CERES Strahlungflüsse
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Beschreibung
CERES steht für Clouds and Earth's Radiation Energy System. CERES Produkte beinhalten kurz- und langwellige ein- und ausfallende Strahlungsflüsse am Oberrand der Atmosphäre (TOA; EBAF-TOA)) und an der Oberfläche (EBAF-Surface). Benötigte Wolkenparameter werden mittels zeitgleichen Messungen von z. B. dem Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) und dem Visible and Infrared Sounder (VIRS) abgeleitet.
CERES Instrumente haben drei Kanäle und werden von TERRA und AQUA Erdbeobachtungssatelliten (EOS) betrieben. Die drei verwendeten Kanäle sind ein kurzwelliger: 0.3 - 5.0 µm, ein langwelliger: 8 - 12 µm, und "kurz+langwelliger": 0.3 to > 100 µm.
CERES TOA (= am Oberrand der Atmosphäre) Produkte basieren maßgeblich aus CERES Messungen plus der am Oberrand der Atmosphäre auftreffenden solaren Einstrahlung. CERES Surface Produkte (= am Boden) sind eine Kombination aus CERES Messungen, Daten zum atmosphärischen Profil (GEOS-5.4.1), Ozon (NCEP SMOBA) und Aerosol (MATCH) sowie Wolkenparametern von MODIS Collection 5 bis März 2017.
Nach oben (= von der Erde weg) gerichtete Flüsse (upwelling) sind positiv definiert; nach unten (= zur Erde hin) gerichtete Flüsse (downwelling) sind negative definiert. Die CERES Produkte gibt es separat für wolkenfreie (clear-sky) und alle (all-sky) Bedingungen. Wolkenfreie Bedingungen liegen vor, wenn gemäß der CERES-MODIS Wolkenmaske 99% des CERES Beleuchtungsflecks am Boden (Footprint, ca. 20 km Auflösung) wolkenfrei sind.
Mehr Information über die Sensoren und Daten gibt es auf der CERES Webseite und in den Referenzen.
Dies ist Version Ed4.1 (Oberfläche) und Ed4.1 (TOA) des CERES-EBAF Produkts. Version 4.1 wie Version 4.0 hat eine Vielzahl Verbesserungen gegenüber Version 2.8 - wie z. B. konsistentere Eingangsdaten (siehe Referenzen).
Mit enthalten sind Daten des Wolkenstrahlungseffektes sowie die am Oberrand der Atmosphäre einfallenden, breitbandigen Sonnenstrahlung sowie neuerdings auch einiger Wolkenparameter von MODIS.
Mit Wirkung der Aktualisierung vom 15. Oktober 2020 sind auch die 10-Jahres Klimatologien (Juli 2005 bis Juni 2015) in den Daten enthalten.
Letzte Aktualisierung dieses Datensatzes am ICDC: 15. Oktober 2020.
Parameter
| Name | Einheit | Kommentar |
|---|---|---|
| Reflektierte kurzwellige Einstrahlung am Oberrand der Atmosphäre, (TOA) all-sky | W/m^2 | |
| Langwellige Ausstrahlung am Oberrand der Atmosphäre, (TOA) all-sky | W/m^2 | |
| Nettostrahlungsbilanz am Oberrand der Atmosphäre, (TOA) all-sky | W/m^2 | |
| Reflektierte kurzwellige Einstrahlung am Oberrand der Atmosphäre, (TOA) clearsky | W/m^2 | nur wolkenfreier Teil der Gitterzelle |
| Langwellige Ausstrahlung am Oberrand der Atmosphäre, (TOA) clearsky | W/m^2 | siehe oben |
| Nettostrahlungsbilanz am Oberrand der Atmosphäre, (TOA) clearsky | W/m^2 | siehe oben |
| Reflektierte kurzwellige Einstrahlung am Oberrand der Atmosphäre, (TOA*) clearsky assumed | W/m^2 | ganze Gitterzelle |
| Langwellige Ausstrahlung am Oberrand der Atmosphäre, (TOA*) clearsky assumed | W/m^2 | siehe oben |
| Nettostrahlungsbilanz am Oberrand der Atmosphäre, (TOA*) clearsky assumed | W/m^2 | siehe oben |
| Solar Einstrahlung am Oberrand der Atmosphäre (TOA) | W/m^2 | |
| Langwelliger Strahlungseffekt der Wolken (TOA*) | W/m^2 | |
| Kurzwelliger Strahlungseffekt der Wolken (TOA*) | W/m^2 | |
| Nettostrahlungseffect der Wolken (TOA*) | W/m^2 | |
| Kurzwellige Einstrahlung am Boden, (downwelling) all-sky | W/m^2 | |
| Reflektierte kurzwellige Einstrahlung am Boden, (upwelling) all-sky | W/m^2 | |
| Langwellige Einstrahlung am Boden, (downwelling) all-sky | W/m^2 | |
| Langwellige Ausstrahlung am Boden, (upwelling) all-sky | W/m^2 | |
| Kurzwellige Strahlungsbilanz am Boden, all-sky | W/m^2 | |
| Langwellige Strahlungsbilanz am Boden, all-sky | W/m^2 | |
| Gesamtstrahlungsbilanz am Boden, all-sky | W/m^2 | |
| Kurzwellige Einstrahlung am Boden, (downwelling) clearsky | W/m^2 | nur wolkenfreier Teil der Gitterzelle |
| Reflektierte kurzwellige Einstrahlung am Boden, (upwelling) clearsky | W/m^2 | siehe oben |
| Langwellige Einstrahlung am Boden, (downwelling) clearsky | W/m^2 | siehe oben |
| Langwellige Ausstrahlung am Boden, (upwelling) clearsky | W/m^2 | siehe oben |
| Kurzwellige Strahlungsbilanz am Boden, clearsky | W/m^2 | siehe oben |
| Langwellige Strahlungsbilanz am Boden, clearsky | W/m^2 | siehe oben |
| Gesamtstrahlungsbilanz am Boden, clearsky | W/m^2 | siehe oben |
| Kurzwellige Einstrahlung am Boden, (downwelling) clearsky assumed | W/m^2 | ganze Gitterzelle |
| Reflektierte kurzwellige Einstrahlung am Boden, (upwelling) clearsky assumed | W/m^2 | siehe oben |
| Langwellige Einstrahlung am Boden, (downwelling) clearsky assumed | W/m^2 | siehe oben |
| Langwellige Ausstrahlung am Boden, (upwelling) clearsky assumed | W/m^2 | siehe oben |
| Kurzwellige Strahlungsbilanz am Boden, clearsky assumed | W/m^2 | siehe oben |
| Langwellige Strahlungsbilanz am Boden, clearsky assumed | W/m^2 | siehe oben |
| Gesamtstrahlungsbilanz am Boden, clearsky assumed | W/m^2 | siehe oben |
| Langwelliger Strahlungseffekt der Wolken am Boden | W/m^2 | |
| Kurzwelliger Strahlungseffekt der Wolken am Boden | W/m^2 | |
| Nettostrahlungseffekt der Wolken am Boden | W/m^2 | |
| Wolkenbedeckungsgrad | % | |
| Optische Dichte der Wolken (am Tag) | -- | |
| Effektiver Luftdruck der Wolkenobergrenze | hPa | |
| Effektive Temperature der Wolkenobergrenze | K | |
| Anmerkung I: Die mit TOA* gekennzeichneten Parameter befinden sich in den EBAF_Surface Dateien. | ||
| Anmerkung II: Für sämtliche Parameter sind die Klimatologien für Juli 2005 bis Juni 2015 enthalten. |
Abdeckung, räumliche und zeitliche Auflösung
Zeitraum und zeitliche Auflösung:
- 2000-03 bis 2020-03 (Boden), bis 2020-05 (TOA)
- Monatlich
Räumliche Abdeckung und Auflösung:
- Global
- Räumliche Auflösung: 1° x 1°, kartesisches Gitter
- Geographische Länge: 180°W bis 180°E
- Geographische Breite: 90°S bis 90°N
- Dimension: 360 Spalten x 180 Zeilen
- Höhe: Terrain folgend für "Boden", rund 20 km über dem Referenz-Ellipsoid für "TOA"
Format:
- NetCDF
Datenqualität
Der Datensatz beinhaltet keine Fehlerabschätzung.
Es gibt aber eine ganze Anzahl an Dokumenten welche die Unsicherheiten und Probleme des Datensatzes beschreiben und die Ergebnisse der Datensatzevaluation zusammenfassen --> Referenzen
Kontaktperson
NASA
CERES staff
Help Desk
E-Mail: ceres-help (at) lists.nasa.gov
Seiji Kato
NASA CERES-Staff
E-Mail: seiji.kato (at) nasa.gov
Norman Loeb
NASA CERES-Staff
E-Mail: norman.g.loeb (at) nasa.gov
Stefan Kern
ICDC / CEN / Universität Hamburg
E-Mail: stefan.kern (at) uni-hamburg.de
Referenzen
- CERES Webpage
- CERES Online Dokumentation
- CERES EBAF Ed4.0 Data Quality Summary (Januar 2018)
- CERES EBAF-Surface Ed4.0 Data Quality Summary (Mai 2017)
- Loeb, N. G., et al., 2009, Toward Optimal Closure of the Earth's Top-of-Atmosphere Radiation Budget, Journal of Climate, 22(3), 748-766. doi: 10.1175/2008JCLI2637.1
- Kato, S., et al., 2013, Surface irradiances consistent with CERES-derived top-of-atmosphere shortwave and longwave irradiances. Journal of Climate, 26, 2719-2740, doi: 10.1175/JCLI-D-12-00436.1
- Loeb, N. G., et al., 2016, CERES Top-of-Atmosphere Earth radiation budget climate data record: Accounting for in-orbit changes in instrument calibration. Remote Sensing, 8, 182, doi:10.3390/rs8030182
- Riihela, A., et al., 2017, An intercomparison and validation of satellite-based surface radiative energy flux estimates over the Arctic. Journal of Geophysical Research - Atmospheres, 122, 4829-4848.
- Loeb, N. G., et al., 2018, Clouds and the Earth's Radiant Energy System (CERES) Energy Balanced and Filled (EBAF) Top-of-Atmosphere (TOA) Edition-4.0 Data Product, Journal of Climate, 31(2), 895-918.
- Jia, A., et al., 2018, Comprehensive assessment of global surface net radiation products and uncertainty analysis, Journal of Geophysical Research - Atmospheres, 123, 1970-1989, doi: 10.1002/2017JD027903.
- Kato, S., et al., 2018, Surface Irradiance of Edition 4.0 Clouds and the Earth's Radiant Energy System (CERES) Energy Balanced and Filled (EBAF) Data Product. Journal of Climate, 31(11), doi: 10.1175/JCLI-D-17-0523.1.
- Sun-Mack, S., et al., 2018, Calibration changes to Terra MODIS Collection-5 radiances for CERES Edition 4 cloud retrievals. Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 56(10), doi: 10.1109/TGRS.2018.2829902.
Datenzitat
Original CERES EBAF_Ed4.1 SURFACE / TOA data were obtained from the NASA Langley Research Center CERES ordering tool at (http://ceres.larc.nasa.gov/), last access date: September 9, 2020, doi.org/10.5067/TERRA-AQUA/CERES/EBAF_L3B.004.1 and are provided with a reduced set of parameters and modified time axes by the Integrated Climate Data Center (ICDC, icdc.cen.uni-hamburg.de).
For SURFACE parameters: Kato, S., N. G. Loeb, F. G. Rose, D. R. Doelling, D. A. Rutan, T. E. Caldwell, L. Yu, and R. A. Weller, 2013: Surface irradiances consistent with CERES-derived top-of-atmosphere shortwave and longwave irradiances. Journal of Climate, 26, 2719-2740, doi: 10.1175/JCLI-D-12-00436.1
For TOA parameters: Loeb, N. G., B. A. Wielicki, D. R. Doelling, G. L. Smith, D. F. Keyes, S. Kato, N. Manalo-Smith, and T. Wong, 2009: Toward Optimal Closure of the Earths Top-of-Atmosphere Radiation Budget, Journal of Climate, 22(3), 748-766, doi.org/10.1175/2008JCLI2637.1
