Evaluation of Himawari-8 version 2.0 aerosol products against AERONET ground-based measurements over central and northern China
Evaluation of Himawari-8 version 2.0 aerosol products against AERONET ground-based measurements over central and northern China
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根据 AERONET 地面测量对中国中部和北部地区的 Himawari-8 2.0 版气溶胶产品进行评估
DOI：
10.1016/j.atmosenv.2020.117357
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发表时间：
2020-03
影响因子：
5
通讯作者：
Li Shenshen
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wang Lei;Cai Kun;Si Yidan;Yu Chao;Zheng Hui;Li Shenshen
Himawari-8是新一代地球静止轨道卫星，携带先进的Himawari成像仪（AHI），可提供高时间分辨率观测（10分钟），监测大面积气溶胶的分布和变化。最近，AHI气溶胶算法得到完善，并发布了更新的AHI 2.0版2级气溶胶产品。然而，这些产品尚未得到全面评估。本研究旨在评估AHI 2.0版2级气溶胶产品在中国中部和北方地区的准确性。我们比较了2016年至2017年9小时（北京时间：08：00至16：00）AHI气溶胶光学厚度（AOT）反演与AERONET（AERONET）测量的四个合并站点：北京市区，香河，徐州和包头。结果表明，AHI AOT产品在09：00、10：00和11：00时的反演结果较为准确，但在高气溶胶含量时，这些值高估了AOT。而13：00、14：00和15：00的AHI AOT反演则表现出明显的高估。超过67%的检索结果低于预期误差（EE：±0.15× AOT AERONET±0.05）。AHI质量保证（QA_flag）在限制AHI AOT产品的高估方面表现不佳。QA_flag中的“无信心”Ángström指数（AE）、额外的云和表面反射系数对AOT检索准确性有负面影响。对于不同的气溶胶模式，AHI AE和光学深度比精细（RF）产品在上午（09：00，10：00和11：00）和下午（13：00，14：00和15：00）之间表现出较大的差异。而AHI单次散射散射谱（SSA）值主要分布在0.93 ~ 0.94之间，在不同时间、不同地点和不同气溶胶模式下差异较小。这些结果表明，这些产品有错误引起的AHI算法。
Himawari-8, a new generation geostationary satellite, carries the Advanced Himawari Imager (AHI), which can provide high temporal resolution observations (10 min) in monitoring the distribution and variation of aerosol over large areas. Recently, the AHI aerosol algorithm was refined, and the updated AHI version 2.0 Level 2 aerosol products were released. However, these products have not been comprehensively evaluated. This study aims to assess the accuracy of AHI version 2.0 Level 2 aerosol products over central and northern China. We compared nine hourly (Beijing time: 08: 00 to 16: 00) AHI Aerosol Optical Thickness (AOT) retrievals from 2016 to 2017 with AErosol RObotic NETwork (AERONET) measurements over four merged sites: Beijing-urban, Xianghe, Xuzhou and Baotou. The results show that the AHI AOT product provides accurate retrievals at 09: 00, 10: 00 and 11: 00, but these values overestimated AOT at high aerosol loadings. In contrast, AHI AOT retrievals at 13: 00, 14: 00 and 15: 00 exhibit significant overestimation. More than 67% of these retrievals fell above the Expected Error (EE:±0.15× AOT AERONET±0.05). The AHI Quality Assurance (QA_flag) performs poorly in constraining overestimation of the AHI AOT product. The “no confidence” Å ngström exponent (AE), additional cloud and surface reflectance factors in the QA_flag have negative impacts on AOT retrieval accuracy. For different aerosol models, the AHI AE and Optical Depth Ratio fine (RF) products exhibit large differences between the forenoon (09: 00, 10: 00 and 11: 00) and afternoon (13: 00, 14: 00 and 15: 00). However, the AHI Single-scattering albedo (SSA) values mainly distribute in the range from 0.93 to 0.94, exhibiting minor differences in different times, sites and aerosol models. These results indicated that these products have errors induced by the AHI algorithm.
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