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The CHROMA cloud top pressure retrieval algorithm for the Plankton, Aerosol, Cloud, ocean Ecosytem (PACE) satellite mission

Sayer, A.M. und Lelli, Luca und Cairns, Brian und van Diedenhoven, Bastiaan und Ibrahim, Amir und Knobelspiesse, Kirk und Korkin, Sergey V. und Werdell, Jeremy (2022) The CHROMA cloud top pressure retrieval algorithm for the Plankton, Aerosol, Cloud, ocean Ecosytem (PACE) satellite mission. Atmospheric Measurement Techniques, 16, Seiten 969-996. Copernicus Publications. doi: 10.5194/amt-16-969-2023. ISSN 1867-1381.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
4MB

Kurzfassung

This paper provides the theoretical basis and simulated retrievals for the Cloud Height Retrieval from O2 Molecular Absorption (CHROMA) algorithm. Simulations are performed for the Ocean Color Instrument (OCI), which is the primary payload on the forthcoming NASA Plankton, Aerosol, Cloud, ocean Ecosystem (PACE) mission, and the Ocean Land Colour Instrument (OLCI) currently flying on the Sentinel 3 satellites. CHROMA is a Bayesian approach which simultaneously retrieves cloud optical thickness (COT), cloud top pressure/height (CTP/CTH), and (with a significant prior constraint) surface albedo. Simulated retrievals suggest that the sensor and algorithm should be able to meet the PACE mission goal for CTP error, which is +/-60 mb for 65 % of opaque (COT > 3) single-layer clouds on global average. CHROMA will provide pixel-level uncertainty estimates, which are demonstrated to have skill at telling low-error situations from high-error ones. CTP uncertainty estimates are well-calibrated in magnitude, although COT uncertainty is overestimated relative to observed errors. OLCI performance is found to be slightly better than OCI overall, demonstrating that it is a suitable proxy for the latter in advance of PACE’s launch. CTP error is only weakly sensitive to correct cloud phase identification or assumed ice crystal habit/roughness. As with other similar algorithms, for simulated retrievals of multi-layer systems consisting of optically thin cirrus clouds above liquid clouds, retrieved height tends to be underestimated because the satellite signal is dominated by the optically-thicker lower layer. Total (liquid plus ice) COT also becomes underestimated in these situations. However, retrieved CTP becomes closer to that of the upper ice layer for ice COT approx 3 or higher.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/194037/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:The CHROMA cloud top pressure retrieval algorithm for the Plankton, Aerosol, Cloud, ocean Ecosytem (PACE) satellite mission
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Sayer, A.M.Goddard Earth Sciences Technology and Research (GESTAR) II, University of MarylandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lelli, Lucaluca.lelli (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6698-1388NICHT SPEZIFIZIERT
Cairns, BrianNASA Goddard Institute for Space Studies, New York, New YorkNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
van Diedenhoven, BastiaanSRON Netherlands Institute for Space ResearchNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ibrahim, AmirNASA Goddard Space Flight CenterNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Knobelspiesse, KirkNASA Goddard Space Flight CenterNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Korkin, Sergey V.Goddard Earth Sciences Technology and Research (GESTAR) II, University of MarylandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Werdell, JeremyNASA Goddard Space Flight CenterNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:27 Oktober 2022
Erschienen in:Atmospheric Measurement Techniques
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:16
DOI:10.5194/amt-16-969-2023
Seitenbereich:Seiten 969-996
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Sayer, A.M.NASA, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lelli, Lucaluca.lelli (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6698-1388NICHT SPEZIFIZIERT
Cairns, BrianNASA Goddard Institute for Space Studies, New York, New YorkNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
van Diedenhoven, BastiaanSRONNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
ibrahim, AmirNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Knobelspiesse, KirkNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Korkin, Sergey V.Moscow Power Engineering Inst., Moscow, RNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Werdell, JeremyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Copernicus Publications
ISSN:1867-1381
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Cloud top height, information retrieval, OLCI, PACE
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 - Spektroskopische Verfahren der Atmosphäre
Standort: Berlin-Adlershof , Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Methodik der Fernerkundung > Atmosphärenprozessoren
Hinterlegt von: Lelli, Luca
Hinterlegt am:10 Mär 2023 08:34
Letzte Änderung:24 Jul 2023 10:11

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