###TITEL_ICDC###

Klimatologie MODIS Landoberflächentemperatur

CliSAP/KlimaCampus Produkt

Zugang

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Datenzugriff via Filesystem: /data/icdc/land/modis_lst_climatology

Beschreibung

Die Jahresgangparameter (annual cycle parameters) wurden aus 12 Jahren Landoberflächentemperaturbeobachtungen (land surface temperature, LST) von MODIS abgeleitet. Eine Hauptmotivation für die Erstellung dieser einzigartigen LST Klimatologie war die Tatsache, dass herkömmliche Datensätze der täglichen LST eine Vielzahl von Lücken, hervorgerufen durch die Wolkenbedeckung, aufweisen.

Die Klimatologie erlaubt die Berechnung einer klimatologisch mittleren, globalen Landoberflächentemperatur für einen beliebigen Tag des Jahres unabhängig von der Wolkenbedeckung. Dies geschieht mit folgender Gleichung:

                                 LST(day) = MASTYAST * SIN(day * 2 pi/365 + Theta)

Hierin ist LST die für den Tag day [gezählt relativ zum Frühlingsanfang in der Nordhemisphäre, z. B.: 31. März: day = 10] zu bestimmende Landoberflächentemperatur, MAST ist die mittler jährliche Landoberflächentemperatur für 2003-2014, YAST ist die mittlere jährliche Amplitude der Landoberflächentemperatur für 2003-2014 und Theta ist die Phasenverschiebung in Tagen relativ zum Frühlingsanfang in der Nordhemisphäre (siehe Parameter).

Die Parameter wurden auf Basis des täglichen globalen MODIS Level 3 1 km Auflösung Landoberflächenproducts von EOS Terra und Aqua (MOD11A1 und MYD11A1, Collection 005) abgeleitet und stehen separat für die Tages- und Nachtüberflüge beider MODIS Sensoren zur Verfügung.

Weitere Informationen finden sich in dieser Veröffentlichung zur Klimatologie. Für Rückfragen wenden Sie sich an Benjamin Bechtel.

Es handelt sich um Version v0.7 dieses Datensatzes.

Letzte Aktualisierung: 12. Februar, 2016.

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Parameter

Name Einheit Kommentar
Mittlere jährliche Oberflächentemperatur (MAST) K --
Mittlere jährliche Amplitude der Oberflächentemperatur (YAST) K ≥ 0
Phasenverschiebung relativ zur Tag- und Nachtgleiche in der NH (Theta) Tage -182.5 ... 0 ... 182.5
Tägliche und interannuelle Variabilität (RMSE) K Root Mean Squared Error of fit
Anzahl wolkenfreier Szenen (NCSA) --  

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Abdeckung, räumliche und zeitliche Auflösung

Zeitraum und zeitliche Auflösung:

  • Klimatologie, basierend auf den Jahren 2003-2014
  • Vier Zeitpunkte pro Parameter (01:30, 10:30, 13:30, 22:30 UTC)
  • Tägliche Auflösung der "virtuellen LST" über Anwendung von Gleichung (1)

Räumliche Abdeckung und Auflösung:

  • Global
  • Räumliche Auflösung: 1km x 1km (MODIS Sinusoidal Grid)
  • Geographische Länge: 180°W bis 180°E
  • Geographische Breite: 90°S bis 90°N
  • Dimension: 1200 Spalten x 1200 Zeilen
  • Höhe: Topographie folgend
  • Auf 10° x 10° Kacheln, siehe Karte der MODIS Kacheln

Format:

  • NetCDF

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Datenqualität

Die hier angebotene Klimatologie weist verschiedene Qualitätsniveaus auf

  • Die Ableitung der Oberflächentemperatur aus MODIS ist nur über wolkenfreien Gebieten möglich. Da die Parameter entsprechend nur aus wolkenfreien Aufnahmen abgeleitet wurden, ist die Klimatologie auf (weitgehend) wolkenfreie Bedingungen beschränkt. In Gebieten mit wechselnder Wolkenbedeckung ist davon auszugehen, dass es - im Vergleich zu den realen mittleren Bedingunen - einen kalten Bias für die Nachtwerte und einen warmen Bias (vornehmlich für die Sommermonate) für die Tageswerte gibt.
  • Die Verwendung einer Sinus-Funktion zur Annäherung des Jahresgangs der Landoberflächentemperatur (siehe Gleichung 1) macht vor allem dort Sinn wo der Jahresgang der Sonneneinstrahlung den Jahresgang der Landoberflächentemperatur dominiert. Das ist polwärts der beiden Wendekreise der Fall. Äquatorwärts der Wendekreise weist die Einstrahlung mehrere Maxima auf. Zudem kann der Jahresgang der Oberflächentemperatur durch andere dynamische Prozesse und Zyklen wie zum Beispiel den Monsun bestimmt werden. Hier ist die Annäherung des Jahresgangs der Landoberflächentemperatur mittels einer Sinus-Funktion zu stark vereinfacht und daher mit Vorsicht zu betrachten.
  • Der Parameter RMSE fungiert zum einen als Qualitätskennzahl für eine Landoberflächentemperaturverteilung die mit Gleichung (1) für einen individuellen Tag abgeleitet werden kann. Zum anderen quantifiziert der RMSE die täglichen und inter-annuellen Schwankungen der Landoberflächentemperatur.
  • Unsere Analyse hat gezeigt dass die Produkt Quality Assessment (QA) Flags speziell für urbane Gebiete weniger verläßlich sind. Deswegen wurden bei der Ableitung der Parameter die MOD11A1 und MYD11A1 QA Flags nicht berücksichtigt.
  • Einige Kacheln enthalten Artefakte die als klare Kanten, Linien oder regelmäßige Muster auftreten können. Diese beruhen auf Fehlern in den Original MODIS Produkten  (MOD11A1/MYD11A1), bei denen Wolken-kontaminierte Pixel je nach Position unterschiedlich behandelt werden.

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Kontaktperson

Benjamin Bechtel
Institut für Geographie / CEN / Universität Hamburg
E-Mail: benjamin.bechtel (at) uni-hamburg.de

Stefan Kern
ICDC / CEN / Universität Hamburg
E-Mail: stefan.kern (at) uni-hamburg.de

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