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Validation of the Sentinel-5 Precursor TROPOMI cloud data with Cloudnet, Aura OMI O2-O2, MODIS, and Suomi-NPP VIIRS

Compernolle, Steven und Argyrouli, Athina und Lutz, Ronny und Sneep, Maarten und Lambert, Jean-Christopher und Fjæraa, Ann Mari und Hubert, Daan und Keppens, Arno und Loyola, Diego und O'Connor, Ewan und Romahn, Fabian und Stammes, Piet und Verhoelst, Tijl und Wang, Ping (2021) Validation of the Sentinel-5 Precursor TROPOMI cloud data with Cloudnet, Aura OMI O2-O2, MODIS, and Suomi-NPP VIIRS. Atmospheric Measurement Techniques (AMT), 14 (3), Seiten 2451-2476. Copernicus Publications. doi: 10.5194/amt-14-2451-2021. ISSN 1867-1381.

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

Offizielle URL: https://amt.copernicus.org/articles/14/2451/2021/

Kurzfassung

Accurate knowledge of cloud properties is essential to the measurement of atmospheric composition from space. In this work we assess the quality of the cloud data from three Copernicus Sentinel-5 Precursor (S5P) TROPOMI cloud products: (i) S5P OCRA/ROCINN_CAL (Optical Cloud Recognition Algorithm/Retrieval of Cloud Information using Neural Networks;Clouds-As-Layers), (ii) S5P OCRA/ROCINN_CRB (Clouds-as-Reflecting Boundaries), and (iii) S5P FRESCO-S (Fast Retrieval Scheme for Clouds from Oxygen absorption bands – Sentinel). Target properties of this work are cloud-top height and cloud optical thickness (OCRA/ROCINN_CAL), cloud height (OCRA/ROCINN_CRB and FRESCO-S), and radiometric cloud fraction (all three algorithms). The analysis combines (i) the examination of cloud maps for artificial geographical patterns, (ii) the comparison to other satellite cloud data (MODIS, NPP-VIIRS, and OMI O2–O2), and (iii) ground-based validation with respect to correlative observations (30 April 2018 to 27 February 2020) from the Cloudnet network of ceilometers, lidars, and radars. Zonal mean latitudinal variation of S5P cloud properties is similar to that of other satellite data. S5P OCRA/ROCINN_CAL agrees well with NPP VIIRS cloud-top height and cloud optical thickness and with Cloudnet cloud-top height, especially for the low (mostly liquid) clouds. For the high clouds, S5P OCRA/ROCINN_CAL cloud-top height is below the cloud-top height of VIIRS and of Cloudnet, while its cloud optical thickness is higher than that of VIIRS. S5P OCRA/ROCINN_CRB and S5P FRESCO cloud height are well below the Cloudnet cloud mean height for the low clouds but match on average better with the Cloudnet cloud mean height for the higher clouds. As opposed to S5P OCRA/ROCINN_CRB and S5P FRESCO, S5P OCRA/ROCINN_CAL is well able to match the lowest CTH mode of the Cloudnet observations. Peculiar geographical patterns are identified in the cloud products and will be mitigated in future releases of the cloud data products.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/141643/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Validation of the Sentinel-5 Precursor TROPOMI cloud data with Cloudnet, Aura OMI O2-O2, MODIS, and Suomi-NPP VIIRS
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Compernolle, StevenRoyal Belgian Institute for Space Aeronomy (BIRA)https://orcid.org/0000-0003-0872-0961NICHT SPEZIFIZIERT
Argyrouli, Athinaathina.argyrouli (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lutz, RonnyRonny.Lutz (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-7215-3642NICHT SPEZIFIZIERT
Sneep, MaartenRoyal Netherlands Meteorological Institute (KNMI)https://orcid.org/0000-0001-6887-5653NICHT SPEZIFIZIERT
Lambert, Jean-ChristopherRoyal Belgian Institute for Space Aeronomy (BIRA)NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fjæraa, Ann MariNorsk Institutt for Luftforskning (NILU)NICHT SPEZIFIZIERTNICHT 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
Loyola, DiegoDiego.Loyola (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-8547-9350NICHT SPEZIFIZIERT
O'Connor, EwanFinnish Meteorological Institute (FMI)NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Romahn, FabianFabian.Romahn (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Stammes, PietRoyal Netherlands Meteorological Institute (KNMI)NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verhoelst, TijlRoyal Belgian Institute for Space Aeronomy (BIRA-IASB), Uccle, Belgiumhttps://orcid.org/0000-0003-0163-9984NICHT SPEZIFIZIERT
Wang, PingRoyal Netherlands Meteorological Institute (KNMI)NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:31 März 2021
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:14
DOI:10.5194/amt-14-2451-2021
Seitenbereich:Seiten 2451-2476
Verlag:Copernicus Publications
ISSN:1867-1381
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Remote Sensing, Clouds, TROPOMI, Validation
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 - Atmosphären- und Klimaforschung, Vorhaben Spektroskopische Verfahren in der Fernerkundung (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Methodik der Fernerkundung > Atmosphärenprozessoren
Hinterlegt von: Lutz, Dr. Ronny
Hinterlegt am:01 Apr 2021 13:12
Letzte Änderung:28 Mär 2023 23:59

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