Toward a polar stratospheric cloud climatology using advanced very high resolution radiometer thermal infrared data

Abstract

Polar stratospheric clouds (PSCs) play a critical role in ozone depletion over both polar regions. To date, the most complete PSC records consist of measurements from limb-viewing satellites that offer limited spatial and temporal coverage. To construct a more complete and long-term PSC climatology, we investigated the use of advanced very high resolution radiometer (AVHRR) satellite imagery for detecting PSCs. Two approaches were examined: (1) a correlative approach relating image-derived data to verification data, and (2) an interpretation of the image-derived data based on a radiative transfer model. The model determined that Type II or ice PSCs can be detected using the AVHRR thermal infrared channels. The image-derived data, namely density-sliced channel 5 temperature data, color composites, and density-sliced channel 4‐5 brightness temperature difference images, provide quick views of potential PSC locations. The model-based approach provides the best method for constructing a long-term ice PSC climatology from the AVHRR archive.

Les nuages stratosphériques polaires (NSP) jouent un rôle critique dans la perte d'ozone au-dessus des deux régions polaires. À ce jour, les enregistrements les plus complets de NSP consistent en des mesures acquises par des satellites à visée latérale qui offrent une couverture spatiale et temporelle limitée. Pour construire une climatologie plus complète et à plus long terme des NSP, nous avons examiné l'utilisation d'images satellitales AVHRR (advanced very high resolution radiometer) pour la détection des NSP. Deux approches ont été examinées : (1) une approche corrélative reliant les données dérivées des images aux données de vérification et (2) une interprétation des données dérivées des images basée sur un modèle de transfert radiatif. Le modèle a permis de déterminer que l'on peut détecter les NSP de type II ou de glace à l'aide des canaux infrarouge thermique de AVHRR. Les données dérivées des images, notamment les données de température du canal 5 obtenues par isodensitométrie, les compositions colorées et les images des différences de température de brillance du canal 4‐5 obtenues par isodensitométrie, fournissent une vision synoptique des localisations potentielles de NSP. L'approche basée sur l'utilisation d'un modèle fournit la meilleure méthode pour la construction d'une climatologie à long terme des NSP de glace à partir de l'archive des images AVHRR.[Traduit par la Rédaction]