Chlorophyllkonzentration von MODIS
Übersicht
- Zugang
- Beschreibung
- Parameter
- Abdeckung, räumliche und zeitliche Auflösung
- Datenqualität
- Kontaktperson
- Referenzen
- Datenzitat und Lizenz
Zugang
EINGESCHRÄNKT: Dieser Link auf den Datensatz ist nur für eine eingeschränkte Nutzergruppe verfügbar. Der Datensatz ist nur im CEN/MPI Netzwerk bzw. von außen mit Kundenkonto zugreifbar. Bitte wenden Sie sich an ICDC, wenn Sie von außerhalb des Netzwerks auf diese Daten zugreifen möchten.
- View chlorophyll data at LAS: AQUA | TERRA
- Access chlorophyll data via OPeNDAP
- AQUA Data access via file system: /data/icdc/ocean/modis_aqua_chl
- TERRA Data access via file system: /data/icdc/ocean/modis_terra_chl
Beschreibung
Hier angeboten wird der Level-3 Datensatz der v2022.0 Reprozessierung des Chlorophyll-a Konzentration sowie weiterer Parameter (siehe Parametertabelle) berechnet aus MODIS collection 6.1 Radianzen.
Sonnenstrahlung dringt in die oberflächennahen Schichten des Wassers ein. Die Absorption der Sonnenstrahlung im Wasser hängt - unter anderem - von der Chlorophyll-a Konzentration in den Zellen des Planktons ab. Mittels Messung der Radianzen an der Wasseroberfläche bei verschiedenen Wellenlängen, von denen eine im Absorptionsmaximum des Chlorophyll-a liegt, kann man die Chlorophyll-a Konzentration ableiten.
Die angebotenen Daten basieren auf den Chlorophyll-a algorithmen für oligotrophische Gewässer (Hu et al., 2012). Dieser kombiniert - für diesen Datensatz - kalibrierte Radianzen von MODIS bei drei verschiedenen Wellenlängen. Weitere Informationen finden Sie in der Literatur sowie auf der Website von OceanColour Technical Documents (siehe Referenzen).
Wir bieten Daten beider Satelliten an: EOS-TERRA und EOS-AQUA.
Letzte Aktualisierung des Datensatzes am ICDC: 5. Dezember 2024.
Parameter
| Name | Einheit | Kommentar |
|---|---|---|
| Chlorophyll-a Konzentration (OCI Algorithmus) | mg/m³ | zusätzlich in Einheit dB |
| Für Photosynthese verfügbare Strahlung im Wasser (iPAR) | Einstein/m²s | im Wasser |
| Für Photosynthese verfügbare Strahlung (PAR) | Einstein/m²day | in der Luft |
| Particulate Organic Carbon (POC) | mg/m³ | zusätzlich in Einheit dB |
| Particulate In-Organic Carbon (PIC) | mg/m³ | zusätzlich in Einheit dB |
| Dämpfungskoeffizient der Strahlung bei 490 nm in Wasser | 1/m | zusätzlich in Einheit dB |
Abdeckung, räumliche und zeitliche Auflösung
Zeitraum und zeitliche Auflösung:
- Täglich: 2002-09-01 to 2024-07-31 (EOS-AQUA)
- Täglich: 2000-02-24 to 2024-07-31 (EOS-TERRA)
- Monatlich: 2002-09 to 2024-07 (EOS-AQUA)
- Monatlich: 2000-02 to 2024-07 (EOS-TERRA)
Räumliche Abdeckung und Auflösung:
- Global
- Räumliche Auflösung: 4,6 km x 4,6 km, kartesisches Gitter, Cylindrical Equal Angle Projection
- Geographische Breite: -89,9792°N bis 89,9792°N
- Geographische Länge: -179,979°E bis 179,979°E
- Dimension: 8640 Spalten x 4320 Zeilen
- Höhe: 0,0 m
Format:
- NetCDF
Datenqualität
Beide MODIS Satelliten, Terra und Aqua, unterliegen seit einiger Zeit einer Drift ihrer Orbits welche die lokalen Überflugszeiten mehr und mehr verschiebt und die Kalibration der Strahungsmessungen erschwert. Die "Ocean Biology Processing Group" hat als Folge davon eine Verschlechterung der Qualität der entsprechenden Ozeanfarben- / Chlorophyll-a Konzentrationsprodukte festgestellt, die etwa seit Beginn 2023 besteht; neuere Daten sind deshalb derzeit weniger verlässlich. Mehr Information gibt es hier: https://forum.earthdata.nasa.gov/viewtopic.php?t=5333 und in Twedt et al., 2023.
Die Daten selbst beinhalten keine Fehlerabschätzung.
Da Ableitungen der Chlorophyll-a Konzentration (und der zusätzlichen Parameter) nur über wolkenfreien Gebieten möglich sind, haben die täglichen Daten naturgemäß große Lücken. Die Qualität der Daten hängt massgeblich mit von der Qualität der Wolkenmaske ab, die aber für MODIS C006 deutlich verbessert wurde. Generell problematisch ist die korrekte Erkennung von Nebel und dünnen Schleierwolken sowie niedrigen Wolken mit ähnlicher Temperatur wie die Meeresoberfläche. Ebenfalls problematisch können Wolkenschatten sein.
Die hier angebotenen Parameter sind zusammen mit der Meeresoberflächentemperatur berechnet worden (siehe MODIS SST bei ICDC). Die in dem Datensatz enthaltenen Qualitätskennzahlen bzgl. Wolkenbedeckung / Konfidenz gelten auch für den Chlorophyll-a Konzentrationsdatensatz.
Desweiteren ist das Retrieval selbst mit Unsicherheiten behaftet. Es handelt sich um einen empirischen Ansatz. Die Koeffizienten dafür sind zwar über die Jahre hinweg immer wieder angepasst worden. Generell problematisch sind aber z. B. Gradienten im Trübungsgrad des Wassers (Case 1 / Case 2 waters) sowie unzureichend kalibrierte Radianzen. Auch der Beobachtungswinkel / Einfallswinkel der Sonneneinstrahlung beeinflussen die Qualität der Produkte, siehe z. B. Barnes, B. B., and C. Hu, 2016 in den Referenzen.
Für mehr Information empfehlen wir die Referenzen.
Kontaktperson
Jeremy Werdell (for Chlorophyll-a and Kd490)
NASA / GSFC
Greenbelt, MA, U.S.A.
email: jeremy.werdell (at) nasa.govBrian Franz (for POC and iPAR)
NASA / GSFC
Greenbelt MA, U.S.A.
email: brian.a.franz (at) nasa.govDariusz Stramski (for POC)
Scripps Institution of Oceanography
La Jolla, CA, U.S.A.
email: dstramski (at) ucsd.eduRobert Frouin (for PIC)
Scripps Institution of Oceanography
La Jolla, CA, U.S.A.
email: rfrouin (at) ucsd.eduStefan Kern
University of Hamburg
E-Mail: stefan.kern (at) uni-hamburg.de
Referenzen
Literatur:
- Algorithm Theoretical Basis Document - Bio-optical algorithms (pdf, nicht barrierefrei)
- Algorithm Theoretical Basis Document - PAR and iPAR (pdf, nicht barrierefrei)
- Algorithm Theoretical Basis Document - Coccolith Concentration (pdf,nicht barrierefrei)
- Ahmad, Z., et al. (2010) New aerosol models for the retrieval of aerosol optical thickness and normalized water-leaving radiances from the SeaWiFS and MODIS sensors over coastal regions and open oceans. Applied Optics, 49: (29) 5545-5560, https://doi.org/10.1364/AO.49.005545
- Bailey, S. W., and P. J. Werdell (2006) A multi-sensor approach for the on-orbit validation of ocean color satellite data products. Remote Sensing of Environment, 102, 12-23, https://doi.org/10.1016/j.rse.2006.01.015
- Balch, W. M., et al. (2005) Calcium carbonate measurements in the surface global ocean based on Moderate-Resolution Imaging Spectroradiometer data. Journal of Geophysical Research 110, C07001. https://doi.org/10.1029/2004jc002560
- Behrenfeld, M. J., et al. (2009) Satellite-detected fluorescence reveals global physiology of ocean phytoplankton. Biogeosciences 6, 779-795. https://doi.org/10.5194/bg-6-779-2009
- Brian B. Barnes, Chuanmin Hu, Dependence of satellite ocean color data products on viewing angles: A comparison between SeaWiFS, MODIS, and VIIRS, Remote Sensing of Environment, Vol. 175, 2016, p 120-129, https://doi.org/10.1016/j.rse.2015.12.048
- Brewin, R. J. W., et al. (2016) Underway spectrophotometry along the Atlantic Meridional Transect reveals high performance in satellite chlorophyll retrievals. Remote Sensing of Environment, 183, 82-97, https://doi.org/10.1016/j.rse.2016.05.005
- Clay, S., et al. (2019) Evaluation of satellite-based algorithms to retrieve chlorophyll-a concentration in the Canadian Atlantic and Pacific Oceans. Rem. Sens., 11(22), 2609, doi: 10.3390/rs11222609. https://doi.org/10.3390/rs11222609 [They investigate how accurate standard OCx algorithms are in comparison to regionally tuned versions and to a semi-analytical solution.]
- L. Feng and C. Hu, "Comparison of Valid Ocean Observations Between MODIS Terra and Aqua Over the Global Oceans," in IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, vol. 54, no. 3, pp. 1575-1585, March 2016, doi: 10.1109/TGRS.2015.2483500. https://doi.org/10.1109/TGRS.2015.2483500
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- Stramski, D., et al. (2008) Relationships between the surface concentration of particulate organic carbon and optical properties in the eastern South Pacific and eastern Atlantic Oceans. Biogeosciences, 5(1), 171–201. doi:10.5194/bg-5-171-2008. https://doi.org/10.5194/bg-5-171-2008
- Werdell, J. (2009), Global Bio‐optical Algorithms for Ocean Color Satellite Applications: Inherent Optical Properties Algorithm Workshop at Ocean Optics XIX; Barga, Italy, 3–4 October 2008, Eos Trans. AGU, 90( 1), 4– 4, doi:10.1029/2009EO010005. https://doi.org/10.1029/2009EO010005
- Werdell, P. J., et al. (2007) Approach for the long-term spatial and temporal evaluation of ocean color satellite data products in a coastal environment. Proceedings of SPIE, 6680, pp 12, https://doi.org/10.1117/12.732489
- Werdell, P. J. and S. W. Bailey (2005) An improved bio-optical data set for ocean color algorithm development and satellite data product validation. Remote Sensing of Environment 98, 122-140, https://doi.org/10.1016/j.rse.2005.07.001.
Websites:
- OceanColour Technical Documents, https://oceancolor.gsfc.nasa.gov/docs/technical/#AT
- OceanColour MODIS AQUA, https://oceancolor.gsfc.nasa.gov/about/missions/aqua/
- OceanColour MODIS Terra, https://oceancolor.gsfc.nasa.gov/about/missions/terra/
Datenzitat, Lizenz und Danksagung
Bei Verwendung der Daten diese bitte wie folgt zitieren:
NASA Goddard Space Flight Center, Ocean Ecology Laboratory, Ocean Biology Processing Group; (2022): MODIS-Aqua [mention parameters and temporal sampling used] Data, NASA OB.DAAC, https://doi.org/10.5067/AQUA/MODIS/L3M/CHL/2022 [last access: November 26 2024].
Für MODIS-TERRA Daten bitte "MODIS-Aqua" durch "MODIS-Terra" ersetzen.
und mit der folgenden Danksagung:
MODIS Chlorophyll-a concentrations and additional ocean color standard mapped image data, originally obtained from https://oceandata.sci.gsfc.nasa.gov, were provided with time axis and merged into one netCDF file per day / month by the Integrated Climate Data Center (ICDC), CEN, University of Hamburg, Hamburg, Germany, https://ww.cen.uni-hamburg.de/icdc.
Lizenz
Nutzung und Weitergabe der Daten unterliegt: https://www.earthdata.nasa.gov/engage/open-data-services-and-software/data-and-information-policy und https://www.earthdata.nasa.gov/engage/open-data-services-and-software/data-information-policy/data-rights-and-related-issues