Published June 15, 2020 | Version v1
Publication Open

Validation of TROPOMI Surface UV Radiation Product

Creators

  • 1. Finnish Meteorological Institute
  • 2. Laboratoire d'Optique Atmosphérique
  • 3. University of Tartu
  • 4. Aristotle University of Thessaloniki
  • 5. Biospherical Instruments (United States)
  • 6. Royal Meteorological Institute of Belgium
  • 7. Agenzia Regionale per la Protezione Ambientale
  • 8. Institute of Atmospheric Sciences and Climate
  • 9. Physikalisch-Meteorologisches Observatorium Davos
  • 10. Laboratoire de l'Atmosphère et des Cyclones
  • 11. Météo-France
  • 12. Centre National de la Recherche Scientifique
  • 13. Universidad de Valladolid
  • 14. Agencia Estatal de Meteorología
  • 15. Norwegian Radiation and Nuclear Safety Authority
  • 16. Observatoire des Sciences de l'Univers de la Réunion
  • 17. National Meteorological Service
  • 18. Sapienza University of Rome
  • 19. Norwegian Institute for Air Research

Description

Abstract. The TROPOspheric Monitoring Instrument (TROPOMI) onboard the Sentinel-5 Precursor (S5P) satellite was launched on 13 October 2017 to provide the atmospheric composition for atmosphere and climate research. The S5P is a sun-synchronous polar-orbiting satellite providing global daily coverage. The TROPOMI swath is 2600 km wide, and the ground resolution for most data products is 7.2 x 3.5 km2 (5.6 x 3.5 km2 since 6 August 2019) at nadir. The Finnish Meteorological Institute (FMI) is responsible for the development and processing of the TROPOMI Surface Ultraviolet (UV) Radiation Product which includes 36 UV parameters in total. Ground-based data from 25 sites located in arctic, subarctic, temperate, equatorial and antarctic areas were used for validation of TROPOMI overpass irradiance at 305, 310, 324 and 380 nm, overpass erythemally weighted dose rate/UV index and erythemally weighted daily dose for the period from 1 January 2018 to 31 August 2019. The validation results showed that for most sites 60–80 % of TROPOMI data was within ±20 % from ground-based data for snow free surface conditions. The median relative differences to ground-based measurements of TROPOMI snow free surface daily doses were within ±10 % and ±5 % at two thirds and at half of the sites, respectively. At several sites more than 90 % of clear sky TROPOMI data were within ±20 % from ground-based measurements. Generally median relative differences between TROPOMI data and ground-based measurements were a little biased towards negative values, but at high latitudes where non-homogeneous topography and albedo/snow conditions occurred, the negative bias was exceptionally high, from −30 % to −65 %. Positive biases of 10–15 % were also found for mountainous sites due to challenging topography. The TROPOMI Surface UV Radiation Product includes quality flags to detect increased uncertainties in the data due to heterogeneous surface albedo and rough terrain which can be used to filter the data retrieved under challenging conditions.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

الخلاصة: تم إطلاق جهاز TROPOspheric Monitoring Instrument (TROPOMI) على متن القمر الصناعي Sentinel -5 Precursor (S5P) في 13 أكتوبر 2017 لتوفير التكوين الجوي لأبحاث الغلاف الجوي والمناخ. S5P هو قمر صناعي متزامن مع الشمس في المدار القطبي يوفر تغطية يومية عالمية. يبلغ عرض رقعة TROPOMI 2600 كم، ودقة الأرض لمعظم منتجات البيانات هي 7.2 × 3.5 كم 2 (5.6 × 3.5 كم 2 منذ 6 أغسطس 2019) في الحضيض. المعهد الفنلندي للأرصاد الجوية (FMI) مسؤول عن تطوير ومعالجة منتج الأشعة فوق البنفسجية السطحية TROPOMI الذي يتضمن 36 معلمة للأشعة فوق البنفسجية في المجموع. تم استخدام البيانات الأرضية من 25 موقعًا تقع في المناطق القطبية الشمالية وشبه القطبية والمعتدلة والاستوائية والقارة القطبية الجنوبية للتحقق من إشعاع الجسر TROPOMI عند 305 و 310 و 324 و 380 نانومتر، ومعدل الجرعة المرجحة بالحمراء/مؤشر الأشعة فوق البنفسجية والجرعة اليومية المرجحة بالحمراء للفترة من 1 يناير 2018 إلى 31 أغسطس 2019. أظهرت نتائج التحقق من الصحة أنه بالنسبة لمعظم المواقع، كانت 60–80 ٪ من بيانات TROPOMI في حدود ±20 ٪ من البيانات الأرضية لظروف السطح الخالية من الثلوج. كان متوسط الاختلافات النسبية للقياسات الأرضية للجرعات اليومية لسطح تروبومي الخالي من الثلوج في حدود ±10 ٪ و ±5 ٪ عند ثلثي ونصف المواقع، على التوالي. في العديد من المواقع، كانت أكثر من 90 ٪ من بيانات TROPOMI الصافية في حدود ±20 ٪ من القياسات الأرضية. بشكل عام، كانت الاختلافات النسبية المتوسطة بين بيانات TROPOMI والقياسات الأرضية متحيزة قليلاً نحو القيم السلبية، ولكن عند خطوط العرض العالية حيث حدثت التضاريس غير المتجانسة وظروف البياض/الثلج، كان التحيز السلبي مرتفعًا بشكل استثنائي، من -30 ٪ إلى -65 ٪. كما تم العثور على تحيزات إيجابية بنسبة 10–15 ٪ للمواقع الجبلية بسبب التضاريس الصعبة. يتضمن منتج الأشعة فوق البنفسجية السطحية TROPOMI أعلام الجودة للكشف عن الشكوك المتزايدة في البيانات بسبب البياض السطحي غير المتجانس والتضاريس الوعرة التي يمكن استخدامها لتصفية البيانات المستردة في ظل الظروف الصعبة.

Translated Description (French)

Résumé. L'instrument de surveillance TROPOsphérique (TROPOMI) à bord du satellite Sentinel-5 Precursor (S5P) a été lancé le 13 octobre 2017 pour fournir la composition atmosphérique pour la recherche atmosphérique et climatique. Le S5P est un satellite en orbite polaire synchrone avec le soleil offrant une couverture quotidienne mondiale. La fauchée TROPOMI a une largeur de 2600 km et la résolution au sol pour la plupart des produits de données est de 7,2 x 3,5 km2 (5,6 x 3,5 km2 depuis le 6 août 2019) au nadir. L'Institut météorologique finlandais (FMI) est responsable du développement et du traitement du produit de rayonnement ultraviolet (UV) de surface TROPOMI qui comprend 36 paramètres UV au total. Les données au sol provenant de 25 sites situés dans les zones arctique, subarctique, tempérée, équatoriale et antarctique ont été utilisées pour la validation de l'irradiance du passage supérieur de TROPOMI à 305, 310, 324 et 380 nm, du débit de dose/indice UV pondéré érythémiquement et de la dose quotidienne pondérée érythémiquement pour la période du 1er janvier 2018 au 31 août 2019. Les résultats de la validation ont montré que pour la plupart des sites, 60 à 80 % des données TROPOMI se situaient à ±20 % des données au sol pour les conditions de surface sans neige. Les différences relatives médianes par rapport aux mesures au sol des doses quotidiennes de surface libre de neige de TROPOMI étaient de ±10 % et ±5 % aux deux tiers et à la moitié des sites, respectivement. Sur plusieurs sites, plus de 90 % des données TROPOMI de ciel clair se situaient à ±20 % des mesures au sol. Généralement, les différences relatives médianes entre les données TROPOMI et les mesures au sol étaient un peu biaisées vers des valeurs négatives, mais aux hautes latitudes où une topographie non homogène et des conditions d'albédo/neige se sont produites, le biais négatif était exceptionnellement élevé, de −30 % à −65 %. Des biais positifs de 10–15 % ont également été trouvés pour les sites montagneux en raison de la topographie difficile. Le produit de rayonnement UV de surface TROPOMI comprend des indicateurs de qualité pour détecter les incertitudes accrues dans les données en raison de l'albédo de surface hétérogène et du terrain accidenté qui peuvent être utilisés pour filtrer les données récupérées dans des conditions difficiles.

Translated Description (Spanish)

Resumen. El Instrumento de Monitoreo TROPOsférico (TROPOMI) a bordo del satélite Sentinel-5 Precursor (S5P) se lanzó el 13 de octubre de 2017 para proporcionar la composición atmosférica para la investigación de la atmósfera y el clima. El S5P es un satélite de órbita polar sincrónico al sol que proporciona cobertura diaria global. La franja de TROPOMI tiene 2600 km de ancho y la resolución del suelo para la mayoría de los productos de datos es de 7,2 x 3,5 km2 (5,6 x 3,5 km2 desde el 6 de agosto de 2019) en el nadir. El Instituto Meteorológico de Finlandia (FMI) es responsable del desarrollo y procesamiento del producto de radiación ultravioleta superficial (UV) TROPOMI, que incluye 36 parámetros UV en total. Los datos basados en tierra de 25 sitios ubicados en áreas árticas, subárticas, templadas, ecuatoriales y antárticas se utilizaron para la validación de la irradiancia de sobrepaso de TROPOMI a 305, 310, 324 y 380 nm, la tasa de dosis ponderada eritematosa/índice UV y la dosis diaria ponderada eritematosa para el período comprendido entre el 1 de enero de 2018 y el 31 de agosto de 2019. Los resultados de la validación mostraron que para la mayoría de los sitios, el 60–80 % de los datos de TROPOMI estaban dentro de ±20 % de los datos basados en tierra para las condiciones de la superficie libre de nieve. Las diferencias relativas medianas con respecto a las mediciones terrestres de las dosis diarias de superficie libre de nieve de TROPOMI estuvieron dentro de ±10 % y ±5 % en dos tercios y en la mitad de los sitios, respectivamente. En varios sitios, más del 90 % de los datos de TROPOMI de cielo despejado estaban dentro de ±20 % de las mediciones terrestres. En general, las diferencias relativas medianas entre los datos de TROPOMI y las mediciones terrestres estaban un poco sesgadas hacia valores negativos, pero en latitudes altas donde se produjo una topografía no homogénea y condiciones de albedo/nieve, el sesgo negativo fue excepcionalmente alto, de -30 % a -65 %. También se encontraron sesgos positivos del 10–15 % para los sitios montañosos debido a la topografía desafiante. El producto de radiación UV superficial TROPOMI incluye indicadores de calidad para detectar mayores incertidumbres en los datos debido al albedo superficial heterogéneo y al terreno accidentado que se pueden utilizar para filtrar los datos recuperados en condiciones difíciles.

Files

amt-13-6999-2020.pdf.pdf

Files (2.3 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:92628bb785cc4a73b22253a84180c659
2.3 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
التحقق من صحة منتج الأشعة فوق البنفسجية السطحية TROPOMI
Translated title (French)
Validation du produit de rayonnement UV de surface TROPOMI
Translated title (Spanish)
Validación del producto de radiación UV superficial TROPOMI

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3038777361
DOI
10.5194/amt-2020-121

Is supplement to
https://openalex.org/W3046043599 (Other)
https://openalex.org/W2912352969 (Other)
https://openalex.org/W2588414595 (Other)
https://openalex.org/W2379880668 (Other)
https://openalex.org/W2090266547 (Other)
https://openalex.org/W2053009102 (Other)
https://openalex.org/W2025187736 (Other)
https://openalex.org/W2017021264 (Other)
https://openalex.org/W2010632134 (Other)
https://openalex.org/W1992892617 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Argentina

References

  • https://openalex.org/W1539141274
  • https://openalex.org/W1608661376
  • https://openalex.org/W1966269167
  • https://openalex.org/W1972053860
  • https://openalex.org/W1973213556
  • https://openalex.org/W1974555808
  • https://openalex.org/W1982782876
  • https://openalex.org/W1987288027
  • https://openalex.org/W2005883769
  • https://openalex.org/W2027254430
  • https://openalex.org/W2030488193
  • https://openalex.org/W2035725848
  • https://openalex.org/W2036658409
  • https://openalex.org/W2036755737
  • https://openalex.org/W2037742754
  • https://openalex.org/W2050180295
  • https://openalex.org/W2055698954
  • https://openalex.org/W2067215060
  • https://openalex.org/W2075235233
  • https://openalex.org/W2094532978
  • https://openalex.org/W2117649128
  • https://openalex.org/W2126208437
  • https://openalex.org/W2133621964
  • https://openalex.org/W2137251302
  • https://openalex.org/W2142934128
  • https://openalex.org/W2147517274
  • https://openalex.org/W2152412008
  • https://openalex.org/W2155829461
  • https://openalex.org/W2160171614
  • https://openalex.org/W2162418695
  • https://openalex.org/W2164217393
  • https://openalex.org/W2166790601
  • https://openalex.org/W2212516770
  • https://openalex.org/W2313759697
  • https://openalex.org/W2315405018
  • https://openalex.org/W2531642867
  • https://openalex.org/W2734619092
  • https://openalex.org/W2780757746
  • https://openalex.org/W2783007508
  • https://openalex.org/W2898734883
  • https://openalex.org/W2910745942
  • https://openalex.org/W2941297605
  • https://openalex.org/W2968230458
  • https://openalex.org/W3122074024
  • https://openalex.org/W4248761761
  • https://openalex.org/W4327856487