Comparación del rendimiento de los modelos GRASP y MERRA2 en la reproducción de capas de aerosol troposférico
Autores: Fernandes, Alnilam; Szkop, Artur; Pietruczuk, Aleksander
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Comparación del rendimiento de los modelos GRASP y MERRA2 en la reproducción de capas de aerosol troposférico
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Astronomía
Palabras clave
Enfoques
Capas de aerosol
GRASP
MERRA-2
Perfiles
Acuerdo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 7
Citaciones: Sin citaciones
Se investigan dos enfoques, basados en el modelo de Recuperación Generalizada de Propiedades de Aerosoles y Superficies (GRASP) y el modelo de Análisis Retrospectivo de la Era Moderna para la Investigación y Aplicaciones versión 2 (MERRA-2), para reproducir capas de aerosoles en la troposfera. El algoritmo GRASP se alimenta de mediciones sinérgicas de LIDAR y fotómetros solares para obtener perfiles de extinción de aerosoles. MERRA-2 es un modelo de reanálisis atmosférico que incluye una mezcla externa de aerosoles de sal marina, polvo, carbono orgánico, carbono negro y sulfatos. Se analiza un conjunto de datos del observatorio de Racibórz, obtenido con LIDAR y un fotómetro solar en el período 2017-2020, junto con los datos del punto de cuadrícula más cercano proporcionados por MERRA-2. Los modelos demuestran un acuerdo satisfactorio, aunque se observaron algunas discrepancias, lo que indica la presencia de sesgos. Para los perfiles integrados verticalmente, se calculó que el coeficiente de correlación (R) entre el grosor óptico de aerosoles fue de 0.84, lo que indica una fuerte relación lineal. El coeficiente de correlación de Pearson calculado entre los perfiles para los sectores de altitud seleccionados varía entre 0.428 y 0.824, lo que indica un acuerdo moderado a bueno en todas las altitudes. GRASP muestra capas de aerosoles más densas en la mitad de la troposfera, mientras que MERRA-2 proporciona mayores extinciones de aerosoles en toda la región de la alta troposfera a la baja estratosfera. Además, GRASP no proporciona variabilidad vertical en el perfil de extinción cerca del suelo, debido a la falta de datos en el rango de superposición incompleta del LIDAR. Por último, la identificación de capas de aerosoles y el reconocimiento de tipos se validan con un análisis estadístico de las trayectorias de retroceso de masas de aire con puntos finales espacial y temporalmente colocalizados con capas individuales identificadas. Estos revelan regiones de origen potencial que se encuentran dentro de áreas conocidas por ser fuentes significativas para los diferentes tipos de aerosoles identificados.
Descripción
Se investigan dos enfoques, basados en el modelo de Recuperación Generalizada de Propiedades de Aerosoles y Superficies (GRASP) y el modelo de Análisis Retrospectivo de la Era Moderna para la Investigación y Aplicaciones versión 2 (MERRA-2), para reproducir capas de aerosoles en la troposfera. El algoritmo GRASP se alimenta de mediciones sinérgicas de LIDAR y fotómetros solares para obtener perfiles de extinción de aerosoles. MERRA-2 es un modelo de reanálisis atmosférico que incluye una mezcla externa de aerosoles de sal marina, polvo, carbono orgánico, carbono negro y sulfatos. Se analiza un conjunto de datos del observatorio de Racibórz, obtenido con LIDAR y un fotómetro solar en el período 2017-2020, junto con los datos del punto de cuadrícula más cercano proporcionados por MERRA-2. Los modelos demuestran un acuerdo satisfactorio, aunque se observaron algunas discrepancias, lo que indica la presencia de sesgos. Para los perfiles integrados verticalmente, se calculó que el coeficiente de correlación (R) entre el grosor óptico de aerosoles fue de 0.84, lo que indica una fuerte relación lineal. El coeficiente de correlación de Pearson calculado entre los perfiles para los sectores de altitud seleccionados varía entre 0.428 y 0.824, lo que indica un acuerdo moderado a bueno en todas las altitudes. GRASP muestra capas de aerosoles más densas en la mitad de la troposfera, mientras que MERRA-2 proporciona mayores extinciones de aerosoles en toda la región de la alta troposfera a la baja estratosfera. Además, GRASP no proporciona variabilidad vertical en el perfil de extinción cerca del suelo, debido a la falta de datos en el rango de superposición incompleta del LIDAR. Por último, la identificación de capas de aerosoles y el reconocimiento de tipos se validan con un análisis estadístico de las trayectorias de retroceso de masas de aire con puntos finales espacial y temporalmente colocalizados con capas individuales identificadas. Estos revelan regiones de origen potencial que se encuentran dentro de áreas conocidas por ser fuentes significativas para los diferentes tipos de aerosoles identificados.