A study of cloud liquid water in St.Petersburg region by the microwave method

Abstract

Рассмотрена задача определения водозапаса облаков по данным микроволнового радиометра RPG-HATPRO методом множественной линейной регрессии (LREA). Погрешности метода оценивались по результатам численных экспериментов, а также на основе анализа измерений в безоблачной атмосфере. Также для LREA был исследован отклик на ошибки во входных данных. Было проведено сравнение трех методов: LREA, метода множественной квадратической регрессии (QREA), предоставляемого разработчиком RPG-HATPRO, и, так называемого, физического метода (PHA), основанного на обращении уравнения переноса излучения. Для малых значений водозапаса среднеквадратическое расхождение между результатами методов QREA и PHA составило 0,008 кг/м2; среднеквадратическое расхождение между LREA и PHA составило 0,009 кг/м2. Для больших значений водозапаса облаков среднеквадратическое расхождение между QREA и PHA составило 0,030 кг/м2; среднеквадратическое расхождение между LREA и PHA составило 0,023 кг/м2.

The multiple linear regression algorithm (LREA) has been adjusted to RPG HATPRO data for liquid water path (LWP) retrieval. The retrieval errors have been estimated on the basis of numerical experiments. The algorithm’s response to input data failures has been investigated for LREA. The bias estimations have been made for this algorithm using cloud free observation periods. Also, comparison between three retrieval algorithms has been made: (1) LREA; (2) a built-in operational quadratic regression algorithm (QREA) of LWP retrieval supplied by the manufacturer of the RPG HATPRO microwave radiometer; (3) a so-called physical algorithm (PHA) based on the inversion of the radiative transfer equation. For low LWP values the rms discrepancy between QREA and PHA constituted 0,008 kg/m2; the rms discrepancy between LREA and PHA constituted 0,009 kg/m2. For high LWP values the rms discrepancy between QREA and PHA constituted 0,030 kg/m2; the rms discrepancy between LREA and PHA constituted 0,023 kg/m2.