MODIS Wasserdampf & PWC
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Beschreibung
MODIS steht für MODerate resolution Imaging Spectroradiometer. Dieser Sensor, ausgestattet mit über 30 verschiedenen spektralen Kanälen vom sichtbaren bis in den infraroten Spektralbereich, operiert von den EOS-TERRA und EOS-AQUA Satelliten seit 2000 bzw. 2002. Die hohe Anzahl der verschiedenen Kanäle und die spektrale Auflösung ermöglicht die Ableitung einer Vielzahl atmosphärischer Parameter - wie hier dem vertikal integrierten Wasserdampfgehalt und dem Gehalt an niederschlagsfähigem Wasser (precipitable water content: PWC).
Die Feuchtigkeitsprofile werden - wie auch die Temperaturprofile - aus den MODIS Daten mittels statistischer Regressionsanalyse abgeleitet. Hierfür werden zunächst globale Radiosondenmessungen der Temperatur-, Feuchte- und Ozonprofile dazu verwendet, um mit einem Strahlungs-/Transmissionsmodell Radianzen von insgesamt 12 verschiedenen Kanälen des MODIS Sensors im infraroten Spektralbereich zu berechnen. Auf Basis dieses künstlichen Radianzdatensatzes werden per Regression mit den atmosphärischen Profilen Regressionskoeffizienten bestimmt. Diese Koeffizienten werden dann auf die aktuellen MODIS Radianzmessungen angewendet um die atmosphärischen Profile - hier der Feuchte - zu bestimmen. Über dieses Feuchteprofil wird dann vertikal integriert.
Alternativ kann man ausnutzen, dass die Absorption der an der Erdoberfläche reflektierten solaren Strahlung in nahen Infrarot (NIR) eine Funktion des Wasserdampfgehalts in der Atmosphäre ist. Radianzen die mit den 5 MODIS Kanälen gemessen werden, die sich um die Wasserdampfabsorptionslinie bei 0.94 µm gruppieren, erlauben die Ableitung des Wasserdampfgehalts über einen Look-Up Tabellenansatz. Der Inhalt der entsprechenden Look-up Tabelle wird dabei aus Strahlungstransfer- / Transmissionsmodellberechnungen und einer spektroskopischen Datenbank erstellt.
Mehr Information über die Daten gibt es auf der MODIS-Atmosphere Group webpage und unter den Referenzen - hier insbesondere im Artikel von King et al. (2003).
Hier handelt es sich um die Level-3 MOD08/MYD08 Datensätze von Wasserdampfgehalt und niederschlagsfähigem Wasser abgeleitet aus MOD05/MYD05 Level-2 Daten der MODIS Collection 6.1.
Letzte Datensatzaktualisierung am ICDC: 25. Februar 2021.
Parameter
| Name | Einheit | Kommentare |
| Nahes Infrarot (NIR) von MOD05_L2 | ||
| Mittlerer Wasserdampfgehalt (wolkenfrei) | cm | |
| Mittlere Wasserdampfgehalt Standardabweichung (wolkenfrei) | cm | |
| Mittlerer Wasserdampfgehalt Qualitätsflag (wolkenfrei) | -- | Anzahl von: fragwürdig, gut, sehr gut, alle verwendete Level-2 Pixel |
| Mittlerer Wasserdampfgehalt (mit Wolken) | cm | |
| Mittlere Wasserdampfgehalt Standardabweichung (mit Wolken) | cm | |
| Mittlerer Wasserdampfgehalt Qualitätsflag (mit Wolken) | -- | Anzahl von: fragwürdig, gut, sehr gut, alle verwendete Level-2 Pixel |
| Thermales Infrarot von MOD07_2, Gesamtsäule | ||
| Mittlerer PWC | cm | |
| Mittlere PWC Standardabweichung | cm | |
| Mittlerer gewichteter (confidence flag) PWC | cm | |
| Mittlere gewichtete (confidence flag) PWC Standardabweichung | cm | |
| Mittlerer gewichteter (confidence flag) PWC Qualitätsflag | -- | Anzahl von: fragwürdig, gut, sehr gut, alle verwendete Level-2 Pixel |
| Thermales Infrarot von MOD07_2, Oberfläche bis 680 hPa | ||
| Mittlerer PWC680 | cm | |
| Mittlere PWC680 Standardabweichung | cm | |
| Mittlerer gewichteter (confidence flag) PWC680 | cm | |
| Mittlere gewichtete (confidence flag) PWC680 Standardabweichung | cm | |
| Mittlerer gewichteter (confidence flag) PWC Qualitätsflag | -- | Anzahl von: fragwürdig, gut, sehr gut, alle verwendete Level-2 Pixel |
| Thermales Infrarot von MOD07_2, 440 hPa bis 10 hPa | ||
| Mittlerer PWC10 | cm | |
| Mittlere PWC10 Standardabweichung | cm | |
| Mittlerer gewichteter (confidence flag) PWC10 | cm | |
| Mittlere gewichtete (confidence flag) PWC10 Standardabweichung | cm | |
| Mittlerer gewichteter (confidence flag) PWC Qualitätsflag | -- | Anzahl von: fragwürdig, gut, sehr gut, alle verwendete Level-2 Pixel |
| Dies ist Teil eines größeren Datensatzes | ||
| (siehe MODIS Temperaturprofile) |
Abdeckung, räumliche und zeitliche Auflösung
Zeitraum und zeitliche Auflösung:
- 2000-02-24 bis 2021-02-15 (MODIS EOS-TERRA)
- 2002-07-04 bis 2021-02-15 (MODIS EOS-AQUA)
- Täglich
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
Format:
- NetCDF
Fehlende Tage:
- TERRA: 7.-18.08. 2000; 16.06.-2.07. 2001; 20.-27.03. & 15.04. 2002; 21.-22.12. 2008
- AQUA: 30.07.-6.08.2002
Datenqualität
Die angebotenen Wasserdampfgehaltdaten beinhalten als Maß für die Unsicherheit einerseits die Standardabweichung über alle Level-2 Datenpunkte die in das Level-3 Produkt der entsprechenden Gitterzelle eingeflossen sind.
Andererseits gibt es zusätzlich sogenannte "Quality Assessed" Produkte in welche die Vertrauensintervalle der Level-2 Prozessierung als Gewichte eingeflossen sind (näheren Aufschluß gibt hier das ATBD).
Dies Verteilung dieser Vertrauensintervalle (von Level-2) im Level-3 Produkt wird über Qualiätsflag-Karten illustriert in denen jeweils die Verteilung der fragwürdigen, guten, sehr guten und insgesamt zur Verfügung stehenden gültigen Level-2 Daten gezeigt wird.
Es handelt sich um einen Datensatz der Collection 6.1 der MODIS Produktfamilie. Eine Vielzahl der in der Vergangenheit entdeckten Fehler und Unzulänglichkeiten früherer Produktversionen (4, 5) sind in dieser neueren Produktfamilie 6 behoben bzw. verringert worden. Hauptverbesserung zwischen Collection 6.1 und 6.0 ist die Reduktion des Einflusses von Übersprechern zwischen benachbarten Frequenzbändern.
Wir verweisen hierzu auf die Referenzen.
Kontaktperson
Steve Platnick
MODIS - Atmosphere Level-3 Product Group
NASA / GSFC
E-Mail: steve.platnick (at) nasa.gov
Bo-Cai Gao
MODIS - Water Vapor Retrieval Group
NASA / GSFC
E-Mail: gao (at) neptune.nrl.navy.mil
Stefan Kern
ICDC / CEN / University of Hamburg
E-Mail: stefan.kern (at) uni-hamburg.de
Referenzen
- MODIS - Atmosphere Group Webpage
- MODIS ATBD for Level-3 Global Gridded Atmosphere Products (Collection 006, v4.3)
- Hubanks, P, (2017): Collection 6.1 Change Document MODIS Atmosphere Level-3 Global Products, Adnet Systems, Lanham, MD, Version 1.0, August 23 2017, 20 pp, see also https://modis-atmos.gsfc.nasa.gov/documentation/collection-61
- Moeller, C., and R. Frey, Collection 6.1 Terra MODIS IR Bands calibration change supplement, Version 1.0, June 27, 2017.
- Lyapustin, A., et al., (2014), Scientific impact of MODIS C5 calibration degradation and C6+ improvements, Atmos. Meas. Tech., 7, 4353-4365.
- King, M. D., et al., (2003), Cloud and aerosol properties, precipitable, water, and profiles of temperature and water vapor, Trans. Geosci. Rem. Sens., 41(2), 442-458.
- Moeller, C., et al., (2017) Improvements to Terra MODIS L1B, L2, and L3 science products through using crosstalk corrected L1B radiances, Proc. SPIE 10402, Earth Observing Systems XXII; doi:10.1117/12.2274340
- Seemann, S.W., et al. (2008), Development of a global infrared land surface emissivity database for clear sky atmospheric sounding retrievals from satellite-based radiance measurements. Journal of Applied Meteorology and Climatology, doi:10.1175/2007JAM1590.1, 47(1), 108-123.
- Borbas, E. E., et al., Collection 6.1 Change Document TERRA MOD07 Atmospheric Profiles Products
Datenzitat
Bei Verwendung der Daten diese bitte wie folgt zitieren:
Platnick, S., et al., 2017. MODIS Atmosphere L3 Daily Product. NASA MODIS Adaptive Processing System, Goddard Space Flight Center, USA: http://dx.doi.org/10.5067/MODIS/MOD08_D3.061 [last access: February 18, 2021]
(bei Verwendung von MODIS EOS-AQUA Daten entsprechend: dx.doi.org/10.5067/MODIS/MYD08_D3.061)
Original MODIS Collection 6.1 Water Vapor Daten, bereitgestellt in HDF Format auf https://ladsweb.modaps.eosdis.nasa.gov/, wurden in netCDF Format bezogen vom Integrated Climate Data Centre (ICDC), CliSAP, University of Hamburg, Hamburg, Germany, http://icdc.cen.uni-hamburg.de
