Satelliittimittalaitteiden keskinäiseen kalibraatioon uusi tilastollinen menetelmä
Pitkien ilmastollisten satelliittiperäisten fysikaalisten aikasarjojen perusedellytys on luotettava kalibraatio. Kun yhdistetään havaintoja useista instrumenteista, niiden keskinäinen kalibraatio pitää tarkistaa. Nykyisin käytössä oleva menetelmä perustuu homogeenisten kalibrointialueiden samanaikaiseen pystysuoraan havainnointiin, jolloin joudutaan olettamaan, että näin saatu keskinäinen kalibraatio pätee myös muille katselukulmille, joita on suurimmassa osassa jokaista kuvaa. Ilmatieteen laitoksella kehitettiin tilastollinen menetelmä, joka perustuu havaitun heijastavuuden jakaumiin isoilla heterogeenisillä alueilla. Heijastavuusaineisto jaettiin osajakaumiin, joilla oli samat auringon ja satelliitin korkeuskulmat ja sama ero auringon ja satelliitin ilmansuuntien välillä. Jokainen osajakauma tuotti yhden pisteen varsinaiseen kalibraatioon, johon siis vaikuttivat kaikki kulmavaihtoehdot.
Tuloksena tutkimuksesta oli täysin uusi kalibraatiomenetelmä, jota voi soveltaa laajemmin kuin nykyisin käytössä olevaa menetelmää ja jota voi tarvittaessa täsmäkäyttää tiettyjen alueiden tai ajankohtien aineistojen erityistarkkaan kalibrointiin. Kun yhtäaikaista havainnointia ei tarvita, voidaan myös kalibroida keskenään instrumentteja, joiden satelliitit eivät koskaan näe samaa kohtaa yhtä aikaa. Tietyin oletuksin tämä mahdollistaa myös kalibroinnin satelliiteille, jotka eivät ole olleet yhtä aikaa taivaalla.
Tutkimus tehtiin vuosina 2015 - 2017 WMO:n SCOPE-CM ("Sustained and COordinated Processing of Environmental satellite data for Climate Monitoring") -projektissa "Multiplatform surface albedo demonstrator from polar-orbiting satellites", jossa yhteistyökumppaneina olivat NOAA, Bostonin ja Massachusettsin yliopisto sekä EUMETSAT. Projektia koordinoi Ilmatieteen laitos.
Lisätietoja:
TkT Terhikki Manninen, puh. 029 539 4159, terhikki.manninen@fmi.fi
T. Manninen, A. Riihelä, A. Heidinger, C. Schaaf, A. Lattanzio and J. Key, "Intercalibration of Polar-Orbiting Spectral Radiometers Without Simultaneous Observations," in IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, vol. 56, no. 3, pp. 1507-1519, March 2018.doi: 10.1109/TGRS.2017.2764627
T., A. Riihelä, A. Heidinger, C. Schaaf, A. Lattanzio, and J. Key, 2017, Intercalibration without simultaneous nadir observations, GSICS Quarterly Newsletter, Vol. 11, No. 4, (March 2018): DOI: 10.7289/V5/QN-GSICS-11-4-2018.