Validación terrestre de las mediciones de NO2 del Copernicus Sentinel-5P TROPOMI con las redes globales NDACC ZSL-DOAS, MAX-DOAS y Pandonia

Resumen. Este documento informa sobre resultados consolidados de validación terrestre de los datos atmosféricos de NO2 producidos operativamente desde abril de 2018 por el Instrumento de Monitoreo Troposférico (TROPOMI) a bordo del satélite ESA/EU Copernicus Sentinel-5 Precursor (S5P). Los datos de columna de NO2 troposférico, estratosférico y total del S5P se comparan con mediciones correlativas recolectadas de, respectivamente, 19 instrumentos de Espectroscopía de Absorción Óptica Diferencial de Múltiples Ejes (MAX-DOAS), 26 instrumentos Zenith-Scattered-Light DOAS (ZSL-DOAS) de la red para la detección del cambio en la composición atmosférica (NDACC), y 25 instrumentos de la red global Pandonia (PGN)/Pandora distribuidos globalmente. La metodología de validación presta especial atención a minimizar errores de desajuste debido a la imprecisión en la co-localización espaciotemporal de los datos satelitales y correlativos, por ejemplo, utilizando operadores de observación adaptados para tener en cuenta las diferencias en el suavizado y en el muestreo de estructuras y variabilidad atmosférica y modelado fotoquímico para reducir los efectos del ciclo diurno. En comparación con las mediciones terrestres, los datos del S5P muestran, en promedio, (i) un sesgo negativo para los datos de columna troposférica, de típicamente -23 % a -37 % en condiciones limpias a ligeramente contaminadas, pero alcanzando valores tan altos como -51 % sobre áreas altamente contaminadas; (ii) una ligera diferencia mediana negativa para los datos de columna estratosférica, de aproximadamente -0.2 Pmolec cm−2, es decir, aproximadamente -2 % en verano a -15 % en invierno; y (iii) un sesgo que varía de cero a -50 % para los datos de columna total, encontrado que depende de la amplitud de la columna total de NO2, con valores de sesgo pequeños a ligeramente positivos para columnas por debajo de 6 Pmolec cm−2 y valores negativos arriba. La dispersión entre el S5P y las mediciones correlativas contiene en su mayoría componentes aleatorios, que permanecen dentro de los requisitos de la misión para los datos de columna estratosférica (0.5 Pmolec cm−2) pero superan esos para los datos de columna troposférica (0.7 Pmolec cm−2). Si bien parte de los sesgos y la dispersión pueden deberse a diferencias de representatividad, como diferentes promedios de área y tiempos de medición, se sabe que existen errores en las columnas troposféricas del S5P debido a deficiencias en la representación de perfiles a priori (horizontalmente gruesos) en el modelo de transporte químico TM5-MP utilizado en la recuperación del S5P y, en menor medida, al tratamiento de los efectos de nubes y aerosoles. Aunque se observan diferencias considerables (hasta 2 Pmolec cm−2 y más) a nivel de píxel terrestre único, las versiones en tiempo casi real (NRTI) y fuera de línea (OFFL) del procesador de datos operativos de NO2 del S5P proporcionan valores de columna de NO2 y resultados de validación similares cuando se promedian globalmente, con los valores de NRTI siendo en promedio un 0.79 % mayores que los valores de OFFL.