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Voigt profile introduces optical depth dependent systematic errors – detected in high resolution laboratory spectra of water

Birk, Manfred und Wagner, Georg (2016) Voigt profile introduces optical depth dependent systematic errors – detected in high resolution laboratory spectra of water. Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer, 170, Seiten 159-168. Elsevier. doi: 10.1016/j.jqsrt.2015.11.008. ISSN 0022-4073.

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Offizielle URL: http://www.sciencedirect.com/science/journal/00224073

Kurzfassung

The Voigt profile commonly used in radiative transfer modeling of Earth’s and planets’ atmospheres for remote sensing/climate modeling produces systematic errors so far not accounted for. Saturated lines are systematically too narrow when calculated from pressure broadening parameters based on the analysis of laboratory data with the Voigt profile. This is caused by line narrowing effects leading to systematically too small fitted broadening parameters when applying the Voigt profile. These effective values are still valid to model non-saturated lines with sufficient accuracy. Saturated lines dominated by the wings of the line profile are sufficiently accurately modeled with a Voigt profile with the correct broadening parameters and are thus systematically too narrow when calculated with the effective values. The systematic error was quantified by mid infrared laboratory spectroscopy of the water 2 fundamental. Correct Voigt profile based pressure broadening parameters for saturated lines were 3-4% larger than the effective ones in the spectroscopic database. Impacts on remote sensing and climate modeling are expected. Combination of saturated and non-saturated lines in the spectroscopic analysis will quantify line narrowing with unprecedented precision.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/99869/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Voigt profile introduces optical depth dependent systematic errors – detected in high resolution laboratory spectra of water
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Birk, ManfredNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wagner, GeorgNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2016
Erschienen in:Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:170
DOI:10.1016/j.jqsrt.2015.11.008
Seitenbereich:Seiten 159-168
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Bernath, PeterOld Dominion University, Norfolk, Virginia, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mengüç, M. PinarÖzyeğin University, Istanbul, TurkeyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mishchenko, Michael I.NASA-Goddard Institute for Space Studies, New York, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Elsevier
ISSN:0022-4073
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Voigt line profile, speed-dependent Voigt line profile, radiative transfer, optical depth, systematic errors
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 Spektrometrische Verfahren und Konzepte der Fernerkundung (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Methodik der Fernerkundung > Experimentelle Verfahren
Hinterlegt von: Birk, Manfred
Hinterlegt am:24 Nov 2015 16:09
Letzte Änderung:06 Nov 2023 08:42

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