Pinardi, G. and Van Roozendael, M. and Hendrick, F. and Theys, N. and Abuhassan, N. and Bais, A. and Boersma, F. and Cede, A. and Chong, J. and Donner, S. and Drosoglou, T. and Dzhola, A. and Eskes, H. and Frieß, U. and Granville, J. and Herman, J. R. and Holla, R. and Hovila, J. and Irie, H. and Kanaya, Y. and Karagkiozidis, D. and Kouremeti, N. and Lambert, J.-C. and Ma, J. and Peters, E. and Piters, A. and Postylyakov, O. and Richter, A. and Remmers, J. and Takashima, H. and Tiefengraber, M. and Valks, P. and Vlemmix, T. and Wagner, T. and Wittrock, F. (2020) Validation of tropospheric NO2 column measurements of GOME-2A and OMI using MAX-DOAS and direct sun network observations. Atmospheric Measurement Techniques (AMT), 13 (11), pp. 6141-6174. Copernicus Publications. doi: 10.5194/amt-13-6141-2020. ISSN 1867-1381.
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Official URL: https://amt.copernicus.org/articles/13/6141/2020/
Abstract
Multi-axis differential optical absorption spectroscopy (MAX-DOAS) and direct sun NO2 vertical column network data are used to investigate the accuracy of tropospheric NO2 column measurements of the GOME-2 instrument on the MetOp-A satellite platform and the OMI instrument on Aura. The study is based on 23 MAX-DOAS and 16 direct sun instruments at stations distributed worldwide. A method to quantify and correct for horizontal dilution effects in heterogeneous NO2 field conditions is proposed. After systematic application of this correction to urban sites, satellite measurements are found to present smaller biases compared to ground-based reference data in almost all cases. We investigate the seasonal dependence of the validation results as well as the impact of using different approaches to select satellite ground pixels in coincidence with ground-based data. In optimal comparison conditions (satellite pixels containing the station) the median bias between satellite tropospheric NO2 column measurements and the ensemble of MAX-DOAS and direct sun measurements is found to be significant and equal to -34 % for GOME-2A and -24 % for OMI. These biases are further reduced to -24 % and -18 % respectively, after application of the dilution correction. Comparisons with the QA4ECV satellite product for both GOME-2A and OMI are also performed, showing less scatter but also a slightly larger median tropospheric NO2 column bias with respect to the ensemble of MAX-DOAS and direct sun measurements.
| Item URL in elib: | https://elib.dlr.de/138660/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Document Type: | Article | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Title: | Validation of tropospheric NO2 column measurements of GOME-2A and OMI using MAX-DOAS and direct sun network observations | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Authors: |
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| Date: | November 2020 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Journal or Publication Title: | Atmospheric Measurement Techniques (AMT) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Refereed publication: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Gold Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| In SCOPUS: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| In ISI Web of Science: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Volume: | 13 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DOI: | 10.5194/amt-13-6141-2020 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Page Range: | pp. 6141-6174 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Publisher: | Copernicus Publications | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ISSN: | 1867-1381 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Status: | Published | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Keywords: | NO2, MAX-DOAS, GOME-2, OMI, Validation | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Research field: | Aeronautics, Space and Transport | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Program: | Space | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Program Themes: | Earth Observation | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Research area: | Raumfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Program: | R EO - Earth Observation | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Research theme (Project): | R - Atmospheric and climate research | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Location: | Oberpfaffenhofen | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Institutes and Institutions: | Remote Sensing Technology Institute > Atmospheric Processors | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Deposited By: | Valks, Dr. Pieter | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Deposited On: | 30 Nov 2020 17:36 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Last Modified: | 30 Nov 2020 17:36 |
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