universitatea politehnia uureȘti facultatea de Științe ... · generalized aerosol retrieval from...

Testarea codului GARRLiC pentru calculul parametrilor de microfizică ai aerosolului

din date de teledetecție

Student: Victor-Cristian Palea

Coordonatori: S. l. Liliana Preda C. P. I Doina Nicolae

UNIVERSITATEA POLITEHNICA BUCUREȘTI Facultatea de Științe Aplicate

Inginerie Fizică

GARRLiC Generalized Aerosol Retrieval from Radiometer and

LiDAR Combined data

Date măsurate de Departamentul de Teledetecție al INOE 2000

Rezultate

Universitatea Politehnica București - Facultatea de Științe Aplicate - Victor-Cristian Palea - Licență

GARRLiC Generalized Aerosol Retrieval from Radiometer and

LiDAR Combined data

Date măsurate de Departamentul de Teledetecție al INOE 2000

Funcționalitate Rezultate


Aerosolul


Aerosolul

Sistem coloidal polidispers de particule solide sau lichide de mici dimensiuni ce se află în atmosferă


Aerosolul


Dinamica maselor de aer


Aerosolul


Studii climatologice



Aerosolul




Bilanțul energetic al Terrei


Aerosolul




Bilanțul energetic al Terrei

Calitatea aerului


GARRLiC AERONET LiRIC

Caracterizare globală a aerosolului

Caracterizare globală și pe nivele de altitudine a

aerosolului

Iterare manuală


aerosolului

Iterare automată


GARRLiC


GARRLiC

Caracterizare aerosol

Parametrii optici și de microfizică

Distribuția pe altitudine a aerosolului


GARRLiC

Date LiDAR Date de fotometru

sincronizate temporal





GARRLiC



Parametri preprocesare Distribuția pe altitudine

a aerosolului




GARRLiC



Parametri preprocesare Distribuția pe altitudine

a aerosolului



Testarea


GARRLiC



Parametri preprocesare

Procedură de utilizare


Testarea




Datele LiDAR


Datele LiDAR

LiDAR


𝑆 ℎ, 𝜆 =𝐶

ℎ2∙ 𝛽 ℎ, 𝜆 ∙ 𝑒

−2 𝛼 𝑥,𝜆 𝑑𝑥ℎℎ𝑚𝑖𝑛

Semnal LiDAR Coeficient de retroîmproăștiere

Coeficient de atenuare Constantă de aparat


Datele de fotometru


Fotometru

Datele de fotometru


𝐼 𝑥 = 𝐼0 ∙ 𝑒 𝜎 𝑥′ 𝑑𝑥′𝑥𝑥𝑚𝑎𝑥

Coeficient de atenuare

Iradianță Interval altitudine


Fotometru

Datele de fotometru

Standardizat de AERONET


Parametri de preprocesare



Selecție a datelor LiDAR

Calibrare a datelor LiDAR






Interval temporal

Interval spațial




Interval temporal

Interval spațial

Altitudine de referință


GARRLiC


GARRLiC

Cod Preprocesare Cod procesare finală GRASP


GARRLiC


Date intrare


GARRLiC


Date intrare

Procedură


GARRLiC


Date intrare

Fișier transfer

Procedură


GARRLiC


Date intrare

Fișier transfer

Date ieșire

Procedură


GARRLiC


Date intrare

Fișier transfer

Date ieșire Reprezentare grafică

Procedură


Parametri optici și de microfizică




Distribuția după dimensiuni

Indicele de refracție complex




Distribuția după dimensiuni

Modurile fine și coarse


Indicele de refracție complex


Testarea codului la modificarea intervalului spațial


Testarea codului la modificarea intervalului spațial D

istr

ibu

ția

du

pă

dim

ensi

un

i Pa

rtea

rea

lă a

ind

icel

ui d

e re

frac

ție


Part

ea im

agin

ară

a in

dic

elu

i de

refr

acți

e

Dis

trib

uți

a co

nce

ntr

ație

i de

aero

sol p

e al

titu

din

e

Testarea codului la modificarea intervalului spațial


Testarea codului din punct de vedere al altitudinii de referință


ℎ2∙ 𝛽 ℎ, 𝜆 ∙ 𝑒




ℎ2∙ 𝛽 ℎ, 𝜆 ∙ 𝑒


𝑆𝑐𝑜𝑟 ℎ, 𝜆 = 𝛽𝑚 ℎ, 𝜆 + 𝛽𝑎 ℎ, 𝜆 ∙ 𝑒−2 𝛼𝑎 𝑥,𝜆 𝑑𝑥

ℎℎ𝑟𝑒𝑓




ℎ2∙ 𝛽 ℎ, 𝜆 ∙ 𝑒


𝑆𝑐𝑜𝑟 ℎ, 𝜆 = 𝛽𝑚 ℎ, 𝜆 + 𝛽𝑎 ℎ, 𝜆 ∙ 𝑒−2 𝛼𝑎 𝑥,𝜆 𝑑𝑥

ℎℎ𝑟𝑒𝑓

𝑆 ℎ, 𝜆

𝑆 ℎ𝑟𝑒𝑓 , 𝜆∙ 𝛽𝑚 ℎ𝑟𝑒𝑓 , 𝜆 ∙ 𝑒

2 𝛼𝑚 𝑥,𝜆 𝑑𝑥ℎℎ𝑟𝑒𝑓 = 𝑆𝑐𝑜𝑟(ℎ, 𝜆)



Testarea codului la modificarea intervalului temporal


Testarea codului la modificarea intervalului temporal D

istr

ibu

ția

du

pă

dim

ensi

un

i Pa

rtea

rea

lă a

ind

icel

ui d

e re

frac

ție


Testarea codului la modificarea intervalului temporal Pa

rtea

imag

inar

ă a

ind

icel

ui d

e re

frac

ție

Dis

trib

uți

a co

nce

ntr

ație

i de

aero

sol p

e al

titu

din

e


Caz limită al programului D

istr

ibu

ția

du

pă

dim

ensi

un

i Pa

rtea

rea

lă a

ind

icel

ui d

e re

frac

ție


Part

ea im

agin

ară

a in

dic

elu

i de

refr

acți

e

Dis

trib

uți

a co

nce

ntr

ație

i de

aero

sol p

e al

titu

din

e

Caz limită al programului


Concluzii privind rezultatele testării

• Calcul individual pentru fiecare mod • Stabilitate la calcul față de intervalul temporal • Stabilitate la calcul față de intervalul spațial pentru

parametrii optici și de microfizică • Instabilitate la calcul față de intervalul spațial pentru

distribuția concentrației de aerosol din punct de vedere numeric

• Instabilitate față de parametrul altitudine de referință • Instabilitate în cazul în care un singur mod este

predominant • Număr redus de date LiDAR și de fotometru ce pot fi

folosite ca date de intrare


GARRLiC AERONET LiRIC

Caracterizare globală a aerosolului


aerosolului

Iterare manuală


aerosolului

Iterare automată


Concluzii generale

• Am realizat o procedură de utilizare a codului GARRliC

• Am identificat probleme în algoritm pe care le-am comunicat dezvoltatorilor

• Am adaptat codul la formatul datelor măsurate de Departamentul de teledetecție al INOE 2000


Bibliografie

[1] Lopatin A., Dubovik O., Chaikovsky A., Goloub P., Lapyonok T., Tanré D., Litvinov D. (2013). Enhancement of aerosol characterization using synergy of lidar and sun-photometer coincident observations: the GARRLiC algorithm, Atmos. Meas. Tech., 6, 2065-2088.

[2] Lopatin A. (2013). Enhanced remote sensing of atmospheric aerosol by joint inversion of active and passive remote sensing observations. Teză doctorat. Universitatea din Lille.

[3] Ducos F., Fuertes D. (2013). The GRASP Framework. An overview. [online] Lille: Laboratorul de optică atmosferică al Universității din Lille.

http://www-loa.univ-lille1.fr/~ducos/public/grasp-documentation/index.html

[4] Baza de date a Observatorului Atmosferic Român. RADO Database. [online]: http://rado.inoe.ro/base/RADO_Database.php

[5] Baza de date AERONET. [online]: http://aeronet.gsfc.nasa.gov/new_web/index.html


universitatea politehnia uureȘti facultatea de Științe ... · generalized aerosol retrieval from...

Documents