Multi-satellite climatologies of fundamental atmospheric variables from Radio Occulation and their validation
Creators
Description
Monitoring of global climate change requires high quality observations not only on the Earths surface but also in the free atmosphere. Global Positioning System (GPS) Radio Occultation (RO) observations are known to have the potential to deliver very accurate, precise, and long-term stable measurements between about 8 km and 30 km altitude.This thesis investigates the suitability of RO observations to serve as climate benchmark record by validating the consistency of RO data provided by different satellites. The main focus lies on systematic differences of RO climatologies, originating from different data processing, data quality, spatio-temporal sampling, and particular orbit characteristics. Data of six RO satellite missions (including one multi-satellite constellation) are analyzed. Largest disagreements of RO climatologies are observed when comparing data provided by different processing centers. Mean absolute temperature differences between 8 km and 30 km altitude amount to 0.5 K, while climate time series of temperature changes agree much closer.Utilizing RO data from the same data center and considering space-temporal sampling yields remarkable consistency of temperature climatologies with mean differences being smaller than 0.1 K. Disagreements are found to be largest at 35 km, where they exceed 0.2 K. This results from different data quality and its utilization within the processing scheme. Climatologies, which are derived from data with the same quality agree to within 0.02 K also at high altitudes. The measurements local time, which depends on the satellites orbit, has a minor but clearly understandable influence on differences in RO climatologies. The results underline the utility of RO data for long-term monitoring of the global climate. (author)
Availability note (English)
Available from Graz University Library, Universitaetsplatz 3, 8010 Graz (AT); Available from http://media.obvsg.at/p-AC08283025-2001Abstract (German)
Um den globalen Klimawandel ueberwachen zu koennen, sind Daten von hoher Qualitaet nicht nur auf der Erdoberflaeche sondern auch in der freien Atmosphaere unabdingbar. Messungen von Global Positioning System (GPS) Radiookkultation (RO) sind fuer ihre exakten und langzeit-stabilen Daten zwischen ca. 8 km und 30 km Hoehe bekannt. In dieser Arbeit wird die Konsistenz von RO Messungen verschiedener Satelliten validiert um festzustellen, ob die Daten tataechlich als Referenzklimadatensatz geeignet sind. Das Hauptaugenmerk liegt auf der Untersuchung systematischer Unterschiede zwischen Klimatologien, welche durch verschiedene Prozessierungssysteme, unterschiedliche Datenqualitaet, Orte und Zeiten der Messungen sowie ausgewaehlte Orbiteigenschaften zustande kommen. Es werden Daten von sechs Satellitenmissionen (darunter eine Multisatellitenmission) analysiert. Groesste Unterschiede zwischen RO Klimatologien entstehen, wenn man Daten verschiedener Prozessierungszentren vergleicht. Mittlere absolute Temperaturdifferenzen zwischen 8 km und 30 km Hoehe betragen 0.5 K, waehrend Klimazeitreihen von Temperaturaenderungen viel genauer uebereinstimmen.Verwendet man Daten vom selben Datenzentrum und beruecksichtigt unterschiedliche Orte und Zeiten der Messungen, so findet man eine bemerkenswerte uebereinstimmung der Klimatologien (im Mittel T < 0.1 K). Groesste Differenzen (T > 0.2 K) lassen sich in grossen Hoehen (35 km) ausmachen. Die Ursache dafuer liegt in der unterschiedlichen Datenqualitaet, welche in der Prozessierung verwendet wird. Klimatologien, welche von Daten gleicher Qualitaet berechnet wurden, stimmen auch in grossen Hoehen bis auf 0.02 K ueberein. Unterschiedliche Lokalzeiten der Messungen, die von den Satellitenbahnen abhaengen, haben nur einen geringen Einfluss auf Unterschiede zwischen Klimatologien verschiedener Satelliten. Die Ergebnisse unterstreichen die Wichtigkeit von RO Datenfuer die Langzeitklimabeobachtung. (author)Additional details
Identifiers
Publishing Information
- Imprint Pagination
- 218 p.
INIS
- Country of Publication
- Austria
- Country of Input or Organization
- Austria
- INIS RN
- 43074761
- Subject category
- S54: ENVIRONMENTAL SCIENCES; S58: GEOSCIENCES;
- Resource subtype / Literary indicator
- Thesis, Non-conventional Literature
- Descriptors DEI
- ALTITUDE; CLIMATES; CLIMATIC CHANGE; DATA PROCESSING; GHZ RANGE; GLOBAL POSITIONING SYSTEM; KHZ RANGE; MONITORING; ORBITS; SAMPLING; SATELLITES; VALIDATION
- Descriptors DEC
- FREQUENCY RANGE; PROCESSING; TESTING