Skip to content

To bring about breakthroughs in international space research

  • Home
  • Onderzoeksvragen
  • Pijlers
  • Missies
  • Over ons
  • Contact
Home
    Logo van SRON Space Research Organisation Netherlands

    SRON | Space Research Organisation Netherlands

    SRON space research institute

    Logo van SRON Space Research Organisation Netherlands
    • Onderzoeksvragen
    • Pijlers
      • Wetenschap
      • Technologie
      • Instrumentatie
      • Onze mensen
      • Impact
    • Missies
    • Over ons
    • Actueel
    • Contact
    • SRON Academy
    • Werken bij
    • Bezoek aan SRON
    Home
      • Onderzoeksvragen
        • Hoe ontrafelen we de fysica achter zwarte gaten?
        • Hoe kunnen we de zwakste exoplaneten waarnemen?
        • Waar worden broeikasgassen uitgestoten?
        • Hoe speciaal is de aarde in de context van het heelal?
        • Hoe ontstaan en groeien zwarte gaten?
        • Hoe beïnvloeden aerosolen het klimaat?
        • Hoe ontstaan sterren en planeten?
        • Hoe beïnvloedt klimaatverandering het leven op aarde?
      • Pijlers
        • Wetenschap
          • Aardobservatie
            • Methaan
            • Aerosolen en Wolken
            • CO2
            • Koolmonoxide
          • Astrofysica
            • Lage energie
            • Hoge energie
            • Exoplaneten
        • Technologie
        • Instrumentatie
          • Nanotechnologie
          • Cryogenica
          • Optica
          • Electronica
          • PA/QA kwaliteit
          • Mechanica / Realisatie
        • Onze mensen
        • Impact
      • Missies
        • Actief
          • ALMA
          • GUSTO
          • PACE
          • Sentinel-5p
          • SPEX airborne
          • XRISM
        • In ontwikkeling
          • ARIEL
          • LISA
          • Sentinel-5
        • Legacy
          • BeppoSAX
          • STO2
      • Over ons
        • Faciliteiten
        • Geschiedenis
      • Actueel
      • Contact
      • SRON Academy
      • Werken bij
      • Bezoek aan SRON
      donkerblauwe versie van het logo van SRON space research organisation netherlands
      • Privacy policy
      01/09/2024

      Mapping The Co2 Total Column Retrieval Performance From Shortwave Infrared Measurements: Synthetic Impacts Of The Spectral Resolution, Signal-To-Noise Ratio, And Spectral Band Selection

      Satellites have been providing spaceborne observations of the total column of CO2 (denoted XCO2) for over two decades now, and, with the need for independent verification of Paris Agreement objectives, many new satellite concepts are currently planned or being studied to complement or extend the instruments that already exist. Depending on whether they are targeting natural and/or anthropogenic fluxes of CO2, the designs of these future concepts vary greatly. The characteristics of their shortwave infrared (SWIR) observations notably explore several orders of magnitude in spectral resolution (from λ/Δλ ∼ 400 for Carbon Mapper to λ/Δλ ∼ 25 000 for MicroCarb) and include different selections of spectral bands (from one to four bands, among which there are the CO2-sensitive 1.6 µm and/or 2.05 µm bands). The very nature of the spaceborne measurements is also explored: for instance, the NanoCarb imaging concept proposes to measure CO2-sensitive truncated interferograms, instead of infrared spectra like other concepts, in order to significantly reduce the instrument size. This study synthetically explores the impact of three different design parameters on the XCO2 retrieval performance obtained through optimal estimation: (1) the spectral resolution, (2) the signal-to-noise ratio (SNR) and (3) the spectral band selection. Similar performance assessments are completed for the exactly defined OCO-2, MicroCarb, Copernicus CO2 Monitoring (CO2M) and NanoCarb concepts. We show that improving the SNR is more efficient than improving the spectral resolution to increase XCO2 precision when perturbing these parameters across 2 orders of magnitude, and we find that a low SNR and/or a low spectral resolution yield XCO2 with vertical sensitivities that give more weight to atmospheric layers close to the surface. The exploration of various spectral band combinations illustrates, especially for lower spectral resolutions, how including an O2-sensitive band helps to increase the optical path length information and how the 2.05 µm CO2-sensitive band contains more geophysical information than the 1.6 µm band. With very different characteristics, MicroCarb shows a CO2 information content that is only slightly higher than that of CO2M, which translates into XCO2 random errors that are lower by a factor ranging from 1.1 to 1.9, depending on the observational situation. The performance of NanoCarb for a single pixel of its imager is comparable to those of concepts that measure spectra at low SNR and low spectral resolution, but, as this novel concept would observe a given target several times during a single overpass, its performance improves when combining all the observations. Overall, the broad range of results obtained through this synthetic XCO2 performance mapping hint at the future intercomparison challenges that the wide variety of upcoming CO2-observing concepts will pose.

      een modern kantoorgebouw van 4 verdiepingen met verlichting op de begane grond en een kleine sonderafschietraket voor het gebouw

      Leiden

      Niels Bohrweg 4
      2333 CA Leiden
      The Netherlands
      +31 (0)88 777 56 00

      een nieuw en modern gebouw van vier verdiepingen in lichtgrijze kleur met mensen die ervoor lopen

      Groningen

      Landleven 12
      9747 AD Groningen
      The Netherlands
      +31 (0)50 363 40 74

      • Onderzoeksvragen
      • Pijlers
        • Wetenschap
        • Technologie
        • Instrumentatie
        • Onze mensen
        • Impact
      • Missies
      • Over ons
      • Actueel
      • Contact
      • Nieuwsbrief
      SRON on bluesky SRON on Instagram SRON on LinkedIn

      Niels Bohrweg 4
      2333 CA Leiden
      The Netherlands
      +31 (0)88 777 56 00

      Landleven 12
      9747 AD Groningen
      The Netherlands
      +31 (0)50 363 40 74

      NWO-I

      SRON is onderdeel van de institutenorganisatie van NWO-I

      • Privacy policy
      Logo van SRON Space Research Organisation Netherlands

      What happens up there, starts down here.

      Beheer toestemming
      Om de beste ervaringen te bieden, gebruiken wij technologieën zoals cookies om informatie over je apparaat op te slaan en/of te raadplegen. Door in te stemmen met deze technologieën kunnen wij gegevens zoals surfgedrag of unieke ID's op deze site verwerken. Als je geen toestemming geeft of uw toestemming intrekt, kan dit een nadelige invloed hebben op bepaalde functies en mogelijkheden.
      Functioneel Altijd actief
      De technische opslag of toegang is strikt noodzakelijk voor het legitieme doel het gebruik mogelijk te maken van een specifieke dienst waarom de abonnee of gebruiker uitdrukkelijk heeft gevraagd, of met als enig doel de uitvoering van de transmissie van een communicatie over een elektronisch communicatienetwerk.
      Voorkeuren
      De technische opslag of toegang is noodzakelijk voor het legitieme doel voorkeuren op te slaan die niet door de abonnee of gebruiker zijn aangevraagd.
      Statistieken
      De technische opslag of toegang die uitsluitend voor statistische doeleinden wordt gebruikt. De technische opslag of toegang die uitsluitend wordt gebruikt voor anonieme statistische doeleinden. Zonder dagvaarding, vrijwillige naleving door je Internet Service Provider, of aanvullende gegevens van een derde partij, kan informatie die alleen voor dit doel wordt opgeslagen of opgehaald gewoonlijk niet worden gebruikt om je te identificeren.
      Marketing
      De technische opslag of toegang is nodig om gebruikersprofielen op te stellen voor het verzenden van reclame, of om de gebruiker op een site of over verschillende sites te volgen voor soortgelijke marketingdoeleinden.
      • Beheer opties
      • Beheer diensten
      • Beheer {vendor_count} leveranciers
      • Lees meer over deze doeleinden
      Bekijk voorkeuren
      • {title}
      • {title}
      • {title}