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Consiglio Nazionale delle Ricerche 3 rd COPS and GOP workshop 10-11 April 2006 Consiglio Nazionale delle Ricerche Istituto di Metodologie per l’Analisi Ambientale CNR-IMAA Tito Scalo (Potenza) Italy Aldo Amodeo

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ConsiglioNazionaledelle Ricerche 3rd COPS and GOP workshop 10-11 April 2006

Consiglio Nazionale delle Ricerche

Istituto di Metodologie per l’Analisi Ambientale

CNR-IMAATito Scalo (Potenza) Italy

Aldo Amodeo

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ConsiglioNazionaledelle Ricerche 3rd COPS and GOP workshop 10-11 April 2006

•Gelsomina Pappalardo•Aldo Amodeo•Antonella Boselli•Lucia Mona•Marco Pandolfi•Giuseppe D’Amico•Carmela Cornacchia

•PhD students•Fabio Madonna

CNR-IMAA lidar group

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IMAA ground based facility for Earth ObservationIMAA ground based facility for Earth Observation

Aerosol lidarAerosol lidarWater vapour Raman lidarWater vapour Raman lidarMobile DIAL systemMobile DIAL systemMicrowave radiometer 12 channelsMicrowave radiometer 12 channelsRadiosounding (P,T, RH, ORadiosounding (P,T, RH, O33 and wind) RS92 Vaisala and wind) RS92 Vaisala

CIMEL sunphotometerCIMEL sunphotometerCEILOMETER (VAISALA CT25K)CEILOMETER (VAISALA CT25K)

NextNextMobile Aerosol Raman lidarMobile Aerosol Raman lidarMobile Water Vapor Raman lidarMobile Water Vapor Raman lidar

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IMAA ground based facility for Earth ObservationIMAA ground based facility for Earth Observation

Aerosol lidarAerosol lidarWater vapour Raman lidarWater vapour Raman lidarMobile DIAL systemMobile DIAL systemMicrowave radiometer 12 channelsMicrowave radiometer 12 channelsRadiosounding (P,T, RH, ORadiosounding (P,T, RH, O33 and wind) RS92 Vaisala and wind) RS92 Vaisala

CIMEL sunphotometerCIMEL sunphotometerCEILOMETER (VAISALA CT25K)CEILOMETER (VAISALA CT25K)

NextNextMobile Aerosol Raman lidarMobile Aerosol Raman lidarMobile Water Vapor Raman lidarMobile Water Vapor Raman lidar

Possible involvmentin COPS

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MW RADIOMETER TP-WVP 3000BRIGHTNESS TEMPERATURE(12 channels, 5 in K-Band 22.2÷30 GHz and 7 in V-Band 51.3÷58.8 GHz)

Zenith acquisition

Acquisition time5 minutes

PRODUCTS

Temperature profileVertical resolution:0÷1 Km, 100m / 1÷10 Km, 250mAccuracy: 0.5 K

Water vapor and RH profilesVertical resolution:0÷1 Km, 100m / 1÷10 Km, 250m

Liquid water profileVertical resolution:0÷1 Km, 100m / 1÷10 Km, 250m

Ground parameterspressure, temperature, RH

Integrated quantitieswater vapor, liquid water

Other parameterscloud base (IRT)

MW RADIOMETER TP-WVP 3000BRIGHTNESS TEMPERATURE(12 channels, 5 in K-Band 22.2÷30 GHz and 7 in V-Band 51.3÷58.8 GHz)

Zenith acquisition

Acquisition time5 minutes

PRODUCTS

Temperature profileVertical resolution:0÷1 Km, 100m / 1÷10 Km, 250mAccuracy: 0.5 K

Water vapor and RH profilesVertical resolution:0÷1 Km, 100m / 1÷10 Km, 250m

Liquid water profileVertical resolution:0÷1 Km, 100m / 1÷10 Km, 250m

Ground parameterspressure, temperature, RH

Integrated quantitieswater vapor, liquid water

Other parameterscloud base (IRT)

MICROWAVE RADIOMETER(Radiometrics mod. TP-WVP 3000)

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MICROWAVE RADIOMETER MEASUREMENTS

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IMAA CNR lidar and MW radiometerWater vapor column content

18.51 20.31 22.11 23.51 1.31 3.110.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

9 September 2004CNR-IMAA Tito Scalo

4.2117.12

Wat

er v

apou

r co

lum

nar

cont

ent

(cm

)

Time (UT)

Radiometer Lidar

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Relative humidity obtained from CNR-IMAA MW radiometer

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Comparison between Integrated Precipitable Water vaporobtained from CNR-IMAA MW radiometer and Radiosounding system

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0

1

2

3

4

5

6

-1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Lidar 00:30-00:40 UT Sonde start 00:35 UT Radiometer 00:30-00:40 UT

QH

eigh

t a.

s.l.

(km

)

Water vapour mixing ratio (g/kg)

0

1

2

3

4

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10

0.01 0.1 1 10

QH

eigh

t a.

s.l.

(km

)

Water vapour mixing ratio (g/kg)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

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10

200 220 240 260 280 300

Sonde 00:35 UT Radiometer 00:30-00:40 UT

Hei

ght

a.s.

l. (k

m)

Temperature (K)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Radiometer 00:30-00:40 UT Lidar + radiometer 00:30-00:40 UT Lidar + sonde 00:30-00:40 UT Sonde 00:35 UT

Hei

ght

a.s.

l. (k

m)

Relative Humidity (%)

CNR-IMAA Tito Scalo 10 September 2004

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Data typology from MW Radiometer

Level 0: raw data and all configuration, calibration and measurements parameters to reprocess the data.

Level 1: sky brightness temperature and surface meteorological parameters.

Level 2: temperature, water vapour and liquid water profiles and surface meteorological parameters.

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Other lidar instrumentation available at IMAA

Two operational lidars:

Aerosol lidar: detected wavelengths (nm) : 355, 532, 1064, 386, 607, depolarization ratio at 532

backscatter at 355, 532, and 1064 nmextinction at 355 and 532 nmdepolarization ratio at 532 nm

Water vapour lidar: detected wavelengths (nm): 355, 386, 407backscatter at 355 nmextinction at 355 nmwater vapour mixing ratio

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Aerosol lidarBackscatterRange: 500-30000 m in night-time conditions 500-10000 m in daytime

conditionsResolution: 60 m and 10 min in night-time conditions,

ExtinctionRange: 500-7000 m in night-time conditions 500-3000 m in daytime conditionsResolution: 150 m in 500-7000 m and 10 min in night-time conditions

150 m in 500-3000 m and 30 min in daytime conditions

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Water vapour lidar

Range: 90-12000 m in night-time conditions90-4000 m in daytime conditions

Resolution: 15 m up to 6000 m and 150 m above in night-time conditions,10 min time integration

15 m in daytime conditions30 min time integration

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Water vapour Raman lidar

Aerosol Raman lidar

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Future instrumentation to be used in COPS

By the middle of 2007, two mobile lidars will be available:

Mobile Raman detected wavelengths (nm) : 355, 532, 1064, 386, 607, Aerosol lidar: depolarization ratio at 532

backscatter at 355, 532, and 1064 nmextinction at 355 and 532 nmdepolarization ratio at 532 nm

Mobile Water detected wavelengths (nm): 355, 386, 407Vapour Raman lidar: backscatter at 355 nm

extinction at 355 nmwater vapour mixing ratio

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Data typology provided

Mobile Raman Aerosol lidarLevel 0: range corrected signal, not calibrated depol. Ratio, cloud thickness;

Level 1: aerosol extinction and backscatter, optical depth, calibrated depol ratio,cloud optical depth;

Level 2: aerosol microphysical properties;

Mobile Water Vapour Raman lidarLevel 0: water vapour mixing ratio not calibrated;

Level 1: water vapour mixing ratio corrected for overlap function, extinction and temperature;

Level 2: water vapour mixing ratio calibrated;