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Evaluation of seven European aerosol optical depth retrieval algorithms for climate analysis

de Leeuw, Gerrit und Holzer-Popp, Thomas und Bevan, S. und Davies, J. und Decloitres, J. und Grainger, R. G. und Griesfeller, J. und Heckel, A. und Klüser, Lars und Kolmonen, P. und Litvinov, P. und Martynenko, M. und North, P. und Ovigneur, B. und Pacal, N. und Poulson, C. und Ramon, D. und Schulz, M. und Siddans, R. und Sogacheva, L. und Tanre, D. und Thomas, G. und Virtanen, D. und von Hoyningen-Huene, Wolfgang und Vountas, M. und Pinnock, S. (2015) Evaluation of seven European aerosol optical depth retrieval algorithms for climate analysis. Remote Sensing of Environment, 162, Seiten 295-315. Elsevier. doi: 10.1016/j.rse.2013.04.023. ISSN 0034-4257.

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Kurzfassung

Satellite data are increasingly used to provide observation-based estimates of the effects of aerosols on climate. The Aerosol-cci project, part of the European Space Agency‟s Climate Change Initiative (CCI), was designed to provide essential climate variables for aerosols from satellite data. Eight algorithms, developed for the retrieval of aerosol properties using data from AATSR (4), MERIS (3) and POLDER, were evaluated to determine their suitability for climate studies. The primary result from each of these algorithms is the aerosol optical depth (AOD) at several wavelengths, together with the Ångström exponent (AE) which describes the spectral variation of the AOD for a given wavelength pair. Other aerosol parameters which are possibly retrieved from satellite observations are not considered in this paper. The AOD and AE (AE only for Level 2) were evaluated against independent collocated observations from the ground-based AERONET sun photometer network and against “reference” satellite data provided by MODIS and MISR. Tools used for the evaluation were developed for daily products as produced by the retrieval with a spatial resolution of 10x10km2 (Level 2) and daily or monthly aggregates (Level 3). These tools include statistics for L2 and L3 products compared with AERONET, as well as scoring based on spatial and temporal correlations. In this paper we describe their use in a round robin (RR) evaluation of four months of data, one month for each season in 2008. The amount of data was restricted to only four months because of the large effort made to improve the algorithms, and to evaluate the improvement and current status, before larger data sets will be processed. Evaluation criteria are discussed. Results presented show the current status of the European aerosol algorithms in comparison to both AERONET and MODIS and MISR data. The comparison leads to a preliminary conclusion that the scores are similar, including those for the references, but the coverage of AATSR needs to be enhanced and further improvements are possible for most algorithms. None of the algorithms, including the references, outperforms all others everywhere. AATSR data can be used for the retrieval of AOD and AE over land and ocean. PARASOL and one of the MERIS algorithms have been evaluated over ocean only and both algorithms provide good results.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/96719/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Evaluation of seven European aerosol optical depth retrieval algorithms for climate analysis
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
de Leeuw, Gerritgerrit.leeuw (at) fmi.fiNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Holzer-Popp, Thomasthomas.holzer-popp (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bevan, S.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Davies, J.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Decloitres, J.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Grainger, R. G.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Griesfeller, J.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Heckel, A.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Klüser, Larslars.klueser (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kolmonen, P.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Litvinov, P.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Martynenko, M.dmytro.martynenko (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
North, P.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ovigneur, B.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Pacal, N.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Poulson, C.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ramon, D.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schulz, M.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Siddans, R.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sogacheva, L.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Tanre, D.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Thomas, G.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Virtanen, D.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
von Hoyningen-Huene, WolfgangUniv. of Bremen, BremenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Vountas, M.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Pinnock, S.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2015
Erschienen in:Remote Sensing of Environment
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:162
DOI:10.1016/j.rse.2013.04.023
Seitenbereich:Seiten 295-315
Verlag:Elsevier
ISSN:0034-4257
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Aerosol retrieval algorithms, Aerosol optical depth, AATSR, MERIS, PARASOL
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 - Vorhaben Datenprodukte für Klima- und Atmosphärenanwendungen (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum
Hinterlegt von: Popp, Dr.rer.nat Thomas
Hinterlegt am:18 Jun 2015 09:01
Letzte Änderung:10 Jan 2019 15:50

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