Rilasciata la Versione 6.0 del Dataset di Temperatura UAH: Nuova Tendenza LT = +0.11 C/decade 28 aprile 2015 da Roy W. Spencer, Ph. D. di Roy W. Spencer, John R. Christy, e William D. Braswell
(una versione PDF di questo post è disponibile qui. Gli aggiornamenti mensili utilizzeranno la Versione 6 a partire dall’aggiornamento di aprile.)
Astratto
La versione 6 del dataset di temperatura satellitare globale UAH MSU/AMSU è di gran lunga la revisione più estesa delle procedure e del codice di computer che abbiamo mai prodotto in oltre 25 anni di monitoraggio della temperatura globale. I due cambiamenti più significativi dal punto di vista dell’utente finale sono (1) una diminuzione della tendenza della temperatura troposferica inferiore (LT) media globale da +0,140 C/decade a +0,114 C/decade (Dic. ’78 attraverso Mar. ’15); e (2) la distribuzione geografica delle tendenze LT, compresa una risoluzione spaziale più alta. Descriviamo i principali cambiamenti nella strategia di elaborazione, compreso un nuovo metodo per la media mensile dei punti griglia; un nuovo metodo multicanale (piuttosto che multi-angolo) per il calcolo del prodotto di temperatura troposferica inferiore (LT); e un nuovo metodo empirico per la correzione del drift diurno. Mostriamo anche i risultati per la troposfera media (“MT”, da MSU2/AMSU5), la tropopausa (“TP”, da MSU3/AMSU7), e la stratosfera inferiore (“LS”, da MSU4/AMSU9). La riduzione di 0,026 C/decade nella tendenza globale LT è dovuta alla minore sensibilità della nuova LT alla temperatura superficiale del terreno (stim. 0,010 C/decade), con il resto della riduzione (0,016 C/decade) dovuto alla nuova correzione del drift diurno, al metodo più robusto di calcolo della LT, e ad altri cambiamenti nelle procedure di elaborazione.
Introduzione & Alcuni Risultati
Dopo tre anni di lavoro, abbiamo (sperabilmente) terminato la nostra rianalisi Versione 6.0 dei dati globali MSU/AMSU. Molte procedure sono state modificate o completamente rielaborate, e la maggior parte del software è stata riscritta da zero. (Per favore, prima di fare una domanda, leggi quanto segue per vedere se la tua domanda è già stata risposta.)
Gli strumenti MSU e AMSU misurano l’emissione termica a microonde dell’ossigeno atmosferico nel complesso di assorbimento dell’ossigeno a 50-60 GHz, e le temperature di luminosità calibrate risultanti (Tb) sono quasi equivalenti alla temperatura termometrica, specificamente una media ponderata in verticale della temperatura atmosferica con la ponderazione verticale rappresentata da “funzioni di ponderazione”.
Ci si potrebbe chiedere: perché i dati satellitari devono essere regolati? Se avessimo strumenti satellitari che (1) avessero una calibrazione stabile come una roccia, (2) durassero per molti decenni senza alcun guasto del canale, e (3) fossero portati su satelliti le cui orbite non cambiano nel tempo, allora i dati satellitari potrebbero essere elaborati senza regolazione. Ma nessuna di queste cose è vera. Dal 1979 abbiamo avuto 15 satelliti che sono durati vari periodi di tempo, con una calibrazione leggermente diversa (che richiede l’intercalibrazione tra satelliti), alcuni dei quali hanno subito una deriva nella loro calibrazione, frequenze di canale leggermente diverse (e quindi funzioni di ponderazione), e generalmente su piattaforme satellitari le cui orbite derivano e quindi osservano a orari locali leggermente diversi durante il giorno in anni diversi. Tutti gli aggiustamenti dei dati necessari per correggere queste modifiche comportano decisioni riguardanti la metodologia, e metodologie diverse porteranno a risultati leggermente diversi. Questa è la situazione inevitabile quando si lavora con dati meno che perfetti.
Dopo 25 anni di produzione dei dataset UAH, le ragioni per la rielaborazione sono molte. Ad esempio, anni fa potevamo utilizzare certi satelliti che portano l’AMSU, minimizzando l’effetto della deriva diurna, per la quale non abbiamo corretto esplicitamente. Questo non è più possibile, ed è ora necessaria una correzione esplicita per la deriva diurna. La correzione per la deriva diurna è difficile da fare bene, e ci siamo impegnati a basarla empiricamente, in parte per fornire un’alternativa al dataset satellitare RSS che utilizza un modello climatico per l’aggiustamento della deriva diurna.
Il seguente grafico (Fig. 1) mostra la varietà di satelliti che compongono il record di temperatura satellitare e il loro orario solare locale di osservazione mentre i satelliti passano a nord attraverso l’Equatore (nodo ascendente).
Fig. 1. Orari dei nodi ascendenti locali per tutti i satelliti nel nostro archivio che portano strumenti di monitoraggio della temperatura MSU o AMSU. Non utilizziamo NOAA-17, Metop (AMSU7 guasto), NOAA-16 (deriva eccessiva della calibrazione), NOAA-14 dopo luglio 2001 (deriva eccessiva della calibrazione), o NOAA-9 dopo febbraio 1987 (MSU2 guasto).
Inoltre, mentre la metodologia tradizionale per il calcolo del prodotto della temperatura della troposfera inferiore (LT) è stata sufficiente per il calcolo medio globale e emisferico, non è ben adatta ai calcoli di tendenza dei punti griglia in un’era in cui il cambiamento climatico regionale – piuttosto che solo globale – sta diventando di maggiore interesse. Abbiamo ideato un nuovo metodo per calcolare l’LT che implica un recupero multicanale, piuttosto che un recupero multi-angolo.
La geometria della scansione dello strumento MSU in Fig. 2 illustra come il vecchio calcolo dell’LT richiedesse dati da diverse posizioni di scansione, ognuna delle quali ha una diversa funzione di ponderazione (vedi l’inserimento in Fig. 2). Pertanto, era possibile solo un “recupero” di LT da una linea di scansione dei dati. Il nuovo metodo utilizza più canali per consentire il calcolo dell’LT da una singola posizione geografica.
Fig. 2. Geometria della scansione MSU, funzioni di pesatura MSU2 in diverse posizioni di impronta e base per il vecchio calcolo LT e il nuovo calcolo LT.
Il recupero del LT deve essere fatto in modo armonioso con l’adeguamento della deriva diurna, necessitando un nuovo modo di campionamento e mediazione dei dati satellitari. Per soddisfare questa necessità, abbiamo sviluppato un nuovo metodo per calcolare le medie mensili dei punti griglia dai dati satellitari, che prevede il calcolo delle medie di tutti gli angoli di vista separatamente come passaggio di pre-elaborazione. Successivamente, le funzioni quadratiche sono adattate statisticamente a queste medie in funzione dell’angolo di incidenza terrestre, e tutto l’ulteriore elaborazione si basa sulle funzioni adattate piuttosto che sulle medie grezze dipendenti dall’angolo.
Infine, gran parte del software precedente è stato un miscuglio di frammenti di codice scritti da diversi scienziati, eseguiti in modo sequenziale durante ogni aggiornamento mensile, alcuni vecchi di oltre 25 anni, e volevamo che un singolo programmatore scrivesse un codice unificato e semplificato (circa 9.000 righe di FORTRAN) che potesse essere eseguito in una sola esecuzione se possibile.
Prima di affrontare i dettagli di come la nuova Versione 6 di elaborazione è diversa dalla vecchia (Versione 5.6), esaminiamo alcuni risultati. Prima di tutto, diamo un’occhiata alle serie storiche (Fig. 3) della temperatura media globale della troposfera inferiore (LT), e come si confronta con la vecchia LT (Versione 5.6):
Fig. 3. Anomalie mensili della temperatura media globale per la troposfera inferiore dal gennaio 1979 al marzo 2015 per entrambe le vecchie e nuove versioni di LT (in alto), e la loro differenza (in basso).
Si noti che nella prima parte del registro, la Versione 6 ha un riscaldamento leggermente più rapido rispetto alla Versione 5.6, ma poi la parte successiva del registro ha un riscaldamento ridotto (o addirittura eliminato), producendo risultati più vicini al comportamento del dataset satellitare RSS. Questo è in parte dovuto al nostro nuovo aggiustamento della deriva diurna, specialmente per il satellite NOAA-15. Anche se il nostro approccio a tale aggiustamento (descritto più avanti) è empirico, è interessante vedere che dà risultati simili all’approccio RSS, che si basa sui calcoli del modello climatico del ciclo diurno della temperatura.
Il prossimo grafico che esamineremo (Fig. 4) mostra le tendenze del punto griglia LT durante il periodo 1979-2015. La Versione 6 ha una risoluzione spaziale intrinsecamente superiore rispetto al prodotto Versione 5, che aveva una forte levigazione spaziale come parte dell’elaborazione dei dati e per la natura di come è stato calcolato LT:
Fig. 4. Nuove tendenze di temperatura del punto griglia LT, da dicembre 1978 a marzo 2015.
La mappa delle tendenze di punti griglia sopra mostra come le aree terrestri, in generale, si siano riscaldate più velocemente delle aree oceaniche. Otteniamo tendenze di terra e oceano di +0.19 e +0.08 °C/decennio, rispettivamente. Queste sono più deboli delle tendenze di riscaldamento basate su termometri, ad es. +0.26 per la terra (da CRUTem4, 1979-2014) e +0.12 °C/decennio per l’oceano (da HadSST3, 1979-2014).
Le tendenze dei punti griglia per LT nella Fig. 4 sono molto difficili da misurare accuratamente sulla terra, principalmente a causa di (1) l’effetto della deriva diurna, che può essere almeno grande quanto qualsiasi tendenza di temperatura reale, e (2) come LT viene calcolato, che nell’antica metodologia LT richiedeva dati da angoli di vista diversi, e quindi da località geografiche diverse che possono provenire da masse d’aria diverse e su superfici diverse (terra e oceano).
Di conseguenza, gli utenti possono aspettarsi che ci saranno differenze tra le vecchie e nuove tendenze LT su base regionale. Le differenze sono anche attribuibili al nostro uso di una nuova maschera terrestre più accurata nella Versione 6. Ad esempio, passando dalla Versione 5.6 alla 6.0, la tendenza dell’Australia è aumentata da +0.17 a +0.24 °C/decennio, ma la tendenza degli USA48 è diminuita da +0.23 a +0.17 °C/decennio. La regione artica è cambiata da +0.43 a +0.23 °C/decennio. Si noti che le tendenze sono rumorose sopra la Groenlandia, l’Antartide e l’altopiano tibetano, probabilmente a causa della maggiore sensibilità delle misurazioni satellitari all’emissione superficiale e quindi ai cambiamenti di emissività su terreni ad alta quota; le tendenze in queste aree ad alta quota sono molto meno affidabili rispetto ad altre aree. Si possono prevedere cambiamenti futuri, probabilmente minori, man mano che affiniamo gli adeguamenti della deriva diurna dei punti griglia e altri aspetti della nostra nuova strategia di elaborazione.
La Fig. 5 illustra i cambiamenti dalla v5.6 alla v6.0 per una varietà di regioni di interesse:
Fig. 5. Tendenze regionali della temperatura della troposfera inferiore (LT) nelle Versioni 6.0 e 5.6. “L” e “O” rappresentano terra e oceano, rispettivamente. Si noti che le tendenze sono diminuite di più nell’emisfero settentrionale extratropicale, soprattutto nell’Artico, mentre le tendenze di riscaldamento tropicale sono aumentate leggermente, soprattutto sulla terra. Esistono tendenze vicine allo zero nella regione attorno all’Antartide.
Vogliamo sottolineare che le tendenze di terra vs oceano sono molto sensibili a come viene gestita la differenza di altezza della funzione di pesatura atmosferica tra il canale 2 MSU all’inizio del registro, e il canale 5 AMSU più tardi nel registro (a partire da agosto 1998). In breve, più basso in quota è il sensore della funzione di pesatura, maggiore è la differenza di temperatura di brillanza tra terra e oceano, principalmente perché l’emissività delle microonde della terra è circa 0.90-0.95, mentre l’emissività dell’oceano è solo di circa 0.50. Di conseguenza, se l’angolo di vista del canale 5 AMSU scelto per corrispondere al canale 2 MSU è troppo basso in altitudine, l’effetto netto dopo l’intercalibrazione del satellite sarà un riscaldamento spurio delle aree terrestri e un raffreddamento spurio delle aree oceaniche (almeno quando l’intercalibrazione viene eseguita con dati combinati di terra e oceano). Siamo stati attenti a far corrispondere le altezze della funzione di pesatura MSU e AMSU sulla base della teoria della trasmissione radiativa, e siamo ragionevolmente sicuri che gli effetti residui di terra-vs-oceano nella mappa sopra sono reali, cioè le aree terrestri si sono riscaldate più velocemente delle regioni oceaniche. Questo è coerente con i set di dati del termometro della temperatura superficiale, sebbene le nostre tendenze di riscaldamento siano più deboli. Data l’importanza della teoria dell’assorbimento dell’ossigeno a microonde per le tendenze terra-versus-oceano, speriamo di aggiornare quella parte del nostro processamento per un futuro aggiornamento della versione.
Panoramica dei principali cambiamenti nelle procedure di elaborazione con la versione 6:
I seguenti punti sono destinati a fornire un’introduzione generale ai nuovi passaggi di elaborazione nella Versione 6, sottolineando le divergenze dalle pratiche passate e non fornendo dettagli esaustivi. Ci vorranno probabilmente quasi due anni prima che un articolo sottoposto a revisione paritaria con maggiori dettagli venga pubblicato su una rivista scientifica.
2.1 Calcolo LT
Abbiamo fondamentalmente cambiato il calcolo del prodotto di temperatura della troposfera inferiore, LT, da un metodo multi-angolo a un metodo multi-canale. La ragione principale per cui abbiamo cambiato i metodi per il calcolo di LT è che il vecchio metodo di angolo di vista aveva errori inaccettabilmente grandi a livello di punto griglia. Mentre gli errori si annullano per le medie globali su scala temporale mensile, su base regionale o di punto griglia possono essere grandi. Gli errori sorgono perché i diversi angoli di vista necessari per calcolare un singolo “recupero” LT campionano diverse posizioni geografiche, ad esempio oceano radiometricamente più freddo e terra più calda (vedi Fig. 2, sopra).
Questo non rappresenterebbe un problema così grande se i dati dalle diverse regioni fossero semplicemente mediati insieme, ma invece vengono differenziati. Il problema viene ulteriormente amplificato (letteralmente) perché il vecchio LT richiedeva una differenza pesata tra angoli di vista (e quindi regioni) con pesi grandi (+4, -3 per gli MSU), che amplificavano qualsiasi differenza regionale di Tb. Combinato con la necessità di fare aggiustamenti di deriva diurna, che possono variare notevolmente da terra a oceano, i problemi con il vecchio LT sono stati ritenuti troppo grandi per continuare la vecchia metodologia di calcolo LT.
Quindi, invece del metodo passato di calcolo di LT come differenza pesata tra diversi angoli di vista di MSU2 (o AMSU5), ora lo calcoliamo come differenza pesata tra i canali MSU 2, 3 e 4 (o canali AMSU 5, 7 e 9) a un angolo di incidenza terrestre costante. Questo ha il vantaggio molto importante che tutti i dati satellitari necessari per il recupero LT provengono dalla stessa posizione. Questo ha richiesto una correzione per le derive di calibrazione nel canale MSU 3, soprattutto durante 1980-81, che era il motivo originariamente dichiarato per cui un metodo di recupero multi-canale non è stato implementato oltre 20 anni fa. Tale correzione viene effettuata sulla base della regressione delle anomalie mensili globali dei dati MSU3/AMSU7 rispetto a MSU2/AMSU5 e MSU4/AMSU9 durante il periodo 1982-1993 (un periodo di 12 anni che mostra due grandi eruzioni vulcaniche con risposte differenziali nei diversi canali di altitudine). Quindi applichiamo la relazione di regressione risultante all’intero periodo 1979-2015 per stimare MSU3 (AMSU7) da MSU2,4 (AMSU5,9), e la confrontiamo con la serie temporale grezza intercalibrata globale MSU3/AMSU7. Una serie temporale di differenza del tempo stimato da regressione e la serie temporale osservata MSU3/AMSU7 viene adattata con un stimatore lineare a tratti per fornire una serie temporale di aggiustamenti che vengono poi applicati ai campi di anomalie mensili MSU3/AMSU7. Le correzioni risultanti causano un aumento di poche centesime di grado per decennio nella tendenza MSU3/AMSU7 (1979-2014), che finisce per essere molto vicino a zero.
Il seguente grafico (Fig. 6) mostra la serie temporale risultante di LT, MT (media troposfera, da MSU2/AMSU5), TP (il nostro nuovo prodotto “livello tropopausa”, da MSU3/AMSU7) e LS (bassa stratosfera, da MSU4/AMSU9):
Fig. 6. Variazioni della temperatura media globale mensile per la troposfera inferiore, la media troposfera, il livello della tropopausa e la stratosfera inferiore, dal 1979 a marzo 2015.
Il calcolo di LT è una combinazione lineare di MSU2,3,4 o AMSU5,7,9 (alias MT, TP, LS):
LT = 1.538MT -0.548TP +0.01*LS
Come si vede nella Fig. 7, la nuova funzione di ponderazione LT multicanale è situata un po’ più in alto in altitudine rispetto alla vecchia funzione di ponderazione LT. Ma se si credono ai profili di tendenza del radiosondaggio globale (linea tratteggiata nella Fig. 7), la differenza netta tra le vecchie e le nuove tendenze LT dovrebbe essere piccola, inferiore a 0,01 C/decennio. Questo perché una leggera maggiore sensibilità del nuovo LT al raffreddamento stratosferico viene annullata da una ancora maggiore sensibilità al riscaldamento amplificato della troposfera superiore.
Fig. 7. Funzioni di ponderazione MSU/AMSU che definiscono la sensibilità dei vari canali alla temperatura a diverse altitudini. È mostrato anche il profilo verticale delle tendenze medie da due set di dati di radiosondaggi durante il periodo 1979-2014, e le tendenze campionate dalla funzione di ponderazione che risulterebbero da misurazioni satellitari ipotetiche di quelle tendenze dei radiosondaggi.
In particolare, vediamo dalla Fig. 7 che l’applicazione delle vecchie e nuove funzioni di ponderazione LT ai profili di tendenza dei radiosondaggi (media dei profili di tendenza RAOBCORE e RATPAC, 1979-2014) porta a tendenze quasi identiche (+0,11 C/decennio) tra il nuovo e il vecchio LT. Queste tendenze corrispondono bene alla nostra nuova tendenza LT basata su dati satellitari, +0,114 C/decennio.
La nuova funzione di ponderazione LT è meno sensibile all’emissione termica diretta dalla superficie terrestre (17% per il nuovo LT rispetto al 27% per il vecchio LT), e calcoliamo che una parte (0,01 C/decennio) della riduzione della tendenza globale LT sia dovuta a una minore sensibilità al riscaldamento intensificato delle aree terrestri medie globali. Lo stesso effetto non si verifica sull’oceano perché tutte queste frequenze di microonde dei canali non sono direttamente sensibili ai cambiamenti della SST poiché l’emissività delle microonde oceaniche diminuisce con l’aumento della SST in modo tale che i due effetti si annullino. Questo effetto probabilmente causa anche un leggero incremento delle differenze di tendenza tra terra e oceano. Quindi, sull’oceano il satellite misura una vera tendenza di temperatura solo atmosferica, ma sulla terra è per lo più atmosferica con una piccola influenza diretta dalla superficie (17%, in media). Si potrebbe argomentare che un vantaggio risultante del nuovo LT è una minore sensibilità ai cambiamenti a lungo termine nell’emissività delle microonde della superficie terrestre, che sono in gran parte sconosciuti.
Il resto della riduzione della tendenza LT tra le Versioni 6.0 e 5.6 (-0,016 C/decennio) si ritiene sia in parte dovuto a un metodo più robusto di calcolo LT, e alla nuova procedura di correzione della deriva diurna, descritta successivamente. È ben entro i nostri precedentemente dichiarati errori stimati sulla tendenza della temperatura globale (+/- 0,040 C/decennio).
Metodologia di calcolo della media mensile
Per calcolare i valori dei punti della griglia di LT, dobbiamo prima calcolare le medie dei punti della griglia dei tre canali utilizzati per calcolare LT. Abbiamo una nuova metodologia per calcolare le medie mensili dei punti della griglia dai canali MSU 2, 3, 4 (AMSU ch. 5, 7, 9) che si basa inizialmente sul calcolo delle medie mensili dei punti della griglia da tutti gli angoli di vista dei canali separatamente: 6 angoli di vista da 11 impronte di MSU, o 15 angoli di vista da 30 impronte di AMSU, che vengono mediati separatamente in intervalli di 2,5 gradi lat/lon durante il mese.
Le medie dei punti della griglia Tb mensili risultanti per ciascuno dei tre canali vengono quindi adattate come funzione dell’angolo di incidenza terrestre con un polinomio di secondo ordine. Il Tb per qualsiasi angolo di incidenza terrestre desiderato viene quindi stimato dalla curva adattata, piuttosto che dalle medie grezze degli angoli di vista.
Un esempio di questo adattamento è mostrato in Fig. 8, per il canale 5 AMSU per un singolo punto della griglia per un singolo mese da un singolo satellite (NOAA-15):
Fig. 8. Esempio di come le medie mensili dei punti della griglia di Tb dal canale 5 di AMSU da impronte separate vengono adattate in funzione dell’angolo di incidenza terrestre in modo che Tb possa essere stimato dall’adattamento funzionale liscio ai dati.
Questa nuova procedura di media ha i seguenti vantaggi:
- Tutte le diverse misurazioni di Tb dell’angolo di vista sono incluse nella stima ottimale del Tb all’angolo di incidenza terrestre desiderato, riducendo il rumore di campionamento.
- Il calcolo medio risultante per una posizione del punto della griglia si basa solo sui dati di quella posizione, una nuova caratteristica che evita il rumore di campionamento intrinseco nel vecchio calcolo di LT da aree geograficamente diverse.
- L’effetto di decadimento dell’altitudine dell’orbita (che è stato grande solo per il calcolo del vecchio LT), così come le diverse altitudini dei satelliti, viene gestito automaticamente poiché usiamo aggiornamenti ephemeris satellitari di routine per calcolare gli angoli di incidenza terrestre, che sono la nuova base per la stima di Tb, non le posizioni dell’impronta per se.
- Lavorare da griglie mensili di medie di angoli di vista separati consente una rapida riprocessazione di tutti i dati dal 1979 in avanti, consentendoci di testare efficientemente l’uso di diversi angoli di vista nominali per i prodotti, l’abbinamento degli angoli di vista di MSU e AMSU, cambiamenti nella stima del drift diurno, ecc.
La posizione dell’impronta nominale che usiamo per tutti i canali MSU (vedi Fig. 2) è la posizione dell’impronta 4 e 8 (angolo di incidenza terrestre 21,59 gradi), piuttosto che la posizione nadir 6; e la posizione nominale dell’impronta 6,33 e 24,66 per il canale AMSU 5 (angolo di incidenza terrestre 34,99 gradi); e angoli di incidenza terrestre 13,18 gradi per AMSU7 e 36,31 gradi per AMSU9. La scelta delle impronte MSU 4,8 è dovuta al fatto che il campionamento risultante a quelle posizioni dell’impronta dà circa 28 misurazioni distribuite uniformemente in longitudine intorno alla Terra due volte al giorno, piuttosto che solo 14 campioni se la posizione nadir (impronta MSU #6, o impronta AMSU #15,16) fosse utilizzata come riferimento. Troviamo che questo riduce notevolmente il rumore di campionamento nelle latitudini medie causato dal coincidente fase dei sistemi meteorologici in movimento con i modelli di campionamento orbitale del satellite.
Nonostante ciò, alcuni mesi nel record mostrano ancora modelli a righe a latitudine media (in particolare sugli oceani meridionali) quando la precessione delle orbite dei satelliti combinata con i movimenti di masse d’aria calde e fredde porta a modelli di campionamento non casuali, anche con fino a tre satelliti in funzione. Quindi, applichiamo uno smoother di +/- 2 punti della griglia nella direzione est-ovest per i campi della griglia delle anomalie mensili, che viene applicato su terra e oceano separatamente per prevenire il “sanguinamento” dei segnali tra terra e oceano.
Calcolo del Deriva Diurna
Man mano che i satelliti delle 1:30 derivano verso tempi di osservazione locali successivi (un risultato indiretto del decadimento dell’orbita), le Tb di MSU2 (AMSU5) tendono a raffreddarsi, soprattutto sulla terra in certe stagioni, a causa del ciclo giorno-notte nella temperatura. Man mano che i satelliti delle 7:30 derivano verso tempi di osservazione precedenti, le Tb tendono a riscaldarsi per lo stesso motivo. Queste relazioni medie cambiano a latitudini molto alte perché i tempi di passaggio dei satelliti ascendenti e discendenti convergono – mentre sono distanti ~12 ore all’equatore, si avvicinano allo stesso ora locale alle alte latitudini.
Questi effetti di deriva diurna vengono quantificati empiricamente a livello di punto della griglia confrontando NOAA-15 (un satellite delle 7:30 in deriva) con Aqua (un satellite non in deriva), e confrontando NOAA-19 contro NOAA-18 durante il 2009-2014, quando NOAA-18 stava derivando rapidamente e NOAA-19 non aveva deriva netta. Le stime risultanti del cambiamento di Tb in funzione del tempo di osservazione locale sono piuttosto rumorose a livello di punto della griglia, e quindi richiedono una sorta di lisciatura spaziale. Poiché dipendono anche dall’altitudine del terreno e dalla secchezza della regione (i deserti hanno cicli diurni più forti della temperatura rispetto alle foreste pluviali), viene eseguita una regressione all’interno di ogni banda di latitudine di 2,5 gradi tra i coefficienti di deriva diurna del punto della griglia e l’altitudine del terreno così come la precipitazione media (1981-2010) per quel mese del calendario, poi quella relazione viene applicata di nuovo sulla precipitazione media del punto della griglia e l’elevazione del terreno all’interno della banda di latitudine. Sull’oceano, dove gli effetti di deriva diurna sono piccoli, i coefficienti di deriva del punto della griglia vengono sostituiti con le medie zonali oceaniche corrispondenti di quei coefficienti di deriva del punto della griglia.
La Fig. 9 mostra un esempio dei coefficienti di deriva diurna (in gradi C per ora di deriva del tempo del nodo ascendente) utilizzati per MSU ch. 2 alla posizione nominale dell’impronta 4 (e per AMSU ch. 5, una posizione nominale dell’impronta tra #6 e #7) per il mese di giugno:
Fig. 9. Esempio di coefficienti di deriva diurna (gradi C/ora) per MSU2/AMSU5 per il mese di giugno per l’adeguamento dei satelliti del pomeriggio (“1:30”).
Il motivo per cui i coefficienti di deriva cambiano segno ad alte latitudini settentrionali è una combinazione di ora di alba precoce in giugno, ora di tramonto tardiva, e il fatto che le osservazioni dei satelliti in orbita ascendente e discendente ad alte latitudini si avvicinano allo stesso tempo, invece di essere distanti 12 ore come sono all’equatore.
Calcoliamo e applichiamo anche i coefficienti di deriva diurna per i canali MSU 3 e 4 (canali AMSU 7 e 9), ma le derivate e gli adeguamenti risultanti sono molto piccoli.
Commenti Finali
Questa dovrebbe essere considerata una versione “beta” della Versione 6.0, e attendiamo i commenti degli utenti per vedere se ci sono problemi rimanenti evidenti nel dataset. In ogni caso, siamo fiduciosi che il nuovo dataset della Versione 6.0, così com’è attualmente, sia più preciso e utile del dataset della Versione 5.6.
La nuova tendenza LT di +0.114 C/decennio (1979-2014) è 0.026 C/decennio inferiore alla precedente tendenza di +0.140 C/decennio, ma circa 0.010 C/decennio di quella differenza è dovuta alla minore sensibilità della nuova funzione di ponderazione LT all’emissione diretta dalla superficie terrestre, che i dati del termometro suggeriscono che si stia riscaldando più rapidamente della troposfera profonda. La restante differenza di 0.016 C/decennio tra le tendenze del vecchio e del nuovo prodotto LT è dovuta principalmente alla nuova procedura di regolazione del drift diurno ed è ben dentro il nostro intervallo di incertezza precedentemente dichiarato per il calcolo della tendenza di questo prodotto (+/- 0.040 C/decennio).
Abbiamo effettuato alcuni calcoli sulla sensibilità del prodotto finale a varie ipotesi nel processamento e lo troviamo abbastanza robusto. Il più importante, attraverso esperimenti di sensibilità, scopriamo che è difficile ottenere una tendenza globale LT sostanzialmente superiore a +0.114 C/decennio senza fare ipotesi che non possono essere facilmente giustificate.
I nuovi file della Versione 6 si trovano qui:
Troposfera Inferiore: http://vortex.nsstc.uah.edu/data/msu/v6.0beta/tlt Troposfera Media: http://vortex.nsstc.uah.edu/data/msu/v6.0beta/tmt Tropopausa: http://vortex.nsstc.uah.edu/data/msu/v6.0beta/ttp Stratosfera Inferiore: http://vortex.nsstc.uah.edu/data/msu/v6.0beta/tls