Bak, Juseon und Keppens, Arno und Choi, Daesung und Hong, Sungjei und Kim, Jae-Hwan und Kim, Cheol-Hee und Lee, Hyo-Jung und Jeon, Wonbae und Kim, Jhoon und Koo, Ja-Ho und Kim, Joowan und Baek, Kanghyun und Yang, Kai und Liu, Xiong und González Abad, Gonzalo und Heue, Klaus-Peter und Lambert, Jean-Christopher und Jung, Yeonjin und Hong, Hyunkee und Lee, Won-Jin (2026) GEMS ozone profile retrieval: impact and validation of version 3.0 improvements. Atmospheric Measurement Techniques (AMT) (19), Seiten 119-134. Copernicus Publications. doi: 10.5194/amt-19-119-2026. ISSN 1867-1381.
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Offizielle URL: https://amt.copernicus.org/articles/19/119/2026/
Kurzfassung
This study presents the first comprehensive description of the operational GEMS (Geostationary Environment Monitoring Spectrometer) ozone profile retrieval algorithm and evaluates the performance of the reprocessed version 3.0 dataset. The retrieval operates in the 310–330 nm spectral range and yields total degrees of freedom for ozone ranging from 1.5 to 3. Although the vertical sensitivity is limited, GEMS achieves an effective vertical resolution of 5–10 km and is capable of separating tropospheric and stratospheric ozone layers. This work highlights significant algorithmic and calibration improvements in version 3.0. Radiometric offsets in irradiance measurements are corrected using a scaling factor derived from the average ratio to a solar reference, while residual wavelength-dependent biases in the normalized radiance are further mitigated through soft calibration. In addition, shift corrections are applied separately to irradiance and radiance wavelengths. As a result, version 3.0 significantly reduces spectral fitting residuals, lowering them from 0.8 % in version 2.0 to 0.2 % under nominal conditions. This improvement also mitigates altitude-dependent oscillating biases observed in the previous version (+40 DU in the troposphere, −20 DU in the stratosphere). The version 3 ozone profiles show agreements within ±10 DU of ozonesonde observations, with a mean bias of −7.7 % in tropospheric ozone columns and within 5 % in the stratosphere. Furthermore, the retrievals capture day-to-day vertical ozone variability, as demonstrated by comparisons with daily ozonesonde launches in February and March 2024. Integrated ozone columns derived from the profiles also show improved consistency with ground-based total ozone measurements, yielding a mean bias of −3.6 DU and outperforming the GEMS operational total column ozone product.
| elib-URL des Eintrags: | https://elib.dlr.de/221841/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Dokumentart: | Zeitschriftenbeitrag | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Titel: | GEMS ozone profile retrieval: impact and validation of version 3.0 improvements | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Autoren: |
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| Datum: | 7 Januar 2026 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 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 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DOI: | 10.5194/amt-19-119-2026 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Seitenbereich: | Seiten 119-134 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Verlag: | Copernicus Publications | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ISSN: | 1867-1381 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Status: | veröffentlicht | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Stichwörter: | Ozone Profile, satellite observation, validatio | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 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: | Oberpfaffenhofen | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Institute & Einrichtungen: | Institut für Methodik der Fernerkundung > Atmosphärenprozessoren | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Hinterlegt von: | Heue, Klaus-Peter | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Hinterlegt am: | 09 Jan 2026 10:20 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Letzte Änderung: | 09 Jan 2026 11:04 |
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