خوارزمية محسّنة لاسترجاع عمود ثاني أكسيد النيتروجين في الطبقة الجوية السفلى لجهاز مراقبة الأوزون

الملخص. نقدم خوارزمية محسّنة لاسترجاع عمود ثاني أكسيد النيتروجين في الطبقة الجوية السفلى (DOMINO v2.0) لجهاز OMI بناءً على عوامل كتلة هواء (AMFs) أفضل وتصحيح للخطوط الناتجة عن أخطاء المعايرة في الانعكاسات المرتدة لجهاز OMI. منذ أكتوبر 2004، تم استخدام استرجاعات NO2 من جهاز مراقبة الأوزون (OMI)، وهو مطياف نيدير للأشعة فوق البنفسجية/المرئية على متن قمر ناسا الصناعي EOS-Aura، بنجاح في عدة دراسات علمية تركز على مراقبة جودة الهواء، واكتشاف الاتجاهات، وتقديرات انبعاثات NOx. أوضحت التقييمات المخصصة للاسترجاعات السابقة لـ DOMINO لثاني أكسيد النيتروجين في الطبقة الجوية السفلى جودتها، ولكنها أشارت أيضًا إلى أن الأعمدة الجوية السفلى كانت عرضة لتحيزات عالية (بنسبة 0-40%)، ربما بسبب أخطاء في حسابات عوامل كتلة الهواء. هنا نقوم بتحديث نهج عوامل كتلة الهواء لـ DOMINO. نحسب جدول بحث جديد (LUT) لعوامل كتلة الهواء المعتمدة على الارتفاع بناءً على معلمات ملف الغلاف الجوي الأكثر واقعية، ونشمل المزيد من نقاط الألبدو السطحي والضغط السطحي المرجعية مقارنة بما كان عليه في السابق. نحسن قياس نموذج TM4، مما يؤدي إلى ملفات NO2 أولية ممزوجة بشكل أفضل عبر طبقة الحدود. نقيم ملفات NO2 المحاكاة باستخدام قياس TM4 المحسن كما هو مستخدم في حسابات AMF ونظهر أنها متسقة للغاية مع قياسات NO2 في الموقع من الطائرات خلال حملات INTEX-A و INTEX-B في عامي 2004 و2006. يتم تحديث حسابات عوامل كتلة الهواء لدينا بشكل إضافي من خلال تنفيذ ارتفاع تضاريس عالي الدقة ومناخ ضوء السطح العالي الدقة بناءً على قياسات OMI. مع تصحيح الخطوط الناتجة عن الأخطاء، فإن الأثر العام لوصف ارتفاع التضاريس والألبدو المحسن هو متواضع (<5%) في المتوسط على المناطق الملوثة الكبيرة، ولكنه لا يزال يسبب تغييرات كبيرة محليًا. التغييرات الرئيسية في خوارزمية DOMINO v2.0 تنبع من جدول LUT الجديد وقياسات TM4 المحسنة التي تؤدي إلى المزيد من NO2 المحاكي في الأعلى، حيث تكون الحساسية لـ NO2 أعلى، وتؤدي إلى تقليل الأعمدة الهوائية السفلى من NO2 بنسبة تصل إلى 20% في الشتاء و10% في الصيف فوق مناطق ملوثة ممتدة. نتحقق من تأثير المواد العالقة على الاسترجاع لـ NO2، واستنادًا إلى مقارنة الاسترجاعات المتزامنة للغيوم من OMI والمواد العالقة من MODIS Aqua، نجد دليلًا تجريبيًا على أن استرجاعات الغيوم من OMI حساسة لوجود المواد العالقة المنتشرة. يتبع ذلك أن تصحيحًا ضمنيًا لتأثيرات المواد العالقة يحدث من خلال معلمات الغيوم الناتجة عن المواد العالقة في DOMINO، ونوضح أن مثل هذا التصحيح التجريبي يشير إلى تقليل قدره 20% في AMF في الصيف وتغييرات ±10% في الشتاء فوق شرق الولايات المتحدة.