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DOAS-Gruppe: Institut für Umweltphysik Universität Bremen Promotionsvortrag, 28. April 2006, Bremen Folkard Wittrock Institut für Umweltphysik Universität Bremen NORS/NDACC UV/Vis Meeting July 3 to 4, 2012, Brussels, Belgium MAX-DOAS profile retrieval (I) Optimal Estimation using a priori information Online calculation of block-AMFs and describe relation between measurements (SCDs of trace gas for different elevations) and absorber profile as a linear inversion problem: Solve by Optimal estimation method (therefore adding a trace gas a priori profile) BIRA, NIWA, WSU, Heidelberg, Leicester/Leeds and Bremen

DOAS-Gruppe: Institut für Umweltphysik Universität Bremen Promotionsvortrag, 28. April 2006, Bremen Folkard Wittrock Institut für Umweltphysik Universität Bremen NORS/NDACC UV/Vis Meeting July 3 to 4, 2012, Brussels, Belgium Inversion by parametrisation of trace gas profiles A) mixing layer height MLH (important atmospheric parameter) B) fraction f of total VCD in boundary layer (allows to adjust vertical profile, depending e.g. on vertical mixing into free troposphere) Lookup tables for AMF, least squares fit MPI Mainz, similar approach used by JAMSTEC, KNMI MAX-DOAS profile retrieval (II)

Data included – three-fold comparison Simulation (provided by BIRA) Real Data - focus on Bremen data (fixed aerosol) Real Data (aerosol retrieval included UVVISUVVISUVVIS BIRA IUP-B IUP-H JAMSTEC MPI NIWA WSU KNMI Leeds To identify each methods possibilities What are pros and cons? To identify each methods possibilities What are pros and cons? How consistent are the results in the real world? How do they compare to other instruments?

DOAS-Gruppe: Institut für Umweltphysik Universität Bremen Promotionsvortrag, 28. April 2006, Bremen Folkard Wittrock Institut für Umweltphysik Universität Bremen NORS/NDACC UV/Vis Meeting July 3 to 4, 2012, Brussels, Belgium IASB-BIRA has provided modeled NO 2 slant columns for UV and visible, using –different NO 2 scenarios (profiles) –Two aerosol loadings (AOD 0.14 and 0.54 for 477 nm) –Simulations for June 24, 2009 in Cabauw –10 Elevation Angles (1,2,4,5,6,8,10,15,30,89) –SCD error based on real DOAS fit errors plus Gaussian noise –Calculations with RTM LIDORT Simulation study

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DOAS-Gruppe: Institut für Umweltphysik Universität Bremen Promotionsvortrag, 28. April 2006, Bremen Folkard Wittrock Institut für Umweltphysik Universität Bremen NORS/NDACC UV/Vis Meeting July 3 to 4, 2012, Brussels, Belgium For all comparisons... We are focusing on two parameters: Tropospheric column important for satellite validation) VMR close to the surface easy to compare with in situ data MAX-DOAS as a link between satellite and in situ (air pollution) network.

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DOAS-Gruppe: Institut für Umweltphysik Universität Bremen Promotionsvortrag, 28. April 2006, Bremen Folkard Wittrock Institut für Umweltphysik Universität Bremen NORS/NDACC UV/Vis Meeting July 3 to 4, 2012, Brussels, Belgium Conclusions from simulation study Best settings for OE: Finer grid gives more details (shallow and very shallow layer) and for some algorithms better agreement (Bremen, NIWA, WSU) to reference data From Bremen experience the retrieval profits from using both wavelength regions in parallel