Retrieval of Aerosol Properties from Surface Measurements in an Urban Environment
- 1. University of Peshawar
- 2. University of Salzburg
- 3. Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V. (DLR)
- 4. University of Karachi
Description
Aerosol optical and radiative properties have, for the first time, been retrieved from ground-based measurements in Karachi, Pakistan. Ground-based aerosol measurements were obtained using a GRIMM Model 1.109 optical particle counter (OPC). The optical and radiative properties of aerosols were retrieved from these measurements using the Aerosol Robotic Network (AERONET) inversion algorithm. The volumetric size distribution obtained from the OPC measurements shows three distinct modes, one fine and two coarse, with a fine mode particle diameter of about 0.29 µm and coarse mode particle diameters of about 7 µm and 22.5 µm. An overlap in between the size range of 0.25 µm to 7 µm has been carried out by using OPC data together with data obtained from AERONET. The obtained OPC-transposed data set (OPCAOD) was compared with those obtained from Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) satellite and AERONET Sunphotometer. The analysis revealed a moderate correlation of 0.57 between OPCAOD and MODISAOD data but only low correlations between OPCAOD and AERONETAOD data (0.21), and between MODISAOD and AERONETAOD data (0.26). The Single Scattering Albedo (SSA) for the measurement days, calculated at a wavelength of 676 nm, ranged from 0.83 ± 0.01 to 0.90 ± 0.02, showing slight variations in magnitude between the different measurement days. The asymmetry parameter (ASY), a wavelength-dependent quantity, was calculated for the same wavelength yielding values that ranged from 0.59 ± 0.01 to 0.68±0.02. The aerosol radiative forcing (ARF) values measured for the period of observation at the top of the atmosphere, at the earth's surface, and within the atmosphere ranged from 31.2 Wm–2 to –28.27 Wm–2, from –69.76 Wm–2 to –73.57 Wm–2, and from 38.56 Wm–2 to 45.3 Wm–2, respectively.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
تم استرداد الخصائص البصرية والإشعاعية للهباء الجوي، لأول مرة، من القياسات الأرضية في كراتشي، باكستان. تم الحصول على قياسات الهباء الجوي الأرضية باستخدام عداد الجسيمات الضوئية GRIMM Model 1.109 (OPC). تم استرداد الخصائص البصرية والإشعاعية للهباء الجوي من هذه القياسات باستخدام خوارزمية عكس الشبكة الروبوتية للهباء الجوي (AERONET). يُظهر توزيع الحجم الحجمي الذي تم الحصول عليه من قياسات OPC ثلاثة أوضاع متميزة، واحد دقيق واثنان خشن، مع قطر جسيم في الوضع الدقيق يبلغ حوالي 0.29 ميكرومتر وأقطار جسيمات في الوضع الخشن تبلغ حوالي 7 ميكرومتر و 22.5 ميكرومتر. تم تنفيذ تداخل بين نطاق الحجم من 0.25 ميكرومتر إلى 7 ميكرومتر باستخدام بيانات OPC جنبًا إلى جنب مع البيانات التي تم الحصول عليها من AERONET. تمت مقارنة مجموعة البيانات المنقولة OPC التي تم الحصول عليها (OPCAOD) مع تلك التي تم الحصول عليها من القمر الصناعي مقياس الطيف التصويري متوسط الدقة (MODIS) ومقياس أشعة الشمس AERONET. كشف التحليل عن ارتباط معتدل قدره 0.57 بين بيانات OPCAOD و MODISAOD ولكن فقط ارتباطات منخفضة بين بيانات OPCAOD و AERONETAOD (0.21)، وبين بيانات MODISAOD و AERONETAOD (0.26). تراوح بياض التشتت الفردي (SSA) لأيام القياس، المحسوب بطول موجي 676 نانومتر، من 0.83 ± 0.01 إلى 0.90 ± 0.02، مما يدل على اختلافات طفيفة في الحجم بين أيام القياس المختلفة. تم حساب متغير عدم التماثل (ASY)، وهو كمية تعتمد على الطول الموجي، لنفس قيم إنتاج الطول الموجي التي تراوحت من 0.59 ± 0.01 إلى 0.68±0.02. وتراوحت قيم التأثير الإشعاعي للهباء الجوي (ARF) المقاسة لفترة الرصد في الجزء العلوي من الغلاف الجوي، وعلى سطح الأرض، وداخل الغلاف الجوي من 31.2 Wm -2 إلى -28.27 Wm -2، ومن -69.76 Wm -2 إلى -73.57 Wm -2، ومن 38.56 Wm -2 إلى 45.3 Wm -2، على التوالي.Translated Description (French)
Les propriétés optiques et radiatives des aérosols ont, pour la première fois, été récupérées à partir de mesures au sol à Karachi, au Pakistan. Les mesures d'aérosols au sol ont été obtenues à l'aide d'un compteur de particules optique (OPC) GRIMM Model 1.109. Les propriétés optiques et radiatives des aérosols ont été extraites de ces mesures à l'aide de l'algorithme d'inversion Aerosol Robotic Network (AERONET). La distribution volumétrique des tailles obtenue à partir des mesures OPC montre trois modes distincts, un fin et deux grossiers, avec un diamètre de particules en mode fin d'environ 0,29 µm et des diamètres de particules en mode grossier d'environ 7 µm et 22,5 µm. Un chevauchement entre la plage de taille de 0,25 µm à 7 µm a été réalisé en utilisant les données OPC ainsi que les données obtenues à partir d'AERONET. L'ensemble de données transposées par OPC (OPCAOD) obtenu a été comparé à ceux obtenus à partir du satellite MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) et du photomètre solaire AERONET. L'analyse a révélé une corrélation modérée de 0,57 entre les données OPCAOD et MODISAOD mais seulement de faibles corrélations entre les données OPCAOD et AERONETAOD (0,21), et entre les données MODISAOD et AERONETAOD (0,26). L'albédo de diffusion unique (SSA) pour les jours de mesure, calculé à une longueur d'onde de 676 nm, variait de 0,83 ± 0,01 à 0,90 ± 0,02, montrant de légères variations de magnitude entre les différents jours de mesure. Le paramètre d'asymétrie (ASY), une quantité dépendante de la longueur d'onde, a été calculé pour les mêmes valeurs de rendement en longueur d'onde allant de 0,59 ± 0,01 à 0,68±0,02. Les valeurs du forçage radiatif des aérosols (FRA) mesurées pour la période d'observation au sommet de l'atmosphère, à la surface de la terre et dans l'atmosphère variaient de 31,2 Wm–2 à -28,27 Wm–2, de -69,76 Wm–2 à -73,57 Wm–2 et de 38,56 Wm–2 à 45,3 Wm–2, respectivement.Translated Description (Spanish)
Las propiedades ópticas y radiativas del aerosol se han recuperado, por primera vez, a partir de mediciones terrestres en Karachi, Pakistán. Las mediciones de aerosol basadas en tierra se obtuvieron utilizando un contador de partículas óptico (OPC) GRIMM Modelo 1.109. Las propiedades ópticas y radiativas de los aerosoles se recuperaron de estas mediciones utilizando el algoritmo de inversión Aerosol Robotic Network (AERONET). La distribución de tamaño volumétrico obtenida a partir de las mediciones de OPC muestra tres modos distintos, uno fino y dos gruesos, con un diámetro de partícula de modo fino de aproximadamente 0.29 µm y diámetros de partícula de modo grueso de aproximadamente 7 µm y 22.5 µm. Se ha llevado a cabo una superposición entre el rango de tamaño de 0.25 µm a 7 µm mediante el uso de datos OPC junto con los datos obtenidos de AERONET. El conjunto de datos transpuestos a OPC obtenido (OPCAOD) se comparó con los obtenidos del espectrorradiómetro de imágenes de resolución moderada (MODIS) y el fotómetro solar AERONET. El análisis reveló una correlación moderada de 0,57 entre los datos de OPCAOD y MODISAOD, pero solo correlaciones bajas entre los datos de OPCAOD y AERONETAOD (0,21), y entre los datos de MODISAOD y AERONETAOD (0,26). El Albedo de Dispersión Única (SSA) para los días de medición, calculado a una longitud de onda de 676 nm, varió de 0.83 ± 0.01 a 0.90 ± 0.02, mostrando ligeras variaciones en la magnitud entre los diferentes días de medición. El parámetro de asimetría (ASY), una cantidad dependiente de la longitud de onda, se calculó para los mismos valores de rendimiento de longitud de onda que oscilaron entre 0,59 ± 0,01 y 0,68±0,02. Los valores de forzamiento radiativo de aerosol (ARF) medidos para el período de observación en la parte superior de la atmósfera, en la superficie de la tierra y dentro de la atmósfera variaron de 31.2 Wm–2 a -28.27 Wm–2, de -69.76 Wm–2 a -73.57 Wm-2 y de 38.56 Wm–2 a 45.3 Wm–2, respectivamente.Files
aaqr-13-09-oa-0294.pdf.pdf
Files
(2.7 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:64319e3c2908e632c8f332204b6bac5e
|
2.7 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- استرجاع خصائص الهباء الجوي من قياسات السطح في بيئة حضرية
- Translated title (French)
- Récupération des propriétés des aérosols à partir de mesures de surface en milieu urbain
- Translated title (Spanish)
- Recuperación de propiedades de aerosoles a partir de mediciones de superficie en un entorno urbano
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2313766702
- DOI
- 10.4209/aaqr.2013.09.0294