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Global evaluation of terrestrial near-surface air temperature and specific humidity retrievals from the Atmospheric Infrared Sounder (AIRS)
Remote Sensing of Environment ( IF 13.5 ) Pub Date : 2021-01-01 , DOI: 10.1016/j.rse.2020.112146 Jing Sun , Kaighin A. McColl , Yan Wang , Angela J. Rigden , Hui Lu , Kun Yang , Yishan Li , Joseph A. Santanello
Remote Sensing of Environment ( IF 13.5 ) Pub Date : 2021-01-01 , DOI: 10.1016/j.rse.2020.112146 Jing Sun , Kaighin A. McColl , Yan Wang , Angela J. Rigden , Hui Lu , Kun Yang , Yishan Li , Joseph A. Santanello
Abstract Global observations of near-surface air temperature and specific humidity over land are needed for a variety of applications, including to constrain global estimates of evapotranspiration (ET). Spaceborne hyperspectral observations, such as those from NASA's Atmospheric Infrared Sounder (AIRS) mission, show promise for meeting this need, yet there are surprisingly few validation studies of AIRS near-surface atmospheric state retrievals. In this study, we use triple collocation to validate AIRS Level 3 retrievals of near-surface atmospheric state over land using twelve years of gridded station observations and two reanalyses. Deseasonalized AIRS retrievals correlate well with deseasonalized ground observations outside the tropics, but correlate less well in the tropics. Lower temporal sensitivity near the surface in the tropics contributes to the lower correlation for near-surface air temperature and is consistent with known physics of the tropical atmosphere, in which temperatures outside the boundary layer (which dominate the AIRS retrieval signal) are poorly correlated with those near the surface. Retrievals in the tropics may also be more susceptible to errors in cloud-clearing algorithms, and to uncertainty in surface emissivity. Since ET is greatest in the tropics, and tropical measurement networks are particularly sparse, this work motivates new approaches for measuring ET in the tropics.
中文翻译:
从大气红外测深仪 (AIRS) 反演地面近地表气温和特定湿度的全球评估
摘要 陆地上的近地表气温和比湿度的全球观测需要用于各种应用,包括限制对蒸散量 (ET) 的全球估计。星载高光谱观测,例如来自美国宇航局大气红外探测器 (AIRS) 任务的观测,显示出满足这一需求的希望,但令人惊讶的是,对 AIRS 近地表大气状态反演的验证研究却很少。在这项研究中,我们使用三重搭配来验证 AIRS 3 级对陆地近地表大气状态的反演,使用了 12 年的网格站观测和两次重新分析。去季节化的 AIRS 反演与热带以外去季节化的地面观测有很好的相关性,但在热带地区的相关性较差。热带地区地表附近较低的时间敏感性导致近地表气温的相关性较低,这与热带大气的已知物理学一致,其中边界层外的温度(主导 AIRS 反演信号)与那些靠近表面的。在热带地区进行的检索也可能更容易受到云清除算法中的错误以及地表发射率的不确定性的影响。由于 ET 在热带地区最大,而热带测量网络特别稀疏,这项工作激发了在热带地区测量 ET 的新方法。其中边界层外的温度(在 AIRS 检索信号中占主导地位)与地表附近的温度相关性很差。在热带地区进行的检索也可能更容易受到云清除算法中的错误以及地表发射率的不确定性的影响。由于 ET 在热带地区最大,而热带测量网络特别稀疏,这项工作激发了在热带地区测量 ET 的新方法。其中边界层外的温度(在 AIRS 检索信号中占主导地位)与地表附近的温度相关性很差。在热带地区进行的检索也可能更容易受到云清除算法中的错误以及地表发射率的不确定性的影响。由于 ET 在热带地区最大,而热带测量网络特别稀疏,这项工作激发了在热带地区测量 ET 的新方法。
更新日期:2021-01-01
中文翻译:
从大气红外测深仪 (AIRS) 反演地面近地表气温和特定湿度的全球评估
摘要 陆地上的近地表气温和比湿度的全球观测需要用于各种应用,包括限制对蒸散量 (ET) 的全球估计。星载高光谱观测,例如来自美国宇航局大气红外探测器 (AIRS) 任务的观测,显示出满足这一需求的希望,但令人惊讶的是,对 AIRS 近地表大气状态反演的验证研究却很少。在这项研究中,我们使用三重搭配来验证 AIRS 3 级对陆地近地表大气状态的反演,使用了 12 年的网格站观测和两次重新分析。去季节化的 AIRS 反演与热带以外去季节化的地面观测有很好的相关性,但在热带地区的相关性较差。热带地区地表附近较低的时间敏感性导致近地表气温的相关性较低,这与热带大气的已知物理学一致,其中边界层外的温度(主导 AIRS 反演信号)与那些靠近表面的。在热带地区进行的检索也可能更容易受到云清除算法中的错误以及地表发射率的不确定性的影响。由于 ET 在热带地区最大,而热带测量网络特别稀疏,这项工作激发了在热带地区测量 ET 的新方法。其中边界层外的温度(在 AIRS 检索信号中占主导地位)与地表附近的温度相关性很差。在热带地区进行的检索也可能更容易受到云清除算法中的错误以及地表发射率的不确定性的影响。由于 ET 在热带地区最大,而热带测量网络特别稀疏,这项工作激发了在热带地区测量 ET 的新方法。其中边界层外的温度(在 AIRS 检索信号中占主导地位)与地表附近的温度相关性很差。在热带地区进行的检索也可能更容易受到云清除算法中的错误以及地表发射率的不确定性的影响。由于 ET 在热带地区最大,而热带测量网络特别稀疏,这项工作激发了在热带地区测量 ET 的新方法。