Исследование согласованности концентраций парниковых газов между спутниками GOSAT и GOSAT-2

Министерство окружающей среды Японии, Национальный институт экологических исследований (NIES) и Японское агентство аэрокосмических исследований совместно развивают серию спутников для наблюдения за Землей GOSAT, основной целью которой является мониторинг парниковых газов из космоса. В рамках проекта NIES разрабатывает алгоритмы для определения концентраций CO₂ и CH₄ по данным спектрометров TANSO-FTS на спутнике GOSAT (запущен в 2009 году) и TANSO-FTS-2 на GOSAT-2 (запущен в 2018 году). Для создания долгосрочных наборов данных важно обеспечить согласованность между спутниками. В новом исследовании, опубликованном в SOLA, впервые проведено прямое сравнение данных двух аппаратов.

Для анализа использовались скорректированные на систематическую погрешность данные о колочно-усреднённой мольной доле CO₂ и CH₄. Сравнение проводилось тремя способами: с данными наземной сети TCCON, между синхронными наблюдениями двух спутников и по среднемесячным концентрациям в ячейках 10°×10°. Средняя точность единичного измерения для обоих спутников составила менее 1.9 ppm для CO₂ и менее 10 ppb для CH₄. Региональная зависимость погрешности (стандартное отклонение смещения между площадками) была менее 0.9 ppm для CO₂ и менее 5 ppb для CH₄.

При сравнении синхронных наблюдений стандартные отклонения разницы между данными GOSAT и GOSAT-2 оказались меньше 2.24 ppm для CO₂ и 11.7 ppb для CH₄ над сушей, и 1.68 ppm для CO₂ и 9.6 ppb для CH₄ над океаном. Однако для CH₄ над океаном данные GOSAT-2 оказались примерно на 10 ppb ниже, чем у GOSAT, что может быть связано с различиями в обработке данных над сушей и океаном в алгоритмах. Различия в региональных среднемесячных концентрациях между спутниками варьируются в зависимости от местоположения и сезона, что частично может объясняться неполным учётом влияния аэрозолей.

Исследование показало, что существующая сеть TCCON, используемая для валидации, недостаточна для глобальной оценки региональной зависимости погрешностей спутниковых данных из-за ограниченного географического охвата. Для повышения согласованности данных в будущем необходимы дополнительные валидационные измерения, особенно в регионах с высокой отражательной способностью поверхности и над океаном.