigns
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erdbeobachtung
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EO - Erdbeobachtung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Projekt ADM (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Physik der Atmosphäre > Lidar
Hinterlegt von: Witschas, Dr. Benjamin
Hinterlegt am:15 Mai 2020 18:04
Letzte Änderung:27 Okt 2023 14:58

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