Remote Sensing        INOE

Summary 

Following CARESSE’s performances evaluation between 2013 and 2016, the project has received an extension of its activity, initially set up for 24 months. The overall objective at this stage was to strengthen the cooperation with the European Space Agency as well as with partners from other research institutions, academia and industry with interests in the field of remote sensing, to develop new competencies relevant to ESA Earth observation programs and, to expand the Centre’s expertise towards the space related programme.

In order to achieve this objective the following actions were accomplished:

The preparation and support of operational activities within the new state-of-the-art facility - MARS (Măgurele center for Atmosphere and Radiation Studies), by employing qualified staff to operate the new infrastructure and to develop automated and unattended tools for operating the ground-based remote sensing and near-surface instrumentation. Two experienced researchers in calibration of remote sensing and data analysis and a young researcher joined the CARESSE team to prepare the installation and operation of the new equipment to be acquired through the CEO-Terra project (POC-A.1 -A.1.1.1- F-2015-152 / 2016). As the new instruments will be installed, a series of algorithms for synergistic analysis of atmospheric essential variables will be implemented and / or developed.

Participation to international Cal/Val activities for Sentinel-5P and ADM-Aeolus. These activities involved the investigation of the atmospheric column by using two ground-based instruments: the multi-wavelength raman lidar (RALI) and Pandora spectrometer. The data collection has been processed, validated and sent to the EARLINET archive (lidar data) and ESA CAL / VAL database (columnar concentrations of NO2 and HCHO). The main goals are to quantify, with high accuracy, the optical thickness of the clouds and the extinction of vertical profiles in correlation with the EARLINET measurements, to provide a qualitative evaluation of NO2 and HCHO from Sentinel 5P, and to validate level 2A products of the backscatter profiles, extinction and lidar ratio for clouds and aerosols from ADM-Aeolus.

Performing preparatory activities in order to implement a fiducial reference system for the observation of aerosols, clouds and trace gases. A series of preparatory actions have been carried out: the development of software tools for lidar verification, calibration, and data format optimization, the development of standard procedures for the calibration and operation of lidar systems, the assessment of the use of a W band cloud radar for EarthCARE cal/val activities.

The increasing of collaboration with ESA by elaboration and submission of new proposals and participation at conferences, meetings and events organized or recommended by ESA. Two new project proposals were submitted to the European Spatial Agency. First proposal, DIVA (Demonstration of an Integrated Approach for the Validation and Exploitation of Atmospheric Missions) was accepted for funding, and the contract is ongoing. The second proposal, FRM4RADAR (94GHz Miniature Network for EarthCARE Reference Measurements), has been accepted for funding, the contract is in the phase of negotiation. CARESSE’s researchers also attended few scientific events organized with ESA’s involvement: CCI + info-day (Frascati, Italy), Today's European Space Program Conference: Applications and Synergies with a View on Eastern Europe (Bucharest, Romania), and SAMIRA project meeting (ESA / ESRIN contract).

Rezumat

Urmare a evaluării performanṭelor obṭinute în perioada 2013 - 2016, Centrul CARESSE a obṭinut o extensie a activităṭii stabilită iniṭial la o perioadă de 24 de luni. Obiectivul general al proiectului, în această etapă a constat în consolidarea colaborării cu Agenţia Spaţială Europeană precum şi cu instituțiile de cercetare, mediul academic și industrie cu interese în domeniul teledetecției atmosferice, dezvoltarea de noi competențe relevante pentru programele ESA de observare a Pământului și extinderea domeniului de expertiză al Centrului către spaṭiu.

Pentru ȋndeplinirea acestui obiectiv s-au avut ȋn vedere următoarele acţiuni:

Pregătirea şi susţinerea activităţilor operative din cadrul supersite-ului MARS prin angajarea de personal calificat care să opereze infrastructura nou create şi dezvoltarea unor unelte de operare automată şi nesupravegheată a instrumentelor de observare a variabilelor climatice esenţiale. Doi cercetători cu experienṭă în operarea, calibrarea instrumentelor de teledetecṭie şi analiză de date şi un asistent de cercetare s-au alăturat echipei CARESSE, urmând să pregătească instalarea şi operaţionalizarea noilor echipamente ce vor fi achiziţionate prin proiectul CEO-Terra (POC-A.1-A.1.1.1- F- 2015-152/2016). Pe măsură ce noile instrumente vor fi instalate şi vor furniza date de observaţii, o serie de algoritmi pentru analiza sinergistică a variabilelor atmosferice vor fi implementaţi şi/sau dezvoltaţi.

Participarea la activităţile de calibrare şi validare în sprijinul misiunilor satelitare Sentinel 5P şi ADM-Aeolus. Aceste activităṭi au avut în vedere investigarea coloanei atmosferice prin utilizarea a două echipamente de la suprafaṭă: sistemul lidar multicanal RALI şi spectrometrul Pandora. Datele colectate în cadrul măsurătorilor au fost procesate, validate şi trimise în arhiva EARLINET (datele lidar) şi baza de date ESA CAL/VAL (concentraṭiile în coloană ale NO2 și HCHO). Scopul final constă în cuantificarea cu acurateṭe a grosimii optice a norilor și profilul vertical al extincției verticale în corelație cu măsuratorile EARLINET şi evaluarea calității produselor de NO2 și HCHO furnizate de Sentinel 5P, validarea produselor de nivel 2A ale profilelor de retroîmprastiere, extincție și raport lidar pentru nori și aerosoli furnizate de ADM-Aeolus.

Desfăşurarea de activităţi pregătitoare ȋn vederea implementării unui sistem convenţional de referinţă (fiducial reference system) pentru observarea aerosolilor, norilor şi a gazelor minore la suprafaţă. Ȋn acest sens, au fost realizate o serie de acţiuni pregătitoare: dezvoltarea unor unelte software pentru verificarea calibrării instrumentelor lidar și optimizarea formatului de date, dezvoltarea unor proceduri standard pentru calibrarea şi operarea sistemelor de observare, studiu de evaluare a utilizării unui radar de nori ȋn bandă W pentru activităţile de cal/val ale misiunii EarthCARE.

Creşterea colaborărilor cu ESA prin elaborarea de noi proiecte şi participarea la conferinṭe, întâlniri şi evenimente organizate sau recomandate de ESA. În această etapă, două noi propuneri de proiect au fost înaintate la apelurile Agenṭiei Spaṭiale Europene. Prima propunere, DIVA (Demonstration of an Integrated approach for Validation and exploitation of Atmospheric missions) a fost acceptată spre finanṭare, contractul aflându-se ȋn desfăşurare. A doua propunere, FRM4RADAR (94GHz Miniature Network for EarthCARE Reference Measurements) a fost acceptată spre finanṭare, contractul aflându-se ȋn proces de negociere şi clarificare. De asemenea, cercetătorii CARESSE au participat la o serie de evenimente ştiinṭifice organizate cu implicarea ESA: CCI+ info-day (Frascati, Italia), conferinţa Today’s European Space Programmes: Applications and Synergies with a View on Eastern Europe (Bucureşti, România) şi ȋntâlnirea de lucru a proiectului SAMIRA (contract ESA/ESRIN).

Raport Stiintific Tehnic_5.pdf