Procedures for recovering mesospheric and stratospheric temperatures from OSIRIS scattered-sunlight measurements

Procedures for recovering mesospheric and stratospheric temperature profiles from scattered-sunlight limb radiance measurements made by the OSIRIS (optical spectrograph and infrared imager system) instrument on the Odin satellite are described. We assess various approaches to the problem and show that temperature recoveries based on an analysis of inferred volume-scattering rates are significantly more accurate than those based on direct analysis of the observed limb radiances. A forward model for the OSIRIS instrument is used to test temperature recovery algorithm performance in the presence of realistic instrument noise and to assess the expected accuracy of the OSIRIS temperature recoveries. It is shown that, for radiances measured in the near-infrared region, temperatures can be reliably recovered over the altitude range 40 km to 80 km with an accuracy of better than ±1 K.

PACS Nos.: 42.68Mj, 94.10Dy

Nous décrivons une procédure pour recouvrer les profils de température dans la mésosphère et la stratosphère en mesurant la diffusion de la lumière solaire par le limbe terrestre, telle que détectée par le détecteur OSIRIS (spectrographe optique et système d'imagerie infrarouge) à bord du satellite Odin. Nous évaluons les différentes approches au problème et montrons que les températures obtenues sur la base d'une analyse des taux de diffusion par des volumes efficaces (déduits) sont sensiblement meilleurs que ceux basés sur une analyse des radiances brutes observées dans le limbe. Nous utilisons un modèle précurseur du détecteur OSIRIS pour tester les performances de l'algorithme de recouvrement des températures en présence d'un bruit instrumental réaliste et pour évaluer la précision prévisible dans la détermination des profils de température à partir de mesures par OSIRIS. Nous montrons que des mesures de radiance dans l'infrarouge proche permettent de mesurer fidèlement la température avec une précision de ±1 K dans un domaine allant de 40 à 80 km d'altitude. [Traduit par la Rédaction]