Seminario impartido el 17 de octubre de 2016 en el Centro de Investigación Atmosférica de Izaña

Castro Almazán, Julio A.

Muñoz Tuñón, Casiana

Pérez Jordán, Gabriel

Spanish

Castro Almazán, Julio Alberto

Agencia Estatal de Meteorología

  Estimación del error al medir Vapor de Agua Precipitablecon radiosondeosJulio A. Castro-AlmazánSky Quality TeamInstituto de Astrofísica de CanariasandGabriel Pérez-JordánCasiana Muñoz Tuñónphoto:Daniel López17 de Octubre de/ 2016Centro de Investigación Atmosférica de Izaña (Santa Cruz de Tenerife)Sky Quality TeamCasiana Muñoz-Tuñón, Antonia Mª Varela and Julio A. Castro-Almazán  WATER VAPOUR<4 % of all atmospheric moleculesis a powerful Greenhouse Gas, participates in processes affecting the global climate and ...but...Julio A. Castro-AlmazánEstimación del error al medir Vapor de Agua Precipitable con radiosondeos  ...andis the principal responsible for the atmospheric extinction in IR, submillimeter and microwave astronomical observationsJulio A. Castro-AlmazánEstimación del error al medir Vapor de Agua Precipitable con radiosondeos  data from ATRAN (SOFIA project) synthetic modelJulio A. Castro-AlmazánEstimación del error al medir Vapor de Agua Precipitable con radiosondeos  Julio A. Castro-AlmazánEstimación del error al medir Vapor de Agua Precipitable con radiosondeos  William Herschel Telescope4.2 mLIRIS Long­slit Intermediate Resolution Infrared Spectrograph0.9­2.4 micronsQUIJOTE (Q­U­I JOint Tenerife)Polarization of the microwave sky11­40 GHz (7­27 mm)Gran Telescopio Canarias10.4 mCANARYCAMMid­infrared imager 7.5 ­ 25 micronsEMIRWide­field camera and near­infrared multi­objetc spectrograph0.9­2.5 micronsJulio A. Castro-AlmazánEstimación del error al medir Vapor de Agua Precipitable con radiosondeos  Precipitable Water Vapour PWV: “Total water column height if integrated from the surface to the top of the atmosphere with unit cross-sectional”(glossary of the American Meteorological Society)Commonly expressed in mm:the height to which that water would stand if completely condensed and collected in a vessel with a cross section of 1 m2Julio A. Castro-AlmazánEstimación del error al medir Vapor de Agua Precipitable con radiosondeos  Castro-Almazán et al., Atmospheric Measurement Techniques, 9, 4759-4781, 2016Julio A. Castro-AlmazánEstimación del error al medir Vapor de Agua Precipitable con radiosondeos  radiosounding balloonsJulio A. Castro-AlmazánEstimación del error al medir Vapor de Agua Precipitable con radiosondeosCastro-Almazán et al., Atmospheric Measurement Techniques, 9, 4759-4781, 2016  Julio A. Castro-AlmazánEstimación del error al medir Vapor de Agua Precipitable con radiosondeos  Julio A. Castro-AlmazánEstimación del error al medir Vapor de Agua Precipitable con radiosondeoshttp://alg.umbc.edu/umap/radiosonde  Julio A. Castro-AlmazánEstimación del error al medir Vapor de Agua Precipitable con radiosondeosCastro-Almazán et al., AMT, 9, 4759-4781, 2016  Julio A. Castro-AlmazánEstimación del error al medir Vapor de Agua Precipitable con radiosondeos  Julio A. Castro-AlmazánEstimación del error al medir Vapor de Agua Precipitable con radiosondeos  Julio A. Castro-AlmazánEstimación del error al medir Vapor de Agua Precipitable con radiosondeos  Julio A. Castro-AlmazánEstimación del error al medir Vapor de Agua Precipitable con radiosondeos RS92 High Res. (>2500 lev) STD Standard lev. (~15 lev)SIG Significant lev. (~45 lev)WYO Wyoming codif. (~100 lev) RS92 High Res. (>2500 lev)  RS92 High Res. (>2500 lev)  RS80 High Res. (>2500 lev) }  Julio A. Castro-AlmazánEstimación del error al medir Vapor de Agua Precipitable con radiosondeosRS92 Vaisaladata ~ 1 year (2013-2014)Quality Control:AEMet (GUI)GRUAN (LIN, NYA) RS92 RS92 RS92 RS80RS80 Vaisaladata ~ intensive runs(1990-APR-JUL)(1995-NOV)Quality Control:Météo-France (ORM)BOTHUncertainties:  Julio A. Castro-AlmazánEstimación del error al medir Vapor de Agua Precipitable con radiosondeos  Julio A. Castro-AlmazánEstimación del error al medir Vapor de Agua Precipitable con radiosondeosfrom here, ...penetrating into the 'arid' maths for a while  Julio A. Castro-AlmazánEstimación del error al medir Vapor de Agua Precipitable con radiosondeosfrom here, ...penetrating into the 'arid' maths for a whileSergio!  Julio A. Castro-AlmazánEstimación del error al medir Vapor de Agua Precipitable con radiosondeos  Julio A. Castro-AlmazánEstimación del error al medir Vapor de Agua Precipitable con radiosondeos  Julio A. Castro-AlmazánEstimación del error al medir Vapor de Agua Precipitable con radiosondeosTRAPEZOIDAL SUMMATIONPWV≈12∑i=0N−1(ri+1+r i)⋅(pi+1−pi)  Julio A. Castro-AlmazánEstimación del error al medir Vapor de Agua Precipitable con radiosondeosuncertaintysampling error  Julio A. Castro-AlmazánEstimación del error al medir Vapor de Agua Precipitable con radiosondeosuncertaintysampling error  Julio A. Castro-AlmazánEstimación del error al medir Vapor de Agua Precipitable con radiosondeoscovariancesampling errorvariance  Julio A. Castro-AlmazánEstimación del error al medir Vapor de Agua Precipitable con radiosondeoscovariancesampling errorvariance analyticalempirical modelempirical model  Julio A. Castro-AlmazánEstimación del error al medir Vapor de Agua Precipitable con radiosondeosvariance analytically: error propagation in the trapezoidal rule  over all the sample levelsnote:In the trapezoidal rule, each value, excluding the extremes, is shared by adjacent bins; therefore, the derivation of the variance must avoid the double summation of error.  Julio A. Castro-AlmazánEstimación del error al medir Vapor de Agua Precipitable con radiosondeosvariance analytically: error propagation in the trapezoidal rule  over all the sample levelsnote:In the trapezoidal rule, each value, excluding the extremes, is shared by adjacent bins; therefore, the derivation of the variance must avoid the double summation of error.  HUGE UGLY EQUATIONS (HERE) CENSORED!(see the paper...)  empirical modelJulio A. Castro-AlmazánEstimación del error al medir Vapor de Agua Precipitable con radiosondeoscovariance  empirical model: vertical profiles'time' (space) seriessemi-Markov process(the probability of the next levels depend on the amount of time elapsed t) with t exponentially distributed.the covariance as a simplified pure exponential rJulio A. Castro-AlmazánEstimación del error al medir Vapor de Agua Precipitable con radiosondeoscovariance  Julio A. Castro-AlmazánEstimación del error al medir Vapor de Agua Precipitable con radiosondeossampling errorempirical model  High resolution data (>2500)negligible sampling errorempirical modelrecursively sub-sampling each profile (uniformly)andanalysing the residuals:Julio A. Castro-AlmazánEstimación del error al medir Vapor de Agua Precipitable con radiosondeossampling errorϵs=ϵs(N )  High resolution data (>2500)negligible sampling errorempirical modelrecursively sub-sampling each profile (uniformly)andanalysing the residuals:Julio A. Castro-AlmazánEstimación del error al medir Vapor de Agua Precipitable con radiosondeossampling errorϵs=ϵs(N )note:the whole atmospheric column is assumed to beuniformly sampled.  Julio A. Castro-AlmazánEstimación del error al medir Vapor de Agua Precipitable con radiosondeossampling errorgrouped in slices to fit a model...  Julio A. Castro-AlmazánEstimación del error al medir Vapor de Agua Precipitable con radiosondeossampling errordependence on N:  Julio A. Castro-AlmazánEstimación del error al medir Vapor de Agua Precipitable con radiosondeossampling errordependence on N:fit a function:  Julio A. Castro-AlmazánEstimación del error al medir Vapor de Agua Precipitable con radiosondeos  Julio A. Castro-AlmazánEstimación del error al medir Vapor de Agua Precipitable con radiosondeos  Julio A. Castro-AlmazánEstimación del error al medir Vapor de Agua Precipitable con radiosondeoscovarianceexponential autocorrelation lags  Julio A. Castro-AlmazánEstimación del error al medir Vapor de Agua Precipitable con radiosondeossampling errors  Julio A. Castro-AlmazánEstimación del error al medir Vapor de Agua Precipitable con radiosondeosexamples  Julio A. Castro-AlmazánEstimación del error al medir Vapor de Agua Precipitable con radiosondeos  Julio A. Castro-AlmazánEstimación del error al medir Vapor de Agua Precipitable con radiosondeos  Julio A. Castro-AlmazánEstimación del error al medir Vapor de Agua Precipitable con radiosondeospractical applications  Julio A. Castro-AlmazánEstimación del error al medir Vapor de Agua Precipitable con radiosondeospractical applicationsrmse= 0.44 mm rmse= 0.70 mmR= 0.970R= 0.994  Julio A. Castro-AlmazánEstimación del error al medir Vapor de Agua Precipitable con radiosondeos  CONCLUSIONS● PWV strongly impacts the astronomical observations (IR, m-w, …)● A semiempirical method for estimating the error and optimum number of sampled levels (N0) in PWV determinations from radiosoundings is proposed.● The method was tested in 4 different locations(different conditions, latitudes, PWV content,...).● The error is roughly proportional to PWV whereas N0 is the reverse. ● The value of N0 is less than 400 for 77 % of the profiles and the absolute errors are always < 0.6 mm.Median relative error is 2.0 ± 0.7 % ● These results reduce by more than a half the uncertainties previously reported in the literature.Julio A. Castro-AlmazánEstimación del error al medir Vapor de Agua Precipitable con radiosondeos  CONCLUSIONSJulio A. Castro-AlmazánEstimación del error al medir Vapor de Agua Precipitable con radiosondeos  thank you!Julio A. Castro-AlmazánEstimación del error al medir Vapor de Agua Precipitable con radiosondeos

Estimación del error al medir vapor de agua precipitable con radiosondeos

https://repositorio.aemet.es/bitstream/20.500.11765/4577/1/talk_PWV_errors.pdf

Estimación del error al medir vapor de agua precipitable con radiosondeos

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Agencia Estatal de Meteorología