OUTGOING LONGWAVE RADIATION AT THE TOP OF THE ATMOSPHERE: PRELIMINARY ASSESSMENT USING GOES-8 IMAGER DATA

Abstract

GOES-8 Imager radiances in water vapor and infrared channels 3, 4 and 5 were used for assessing outgoing longwave radiation (OLR) at the top of the atmosphere. Estimation by ITPP5 software applied to HIRS/NOAA 14 passes over Brazil was considered as "true reference". Imagery from both satellites is currently acquired and processed at CPTEC/INPE. GOES full-resolution imagery allows assessment of mean irradiance for sets of GOES pixels contained within the area of a single HIRS pixel. Additional GOES variables were estimated, such as: an "equivalent channel" at 8 mm and a "longwave tail" for l>15 mm (this one is not detected neither by HIRS nor GOES sensors). Isotropic outgoing radiance was assumed. Multivariate regression of GOES irradiances on OLR ITPP estimates provided a GOES estimator with accuracy comparable with others already published and based on AVHRR/NOAA information. It was found that a regression based only on channel 4 and the longwave tail yielded estimates with the same accuracy: mean deviation of 3 W.m^-2and standard deviation of 11 W.m^-2. The application for another period in the year, averaged over 1°Â´1° grid cells, yielded similar mean deviation and standard deviation of 7 W.m^-2. These results suggest that the algorithm applied in this work has physical rather than purely statistical meaning and could be used for OLR monitoring in daily and seasonal scales.

Keywords :Outgoing Longwave Radiation (OLR); GOES 8 Imager; NOAA 14; Terrestrial Radiation.

RESUMO

Radiâncias obtidas do satélite GOES 8 nos canais de vapor d'água e infravermelho termal (2, 4 e 5) foram utilizadas para estimar Radiação de Onda Longa (ROL) emergente no topo da atmosfera. As estimativas de ROL pelo utilitário ITPP5, aplicadas à informação do sensor HIRS/NOAA, foram consideradas como "verdade de referência". Imagens dos dois satélites são continuamente recebidas e processadas no CPTEC/INPE. As imagens GOES de alta resolução permitiram considerar grupos de pixels (e a irradiância média correspondente) contidos na área de um único pixel HIRS. Variáveis adicionais foram elaboradas, como por exemplo: um "canal equivalente" em 8 mm e uma "cauda espectral de onda longa" para l>15 mm (esta última, não detectada nem pelo HIRS nem pelo GOES). Assumiu-se a hipótese de isotropia para a radiância emergente. Regressão multivariada das irradiâncias GOES com relação à estimativa ITPP da ROL forneceu um estimador GOES com precisão comparável à de outros já publicados e baseados na informação de AVHRR/NOAA. Verificou-se que uma regressão baseada apenas nas irradiâncias do canal 4 e da cauda de onda longa fornece estimativas com a mesma precisão: erro médio de 3 W.m^-2e desvio padrão de 11 W.m^-2. A aplicação do algoritmo para outra época do ano, avaliando médias em células de 1°Â´1°, produz um desvio médio similar e um desvio padrão de 7 W.m^-2. Estes resultados sugerem que o algoritmo resgatou propriedades físicas e não simplesmente estatísticas da ROL, e poderia ser aplicado para monitoramento de ROL em escala diária e sazonal.

Keywords :Radiação de Onda Longa Emergente (ROL); GOES 8; NOAA 14; Radiação Terrestre.