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An AeroCom AeroSat study: intercomparison of satellite AOD datasets for aerosol model evaluation

Schutgens, Nick und Sayer, A.M. und Heckel, A. und Hsu, Christina N. und Jethva, Hiren und de Leeuw, Gerrit und Leonard, Peter und Levy, Robert C. und Lipponen, Antti und Lyapustin, Alexei und North, Peter und Popp, Thomas und Poulson, Caroline und Sawyer, Virginia und Sogacheva, Larisa und Thomas, Gareth und Torres, Omar und Wang, Yijie und Kinne, Stefan und Schulz, Michael und Stier, Philip (2020) An AeroCom AeroSat study: intercomparison of satellite AOD datasets for aerosol model evaluation. Atmospheric Chemistry and Physics (ACP), 20, Seiten 12431-12457. Copernicus Publications. doi: 10.5194/acp-20-12431-2020. ISSN 1680-7316.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
2MB

Kurzfassung

To better understand and characterize current uncertainties in the important observational constraint of climate models of aerosol optical depth (AOD), we evaluate and intercompare 14 satellite products, representing nine different retrieval algorithm families using observations from five different sensors on six different platforms. The satellite products (super-observations consisting of 1 deg × 1 deg daily aggregated retrievals drawn from the years 2006, 2008 and 2010) are evaluated with AErosol RObotic NETwork (AERONET) and Maritime Aerosol Network (MAN) data. Results show that different products exhibit different regionally varying biases (both under- and overestimates) that may reach 50 %, although a typical bias would be 15 % to 25 % (depending on the product). In addition to these biases, the products exhibit random errors that can be 1.6 to 3 times as large. Most products show similar performance, although there are a few exceptions with either larger biases or larger random errors. The intercomparison of satellite products extends this analysis and provides spatial context to it. In particular, we show that aggregated satellite AOD agrees much better than the spatial coverage (often driven by cloud masks) within the 1deg × 1deg grid cells. Up to about 50 % of the difference between satellite AOD is attributed to cloud contamination. The diversity in AOD products shows clear spatial patterns and varies from 10 % (parts of the ocean) to 100 % (central Asia and Australia). More importantly, we show that the diversity may be used as an indication of AOD uncertainty, at least for the better performing products. This provides modellers with a global map of expected AOD uncertainty in satellite products, allows assessment of products away from AERONET sites, can provide guidance for future AERONET locations and offers suggestions for product improvements. We account for statistical and sampling noise in our analyses. Sampling noise, variations due to the evaluation of different subsets of the data, causes important changes in error metrics. The consequences of this noise term for product evaluation are discussed.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/137941/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:An AeroCom AeroSat study: intercomparison of satellite AOD datasets for aerosol model evaluation
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Schutgens, Nickn.a.j.schutgens (at) vu.nlNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sayer, A.M.NASA, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Heckel, A.Inst. of Environmental Physics, BremenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hsu, Christina N.NASA, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Jethva, HirenNASA, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
de Leeuw, GerritFMI, FinlandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Leonard, Peterpeter.j.leonard (at) nasa.govNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Levy, Robert C.NASA, Greenbelt, MD, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lipponen, AnttiFMI, FinlandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lyapustin, AlexeiNASA, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
North, PeterSwansea University, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Popp, Thomasthomas.popp (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1970-8733NICHT SPEZIFIZIERT
Poulson, CarolineRALNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sawyer, VirginiaNASA, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sogacheva, LarisaFMI, Helsinki, FinlandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Thomas, GarethRAL, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Torres, OmarNASA, Greenbelt, MD, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wang, YijieUniversity of Maryland Baltimore County, Baltimore, Maryland, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kinne, StefanMPI f. Meteorologie, HamburgNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schulz, MichaelMetNo, NONICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Stier, PhilipDepartment of Physics, University of Oxford, Oxford, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:30 Oktober 2020
Erschienen in:Atmospheric Chemistry and Physics (ACP)
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:20
DOI:10.5194/acp-20-12431-2020
Seitenbereich:Seiten 12431-12457
Verlag:Copernicus Publications
ISSN:1680-7316
Status:veröffentlicht
Stichwörter:AOD, comparison, model evaluation
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erdbeobachtung
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EO - Erdbeobachtung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Fernerkundung u. Geoforschung
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum > Atmosphäre
Hinterlegt von: Popp, Dr.rer.nat Thomas
Hinterlegt am:27 Nov 2020 10:30
Letzte Änderung:27 Nov 2020 10:30

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