1. Consistency of Satellite Climate Data Records for Earth System Monitoring
- Author
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Emilio Chuvieco, Michael Buchwitz, Thomas Popp, Victoria Bennett, Ulrika Willén, Benoit Meyssignac, Stefan G. H. Simis, Frank Paul, Wouter Dorigo, Shubha Sathyendranath, Philippe Ciais, Shaun Quegan, Rainer Hollmann, Christopher J. Merchant, Annett Bartsch, Carsten Brockmann, Thomas Lavergne, Tracy Scanlon, Fabrice Ardhuin, Ana Bastos, Richard G. Jones, Michaela I. Hegglin, Darren Ghent, Marc Schröder, Jacqueline Boutin, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt [Oberpfaffenhofen-Wessling] (DLR), University of Reading (UOR), Deutscher Wetterdienst [Offenbach] (DWD), Laboratoire d'Océanographie Physique et Spatiale (LOPS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU), NERC National Centre for Earth Observation (NCEO), Natural Environment Research Council (NERC), STFC Rutherford Appleton Laboratory (RAL), Science and Technology Facilities Council (STFC), Processus et interactions de fine échelle océanique (PROTEO), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - 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- Subjects
Atmospheric Science ,010504 meteorology & atmospheric sciences ,Computer science ,media_common.quotation_subject ,Climate change ,010502 geochemistry & geophysics ,computer.software_genre ,01 natural sciences ,Task (project management) ,Consistency (database systems) ,Climate records ,1902 Atmospheric Science ,910 Geography & travel ,[SDU.ENVI]Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment ,ComputingMilieux_MISCELLANEOUS ,0105 earth and related environmental sciences ,media_common ,[SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere ,Remote sensing ,Satellite observations ,Metadata ,Interdependence ,Earth system science ,10122 Institute of Geography ,13. Climate action ,Key (cryptography) ,Satellite ,Data mining ,Atmosphäre ,computer - Abstract
Climate data records (CDRs) of essential climate variables (ECVs) as defined by the Global Climate Observing System (GCOS) derived from satellite instruments help to characterize the main components of the Earth system, to identify the state and evolution of its processes, and to constrain the budgets of key cycles of water, carbon, and energy. The Climate Change Initiative (CCI) of the European Space Agency (ESA) coordinates the derivation of CDRs for 21 GCOS ECVs. The combined use of multiple ECVs for Earth system science applications requires consistency between and across their respective CDRs. As a comprehensive definition for multi-ECV consistency is missing so far, this study proposes defining consistency on three levels: 1) consistency in format and metadata to facilitate their synergetic use (technical level); 2) consistency in assumptions and auxiliary datasets to minimize incompatibilities among datasets (retrieval level); and 3) consistency between combined or multiple CDRs within their estimated uncertainties or physical constraints (scientific level). Analyzing consistency between CDRs of multiple quantities is a challenging task and requires coordination between different observational communities, which is facilitated by the CCI program. The interdependencies of the satellite-based CDRs derived within the CCI program are analyzed to identify where consistency considerations are most important. The study also summarizes measures taken in CCI to ensure consistency on the technical level, and develops a concept for assessing consistency on the retrieval and scientific levels in the light of underlying physical knowledge. Finally, this study presents the current status of consistency between the CCI CDRs and future efforts needed to further improve it.
- Published
- 2020