Sensitivity studies and first validation of stratospheric ozone profile retrievals from Odin/OSIRIS observations of limb-scattered solar radiation

摘要

An error analysis and first validation results are presented for a method of retrieving stratospheric ozone density profiles from spectra of limb-scattered solar radiation, as measured with the OSIRIS instrument on the Odin satellite. The sensitivity study includes geophysical parameters such as ground albedo, stratospheric aerosols, cloud cover, and conditions in the background atmosphere, as well as instrumental parameters such as instrument noise, polarization sensitivity of the spectrograph, and levels of internal and external straylight. The dominating sources of error within the 15–40 km altitude range are found to be stratospheric aerosols, ground albedo, and clouds, with each individual error being generally well below 5%. The total error in this altitude range is estimated to be on the order of 10% for an individual retrieved profile. A comparison of colocated measurements from OSIRIS and the POAM III occultation instrument during August of 2001 at northern-hemisphere mid-latitudes shows agreement to within about 5% between 15 and 35 km. The ozone densities from OSIRIS are found to be systematically lower than those from POAM III.PACS Nos.: 48.68.Ca, 82.33.TbNous présentons une analyse d'erreur et la première validation d'une méthode pour obtenir les profiles de densité de l'ozone à partir de spectres de la radiation solaire diffusée par le limbe et mesurés avec l'appareil OSIRIS du satellite Odin. L'étude de sensibilité inclut les paramètres géophysiques comme l'albédo du sol, les aérosols dans la stratosphère, les nuages et l'atmosphère, aussi bien que le bruit des instruments de l'appareil, la sensibilité de polarisation du spectrographe, les réflexions parasites internes et externes, etc. La principale source d'erreur entre 15 et 40 km d'altitude vient des aérosols de la stratosphère, de l'albédo du sol et des nuages, chaque erreur contribuant moins de 5 %. L'erreur totale dans ce domaine d'altitude est estimée à environ 10 % pour un profile seul. Une comparaison de mesures en des lieux voisins avec OSIRIS et avec l'instrument POAM III pendant le mois d'août 2001 aux mi-latitudes de l'hémisphère nord montre un accord de 5 % entre 15 et 35 km, alors que les profiles d'ozone de OSIRIS sont systématiquement plus faibles que ceux de POAM III. [Traduit par la Rédaction]