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Estimating PM2.5 surface concentrations from AOD: A combination of SLSTR and MODIS

Handschuh, Jana und Erbertseder, Thilo und Schaap, Martijn und Baier, Frank (2022) Estimating PM2.5 surface concentrations from AOD: A combination of SLSTR and MODIS. Remote Sensing Applications: Society and Environment (26), Seiten 1-15. Elsevier. doi: 10.1016/j.rsase.2022.100716. ISSN 2352-9385.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
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Kurzfassung

Compared to surface in-situ observations, satellite data on aerosol optical depth (AOD) enables area-wide monitoring of tropospheric aerosols. However, coverage and reliability of satellite data products depend on atmospheric conditions and surface concentrations have to be retrieved from AOD. This study investigates the potential to produce reliable maps of PM2.5 surface concentrations for Germany and parts of the surrounding countries using AOD based on observations by three different satellite sensors. For the first time, AOD retrievals from the Sea and Land Surface Temperature Radiometer (SLSTR) onboard Sentinel-3A are used together with those from the Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) onboard the two NASA platforms Terra and Aqua. We investigate the differences and similarities of the three different satellite products in terms of coverage, resolution and algorithmic performances. Based on this analysis we examine the suitability and advantage of a combination of these data sets. We can substantiate an increase in mean daily coverage from a maximum of 10.2% for the individual products to 16.7% for the ensemble product. Using a semi-empirical linear regression model, we derive surface-level PM2.5 concentrations and attain an overall correlation of 0.76 between satellite-derived and in-situ measured PM2.5 concentrations. By considering surface measurements, the systematic error (bias) and the root mean square error (RMSE) can be significantly reduced. The general model performance is evaluated by a 5-fold cross validation and the relative prediction error (RPE).

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/144753/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Estimating PM2.5 surface concentrations from AOD: A combination of SLSTR and MODIS
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Handschuh, JanaJana.Handschuh (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Erbertseder, ThiloThilo.Erbertseder (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4888-1065NICHT SPEZIFIZIERT
Schaap, Martijnmartijn.schaap (at) tno.nlNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Baier, FrankFrank.Baier (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:April 2022
Erschienen in:Remote Sensing Applications: Society and Environment
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1016/j.rsase.2022.100716
Seitenbereich:Seiten 1-15
Verlag:Elsevier
ISSN:2352-9385
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Aerosol optical depth (AOD), Fine particulate matter (PM2.5), MODIS, SLSTR, Germany
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: Handschuh, Jana
Hinterlegt am:02 Nov 2021 20:09
Letzte Änderung:29 Mär 2023 00:00

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