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GOME Diffuser and Dark Signal TrendsAngelika Dehn adehn@esrin.esa.itClaus Zehner czehner@esrin.esa.it ESA-ESRIN, Via G. Galilei, 00044 Frascati, Italy
IntroductionThe Global Ozone Monitoring Experiment (GOME) was launched on ERS-2 in April 1995 and has been continuously operational since then. It is a scanning nadir-viewing spectrometer, with its primary scientific objective being to retrieve total column ozone globally. A more detailed description of the instrument can be found in [1] . In common with previous instruments to measure total column ozone from space such as TOMS and SBUV, it measures the back-scattered radiance from the Earth's atmosphere and surface, and the solar irradiance which is viewed via a diffuser plate to provide a reference spectrum at comparable intensity. These diffuser plates have been found to be subject to degradation (see [2] for example) particularly when subject to shorter wavelength ultra-violet light, and efforts have been made to characterize this degradation for instruments such as SBUV/2, where the diffuser plate was exposed for a total of around 750 hours between 1979 and 1986. GOME has been designed with a cover for its diffuser plate in an attempt to minimise this degradation, with exposure usually being for a short time for one orbit each day to obtain a reference solar spectrum, and characterisation of any degradation is possible by means of the on-board Pt/Cr/Ne calibration lamp. In order to investigate the GOME diffuser degradation, and to see if the measures taken have reduced the effect, a first analysis was done in January 1997. The results and detailed description are presented in technical note [9]. Updates on the analysis were done for the time periods June 1995 to December 1997, and June 1995 to December 1998 (see technical notes [10], [11]). This document provides the update on the degradation analysis, using the monthly calibration data from June 1995 until September 1999 following the same algorithms as in [9].Algorithm DescriptionsThe detailed description of the algorithms used for the calculation of diffuser reflectivity and dark signal components can be found in [9].Dark Current AnalysisThe dark signal for GOME is defined as being comprised of two parts - a constant value of between 140 and 150 binary units (BU) which is the fixed pattern readout noise (FPRN) and a time dependent component of around 2 to 3 binary units per second which is the leakage current (LC).Trends were calculated for both the FPRN and the LC, and for the noise on these measurements. The results are shown in Table 1 below and Figures 1 to 2.
Diffuser ReflectivityThe diffuser reflectivity is calculated as the ratio of calibration lamp measurements and the lamp measurements via the diffuser. The result of the analysis for the diffuser reflectivity can be seen in Figure 3. The data are dark signal corrected.
ResultsOver a period of about 4.5 years, the following conclusions regarding trends in the GOME dark signal and diffuser reflectivity have been reached.
ReferencesESA Publications Division September 1995.[2] : Report of the International
Ozone Trends Panel
[3] : ERGO Software User's
Manual
[4] : ERGO Design Document
[5] : GOME Data QA -
Specification of Instrument Parameters - S. Slijkhuis
[6] : ERGO Test Report
of Final S/W Delivery Dec-1995 - S. Slijkhuis
[7] : Remote Sounding
of Atmospheres by J.T. Houghton, F.W. Taylor and C.D. Rodgers
[8] : Functional / Performance
Test on GOME BBM - Olij, C. & Zoutman, A. E.
[9]: GOME Diffuser Reflectivity
and Dark Signal Analysis - D. Pemberton
[10]: Long Term Monitoring
of GOME Diffuser Reflectivity and Dark Signal Analysis- A. Dehn
[11]: Long Term Monitoring
of GOME Diffuser Reflectivity and Dark Signal Analysis- A. Dehn
Appendix AMonthly Calibration Data SetsAppendix BLamp Lines Used For Diffuser Calibration
Keywords: ESA European Space Agency - Agence spatiale europeenne, observation de la terre, earth observation, satellite remote sensing, teledetection, geophysique, altimetrie, radar, chimique atmospherique, geophysics, altimetry, radar, atmospheric chemistry |
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