Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2024
Идентификатор DOI: 10.31857/S0205961424040051
Ключевые слова: greenhouse gas, carbon dioxide, Atmospheric concentration, Total column, ground-based network, infrared Fourier-transform spectrometer, regression technique, диоксид углерода, регрессия, оптическая толщина, ИКФС-2, наземные измерения и поперечная горизонтальная циркуляция
Аннотация: На основе ретроспективного сопоставления с данными наземных спектроскопических измерений в Петергофе Санкт-Петербургского государственного университета (СПбГУ) и самолетных измерений в районе Новосибирского водохранилища Института оптики атмосферы им. В.Е. Зуева (ИОА), проведенных в 2019-2022 гг., выполнен анализ результатов применения новой версии регрессионной методики определения общего содержания диоксида углерода XCO2 (мольной доли атмосферного CO2 в сухом воздухе) по измерениям инфракрасного фурье-спектрометра ИКФС-2 российского метеорологического спутника “Метеор-М” №2. Дано описание внесенных изменений в методику с целью повышения точности спутниковых оценок. Так, для компенсации влияния изменения характеристик ИКФС-2 во время длительного полета на оценки XCO2 используется их калибровка по результатам наземных измерений обсерватории NOAA на вулкане Мауна-Лоа (остров Гавайи). После калибровки и фильтрации облачных сцен расхождение спутниковых оценок с данными наземных и самолетных измерений характеризуется средним квадратическим отклонением ~4 млн-1 или 1% от общего содержания XCO2. Чтобы ускорить адаптацию регрессионного алгоритма оценки XCO2 к данным ИКФС-2 на новых спутниках предлагается дополнительно к контактным измерениям концентраций CO2 использовать оценки XCO2 наземной сети TCCON. Также в регрессиях в качестве еще одного предиктора, характеризующего состояние прибора, целесообразно использовать толщину криоосадка на стекле фотоприемника ИКФС-2. The paper discusses the use of a new version of the regression technique for derivation the total content of carbon dioxide in the atmosphere XCO2 (column-averaged dry-air mole fraction) from measurements of the infrared Fourier-transform spectrometer IKFS-2 installed on board Russian meteorological satellite Meteor-M No. 2. To evaluate the accuracy of satellite-based XCO2 estimates the retrospective comparison was made with data from ground-based spectroscopic measurements at Peterhof site of St. Petersburg State University as well as with aircraft measurements of the V. E. Zuev Institute of Atmospheric Optics (IOA) in the area of the Novosibirsk Reservoir conducted in 2019-2022. A brief description of the regression technique modifications is given made to improve the accuracy of satellite - based XCO2 estimates. In particular, to compensate for the effect of changes in the IKFS-2 characteristics during a long flight, the XCO2 estimates calibration is realized using ground - based XCO2 measurements at the NOAA Observatory on Mauna Loa volcano (island of Hawaii). After calibration and cloud scenes filtering, the discrepancy between satellite estimates and ground-based / aircraft measurements is characterized by root mean square deviation of ~4 ppm or 1% of the CO2 total content. In order to accelerate the adjustment ofthe regression technique, used for estimating XCO2, to IKFS-2 data on new satellites, it is reasonable to use XCO2 observations at the TCCON terrestrial network in addition to conventional contact measurements of CO2 concentrations. Along with this, it seems rational to use the cryogenic film thickness on the glass of the IKFS-2 photodetector, characterizing the state of the instrument, as additional predictor in the regression model.
Журнал: Исследование Земли из космоса
Выпуск журнала: № 4
Номера страниц: 56-68
ISSN журнала: 02059614
Место издания: Москва
Издатель: Российская академия наук