home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ NASA Climatology Interdisciplinary Data Collection / NASA Climatology Interdisciplinary Data Collection - Disc 2.iso / readmes / readme.isccp_d2 < prev    next >
Text File  |  1998-03-04  |  44KB  |  1,000 lines

  1.                               [CIDC FTP Data]
  2.                          [ISCCP D2 IDC Data on FTP]
  3.  
  4. Data Access
  5.  
  6.      ISCCP D2 Cloud Data
  7.                                                                   Mean
  8.         Mean cloud    Mean cloud  Mean cloud top   mean cloud     cloud
  9.        fraction(%)   top pressure  temperature       optical      water
  10.                                                    thickness
  11.                                                                   path
  12.        Clear sky surface reflectance     Clear sky surface temperature
  13.  
  14.            IR low cloud       IR low cloud top       IR low cloud top
  15.            fraction(%)            pressure             temperature
  16.            IR mid cloud       IR mid cloud top       IR mid cloud top
  17.            fraction(%)            pressure             temperature
  18.           IR high cloud       IR high cloud top     IR high cloud top
  19.            fraction(%)            pressure             temperature
  20.  
  21.          Cumulus,liquid,     Stratocumulus,liquid,    Stratus,liquid,
  22.       low cloud fraction(%) low cloud fraction(%)  low cloud fraction(%)
  23.           Cumulus, ice,       Stratocumulus,ice ,       Stratus,ice,
  24.       low cloud fraction(%)  low cloud fraction(%)  low cloud fraction(%)
  25.  
  26.        Altocumulus,liquid,    Altostratus,liquid,   Nimbostratus,liquid,
  27.       mid cloud fraction(%) mid cloud fraction(%)  mid cloud fraction(%)
  28.          Altocumulus,ice,      Altostratus,ice,      Nimbostratus,ice,
  29.       mid cloud fraction(%) mid cloud fraction(%)  mid cloud fraction(%)
  30.  
  31.              Cirrus             Cirrostratus
  32.            high cloud             high cloud          Deep convective
  33.           fraction(%)            fraction(%)       high cloud fraction(%)
  34.  
  35.                                                TOVS            TOVS
  36.       Ice/snow    TOVS         TOVS        precipitable    precipitable
  37.        cover     surface   near-surface   water(1000- 685  water (685 -
  38.                 pressure  air temperature
  39.                                                mb)           310 mb)
  40.  
  41.                                    [rule]
  42.  
  43. Readme Contents
  44.  
  45.      Data Set Overview
  46.           Sponsor
  47.           Original Archive
  48.           Future Updates
  49.  
  50.      The Data
  51.           Characteristics
  52.           Source
  53.  
  54.      The Files
  55.           Format
  56.           Name and Directory Information
  57.           Companion Software
  58.  
  59.      The Science
  60.           Theoretical Basis of Data
  61.           Processing Sequence and Algorithms
  62.           Scientific Potential of Data
  63.           Validation of Data
  64.  
  65.      Contacts
  66.           Points of Contact
  67.  
  68.      References
  69.  
  70.                                    [rule]
  71.  
  72. Data Set Overview
  73.  
  74.      Cloud cover is an extremely important climate parameter. Though
  75.      only some clouds bring precipitation, all affect the heat exchange
  76.      between the Sun, Earth and cold space, and they are also quite
  77.      variable in time, from region to region, and in the effects they
  78.      produce. Clouds modulate the solar irradiance incident on the
  79.      Earth's surface (the insolation) and this affects the productivity
  80.      of plants both on land and in the water as well as the surface
  81.      temperature and heat budget. Numerous efforts to produce cloud
  82.      climatologies from both surface and satellite observations have
  83.      been made. At present the most important of these is the ongoing
  84.      International Satellite Cloud Climatology Project (ISCCP). A
  85.      combination of satellite-measured radiances, TOVS atmospheric
  86.      temperature/humidity and ice/snow data are used by ISCCP to
  87.      produce a global dataset on cloud and surface variables. An
  88.      overview of the Project and the data products is given in Rossow
  89.      and Schiffer (1991); the algorithm and its effectiveness are
  90.      described by Rossow and Garder (1993a&b) while Rossow et al.
  91.      (1993) compare the resulting products to other cloud
  92.      climatologies. The ISCCP D-series, which is described in this
  93.      readme and more extensively in Rossow et al. (1996), is a revised
  94.      version of the C-series dataset. The ISCCP D2-series products are
  95.      gridded data averaged over each month. These data set(presently
  96.      covering the period 1986-1987 & 1989-1992) are originally produced
  97.      on an equal area map grids which has a constant 2.5 degree
  98.      latitude increments and varaiable longitude increments ranging
  99.      from 2.5 degree at the equator to 120 degree at the pole. The
  100.      Goddard DAAC has regridded a subset (36 out of the original 130
  101.      parameters) of these dataset to 1x1 degree equal angle grid for
  102.      inclusion in the Interdisciplinary data collection.
  103.  
  104.      Sponsor
  105.      The production and distribution of this data set are funded by
  106.      NASA's Earth Science enterprise. The data are not copyrighted;
  107.      however, we request that when you publish data or results using
  108.      these data please acknowledge as follows:
  109.  
  110.           The authors wish to thank William B. Rossow, and the
  111.           Goddard Institute for Space Studies (GISS),New York, NY,
  112.           USA, for the production of this data set, and the
  113.           Distributed Active Archive Center (Code 902) at the
  114.           Goddard Space Flight Center, Greenbelt, MD, 20771, for
  115.           putting these data in their present format and
  116.           distributing them. These distribution activities were
  117.           sponsored by NASA's Earth Science enterprise.
  118.  
  119.      Original Archive
  120.      The original ISCCP D2 cloud data set was produceded by the Goddard
  121.      Institute for Space Studies at New York, NY. This data set in its
  122.      original format can be obtained from NASA Langley Research Center,
  123.      Distributed Active Archive Center . This is the long term archive
  124.      for the data and also the source for detailed information
  125.      concerning the ISCCP D series and other data products.
  126.  
  127.      Note: The format of the data in the GISS and LaRC archives is
  128.      different than that stored at the Goddard DAAC. The Goddard DAAC
  129.      regridded the original equal area grid to a 1 by 1degree (lat/lon)
  130.      equal angle grid. For more details see Processing Sequence and
  131.      Algorithms.
  132.  
  133.      Future Updates
  134.      Additional years of the ISCCP D-2 data are being processed.
  135.  
  136. The Data
  137.  
  138.      The monthly mean data is presented on 1x1 degree
  139.      latitude-longitude world grid that starts at (89.5N, 179.5W) and
  140.      runs eastward and southward to latitude 89.5 S.
  141.  
  142.      The original ISCCP D1 (daily) and D2 (monthly mean) products were
  143.      calculated on an approximately equal area world grid (280x280
  144.      km^2) which is equivalent to a 2.5x2.5 degree latitude-longitude
  145.      grid at the equator. The latitude band widths were fixed to 2.5
  146.      degree and grid size along the longitude was varied to provide an
  147.      integer number of cells in a latitude zone and grid cell area as
  148.      close to an equatorial grid cell as possible. Map grids started
  149.      from south pole to north pole. In each latitude zone, all
  150.      longitudes were indexed in order from the Greenwich meridian
  151.      eastward(0 - 360 degree) before going to the next latitude zone.
  152.      Here we have interpolated a subset (36 out of the original 130
  153.      parameters) of the equal area monthly mean products to a 1x1
  154.      degree grid for easy comparison to the other Interdisciplinary
  155.      Data Collection products.
  156.  
  157.      Characteristics
  158.  
  159.         * Parameters:
  160.  
  161.            Parameter         Description          Range      Units
  162.  
  163.            cldfrc    mean cloud fraction         0.5 -   percent
  164.                                                  100
  165.  
  166.            cldprs    mean cloud top pressure     35 -    millibars
  167.                                                  985
  168.  
  169.            cldtmp    mean cloud top temperature  180 -   Kelvin
  170.                                                  320
  171.  
  172.            cldtau    mean cloud optical          0.09 -  dimensionless
  173.                      thickness                   50
  174.  
  175.            cldwpt    mean cloud water path       0 -     g/m^2
  176.                                                  400
  177.  
  178.            srfref    mean clear sky surface      0.0 -   fraction
  179.                      reflectance                 1.1
  180.  
  181.            srftmp    mean clear sky surface      199 -   Kelvin
  182.                      temperature                 325
  183.  
  184.            irlfrc    infrared cloud fraction,    0 - 93  percent
  185.                      for low-level clouds
  186.  
  187.                      infrared cloud top
  188.            irlprs    pressure, for low-level     550 -   millibars
  189.                      clouds                      1000
  190.  
  191.                      infrared cloud top
  192.            irltmp    temperature, for low-level  225 -   Kelvin
  193.                      clouds                      315
  194.  
  195.            irmfrc    infrared cloud fraction,    0 - 82  percent
  196.                      for mid-level clouds
  197.  
  198.                      infrared cloud top
  199.            irmprs    pressure, for mid-level     435 -   millibars
  200.                      clouds                      680
  201.  
  202.                      infrared cloud top
  203.            irmtmp    temperature, for mid-level  211 -   Kelvin
  204.                      clouds                      287
  205.  
  206.            irhfrc    infrared cloud fraction,    0 - 84  percent
  207.                      for high-level clouds
  208.  
  209.                      mean infrared cloud top
  210.            irhprs    pressure, for high-level    20 -    millibars
  211.                      clouds                      495
  212.  
  213.                      infrared cloud top
  214.            irhtmp    temperature, for            180 -   Kelvin
  215.                      high-level clouds           264
  216.  
  217.            clfrc     cumulus (liquid) low-level  0 - 80  percent
  218.                      cloud fraction
  219.  
  220.                      stratocumulus
  221.            sclfrc    (liquid)low-level cloud     0 - 88  percent
  222.                      fraction
  223.  
  224.            slfrc     stratus (liquid)low-level   0 - 50  percent
  225.                      cloud fraction
  226.  
  227.            cifrc     cumulus (ice)low-level      0 - 72  percent
  228.                      cloud fraction
  229.  
  230.                      stratocumulus
  231.            scifrc    (ice)low-level cloud        0 - 91  percent
  232.                      fraction
  233.  
  234.            sifrc     stratus (ice) cloud         0 - 50  percent
  235.                      low-level fraction
  236.  
  237.                      altocumulus
  238.            aclfrc    (liquid)mid-level cloud     0 - 38  percent
  239.                      fraction
  240.  
  241.                      altostratus
  242.            aslfrc    (liquid)mid-level cloud     0 - 62  percent
  243.                      fraction
  244.  
  245.                      nimbostratus
  246.            nslfrc    (liquid)mid-level cloud     0 - 75  percent
  247.                      fraction
  248.  
  249.            acifrc    altocumulus (ice)mid-level  0 - 95  percent
  250.                      cloud fraction
  251.  
  252.            asifrc    altostratus (ice)mid-level  0 -     percent
  253.                      cloud fraction              100
  254.  
  255.                      mean nimbostratus
  256.            nsifrc    (ice)mid-level cloud        0 - 50  percent
  257.                      fraction
  258.  
  259.            crfrc     mean cirrus high-level      0 -     percent
  260.                      cloud fraction              100
  261.  
  262.            crsfrc    mean cirrostratus           0 - 77  percent
  263.                      high-level cloud fraction
  264.  
  265.            dcfrc     mean deep convective        0 - 62  percent
  266.                      high-level cloud fraction
  267.  
  268.            iscvr     mean ice/snow cover         0 -     percent
  269.                                                  100
  270.  
  271.            tvprs     TOVS mean surface pressure  475 -   millibars
  272.                                                  1000
  273.  
  274.            tvtmp     TOVS mean near-surface air  216 -   kelvin
  275.                      temperature                 322
  276.  
  277.            tvprw1    TOVS mean precipitable      0 - 5   cm
  278.                      water for 1000 - 680 mb
  279.  
  280.            tvprw6    TOVS mean precipitable      0.03 -  cm
  281.                      water for 680 - 310 mb      2.0
  282.  
  283.         * Temporal Coverage: 1/86-1/87;1/89-12/93 are available in
  284.           1988)
  285.         * Temporal Resolution: Gridded monthly means
  286.         * Spatial Coverage: Global
  287.         * Spatial Resolution: 1 degree x 1 degree equal angle grid
  288.           (re-gridded from equal area grid)
  289.  
  290.      Source
  291.      ISCCP was established in 1982 as part of the World Climate
  292.      Research Programme (WCRP) to collect and analyze satellite
  293.      radiance measurements to infer the global distribution of clouds,
  294.      their properties, and their diurnal, seasonal, and interannual
  295.      variations. Data collection began on 1 July 1983 and is currently
  296.      planned to continue through 30 June 2000.
  297.  
  298.      The first phase of the project produced the gridded, 3-hourly
  299.      (stage C1) and monthly (stage C2) datasets (Rossow, and Schiffer
  300.      1991, Rossow et al. 1989). A subset of the monthly mean C2 data,
  301.      consisting of six parameters and covering the period of July 1983
  302.      to June 1991, is available as part of the Interdescipline Dataset
  303.      Collection. In the second phase of the project new versions of
  304.      products (D-series) have been produced, with the addition of a 30
  305.      km research product. The processing of the D-series data is
  306.      on-going.
  307.  
  308.      There are four principle product levels:
  309.  
  310.         * Reduced Resolution Radiance Data(B3)
  311.           These data are a reduced resolution version (in both time and
  312.           space) of the original visible and infrared images from all
  313.           of the operational weather satellites. The data consist of
  314.           radiances (4-7 km pixels) spaced at 30 km interval, every 3
  315.           hours, from the individual satellites. The calibration and
  316.           navigation data are also appended (Rossow et al., 1987). When
  317.           the D algorithms were introduced, a new (BT) calibration
  318.           table product was also added.
  319.  
  320.         * Pixel Level Cloud Product(DX)
  321.           These products consist of calibrated radiances and viewing
  322.           geometry, cloud detection results, cloud and surface
  323.           properties from radiative analysis for individual satellite
  324.           at a 30 km resolution.
  325.  
  326.         * Gridded Cloud Product(D1)
  327.           These are spatial averages of the 3-hourly DX quantities and
  328.           statistical summaries on a global equal area grid (
  329.           approximate 280 km by 280 km cell size). These products are
  330.           obtained by merging the results from all satellites. The
  331.           atmosphere and surface properties from TOVS are appended as
  332.           well.
  333.  
  334.         * Climatological Summary Product(D2)
  335.           The D2 products are monthly averages of D1 quantities and
  336.           statistics including the data sets corresponding to eight
  337.           3-hourly monthly means( periods centered on, 0, 3, 6, 9, 12,
  338.           15, 18, and 21 hours UTC) for each product at equal area
  339.           grid. There are a total of 130 parameters for each map grid
  340.           cells in the original D2 data set. We have chosen 6 of these
  341.           and only the monthly means (average of the eight 3-hour
  342.           monthly mean sets) to include in the Interdisciplinary Data
  343.           Collection.
  344.  
  345.      The resulting datasets and analysis products are being used to
  346.      improve understanding and modeling of the role of clouds in
  347.      climate, with the primary focus being the elucidation of the
  348.      effects of clouds on the radiation balance. These data can also
  349.      used to support many other cloud studies, including understanding
  350.      of the hydrological cycle.
  351.  
  352.      Data are collected from the suite of weather satellites operated
  353.      by several nations and processed by several groups in government
  354.      agencies, laboratories, and universities. For each operational
  355.      satellite, a Satellite Processing Center (SPC) collects the raw
  356.      satellite data and sends it to the Global Processing Center (GPC).
  357.      The Correlative Data Center coordinates the delivery of other
  358.      satellite and conventional weather data to the GPC. The Satellite
  359.      Calibration Center (SCC) normalizes the calibration of the
  360.      geostationary satellites with respect to a polar orbiter satellite
  361.      standard. All ISCCP data products are archived at the NASA Langley
  362.      Research Center, Distributed Active Archive Center.
  363.  
  364.      The satellites involved in the D-version products are listed in
  365.      the table below:
  366.  
  367.                        Temporal and Regional Coverage
  368.  
  369.          Satellite        Sensor       start     end     Longitudes
  370.  
  371.        NOAA-7         AVHRR           07/83    01/85    global
  372.  
  373.        NOAA-8         AVHRR           10/83    06/84    global
  374.  
  375.        NOAA-9         AVHRR           02/85    10/88    global
  376.  
  377.        NOAA-10        AVHRR           12/86    08/91    global
  378.  
  379.        NOAA-11        AVHRR           11/88    09/94    global
  380.  
  381.        NOAA-12        AVHRR           09/91    -----    global
  382.  
  383.        NOAA-14        AVHRR           02/95    -----    global
  384.  
  385.        GOES-5         VISSR           07/83    07/84    112W-50W
  386.  
  387.        GOES-6         VISSR           07/83    01/89    135W-98W
  388.  
  389.                                       04/87    04/92    135W-98W
  390.        GOES-7         VISSR
  391.                                       05-92    -----    112W-50W
  392.  
  393.        GOES-8         I-M Imager      03/95    ----     112W-50W
  394.  
  395.        GOES-9         I-M Imager      -----    ----     135W-98W
  396.  
  397.        METEOSAT-2     MIR             07/83    07/88    60W-60E
  398.  
  399.                                       08/88    06/89    60W-60E
  400.  
  401.        METEOSAT-3     MIR             02/90    04/90    60W-60E
  402.  
  403.                                       05/92    04/95    112W-50W
  404.  
  405.                                       07/89    01/90    60W-60E
  406.        METEOSAT-4     MIR
  407.                                       05/90    01/94    60W-60E
  408.  
  409.        METEOSAT-5     MIR             06/95    -----    60W-60E
  410.  
  411.        GMS-1          VISSR           02/84    05/84    140E
  412.  
  413.                                       07/83    01/84    140E
  414.        GMS-2          VISSR
  415.                                       07/84    09/84    140E
  416.  
  417.        GMS-3          VISSR           10/84    11/89    160W-80E
  418.  
  419.        GMS-4          VISSR           12/89    08/91    160W-80E
  420.  
  421.        GMS-5          VISSR           09/91    ----     160W-80E
  422.  
  423.        INSAT-1        VHRR            04/88    03/89    74.5E
  424.  
  425.      Notes: NOAA-7, 9, 11 & 14 were/are afternoon polar orbiting
  426.      satellites, while NOAA 8, 10 12 were/are morning polar orbiting
  427.      satellites. NOAA-14 was launched as a afternoon satellite, because
  428.      NOAA-13 launched failed. METEOSAT-3 was re-positioned, in May
  429.      1992, to a GOES-East position.
  430.  
  431. The Files
  432.  
  433.      Compressed:
  434.  
  435.      The data files have been compressed using Lempel-Ziv coding. Files
  436.      with a .gz ending are compressed versions of the .bin file. When
  437.      decompressing the files use the -N option so that the original
  438.      .bin file name ending is restored. For additional information on
  439.      decompression see aareadme file in the directory:
  440.  
  441.           software/decompression/
  442.  
  443.      Uncompressed:
  444.  
  445.      The ISCCP subset presented here consists of 3132 datafiles (=87
  446.      monthly mean data filess per parameter x 36 parameters). Though
  447.      size of single data file is only .259 MB but if whole 4 years
  448.      worth of data is downloaded it would require ~476 MB of disk
  449.      storage.
  450.  
  451.      Format
  452.  
  453.         * File Size: 259200 bytes, 64800 data values
  454.         * Data Format: IEEE floating point notation
  455.         * Headers, trailers, and delimiters: none
  456.         * Fill value: -999.99
  457.         * Continent mask: none (data valid over land and water)
  458.         * Orientation: North to South
  459.                Start position: (179.5W, 89.5N)
  460.                End position: (179.5E, 89.5S)
  461.  
  462.      Name and Directory Information
  463.  
  464.      Naming Convention:
  465.  
  466.      The file naming convention for the monthly files is
  467.  
  468.           isccp_d2.pppppp.1nmegg.[yymm].ddd
  469.  
  470.      where
  471.           isccp_d2 = data product designator
  472.           pppppp = parameter (cldfrc,cldtmp,cldprs,cldtau,...)
  473.           1 = number of levels(=1)
  474.           n = pressure levels for vertical coordinate, (n=not
  475.           applicable)
  476.           m = temporal period, (m = monthly)
  477.           e = horizontal grid resolution, (e = 1 x 1 degree)
  478.           gg = spatial coverage, gg = global (land and ocean)
  479.           yy = year
  480.           mm = month
  481.           ddd = file type designation, (gz=compressed, bin=binary,
  482.           ctl=GrADS control file)
  483.  
  484.      NOTE: When decompressing the data files be sure to use the -N
  485.      option. This will restore the original .bin filename. For
  486.      additional information on decompression see the format section of
  487.      this readme and the aareadme file in the directory:
  488.  
  489.           software/decompression/
  490.  
  491.      Directory Path:
  492.  
  493.      /data/inter_disc/radiation_clouds/isccp_d2/pppppp/yyyy/
  494.  
  495.           where pppppp is the parameter and yyyy is year.
  496.  
  497.      Companion Software
  498.      Several software packages have been made available on the CIDC
  499.      CD-ROM set. The Grid Analysis and Display System (GrADS) is an
  500.      interactive desktop tool that is currently in use worldwide for
  501.      the analysis and display of earth science data. GrADS meta-data
  502.      files (.ctl) have been supplied for each of the data sets. A GrADS
  503.      gui interface has been created for use with the CIDC data. See the
  504.      GrADS document for information on how to use the gui interface.
  505.  
  506.      Decompression software for PC and Macintosh platforms have been
  507.      supplied for datasets which are compressed on the CIDC CD-ROM set.
  508.      For additional information on the decompression software see the
  509.      aareadme file in the directory:
  510.  
  511.           software/decompression/
  512.  
  513.      Sample programs in FORTRAN, C and IDL languages have also been
  514.      made available to read these data. You may also acquire this
  515.      software by accessing the software/read_cidc_sftwr directory on
  516.      each of the CIDC CD-ROMs
  517.  
  518. The Science
  519.  
  520.      Theoretical Basis of Data
  521.      The ISCCP cloud analysis has two main components, cloud detection
  522.      and radiative analysis, respectively. The cloud detection
  523.      component has four major steps, the first two were part of the
  524.      C-series cloud product (Rossow and Garder 1993a), and the last two
  525.      are new to the D-series. The first three steps, of the cloud
  526.      detection component, produce the refined clear-sky radiances,
  527.      while the fourth step is a final threshold test using the refined
  528.      clear-sky radiances. A brief synopsis of the four steps are as
  529.      follows:
  530.  
  531.        1. The first estimate of the clear sky radiance values is
  532.           derived by performing a series of test (Rossow et al. 1989)
  533.           using space-time variations of the IR and VIS radiances. The
  534.           VIS radiance are normalized and are expressed as fractional
  535.           values of the sensor measurement when looking directly at the
  536.           Sun. These unitless radiances go to zero as the solar zenith
  537.           angle approaches 90 degrees; reflectance, on the other hand
  538.           normally increase.
  539.  
  540.        2. The first threshold test is performed by determining which
  541.           radiance measurements deviate from the first clear sky values
  542.           by an amount greater than the uncertainty in the estimated
  543.           clear radiances.
  544.  
  545.        3. Additional test are performed to remove some infrequent
  546.           errors in the clear sky radiances that occur under certain
  547.           circumstances. These test are performed based on the results
  548.           of the first two test. Estimates of the daytime clear solar
  549.           reflectance for the polar orbiting satellites NIR channel,
  550.           are also acquired.
  551.  
  552.        4. The final step involves repeating a threshold test using the
  553.           final refined clear sky radiances, produced from the first
  554.           three step, with three changes:
  555.  
  556.              o the IR thresholds for land surfaces are reduced by 2.0
  557.                K,
  558.              o the VIS threshold test is changed to a test of
  559.                reflectance values instead of radiance values, and
  560.              o NIR threshold test is performed for polar orbiting data
  561.                over ice and snow-covered surfaces only
  562.  
  563.      The first threshold test is done only on the IR and VIS, comparing
  564.      them to the clear sky radiance derived in the first step. Any
  565.      observed radiance which varies from the corresponding clear sky
  566.      radiance by more than the threshold values is regarded as cloudy
  567.      All remaining values are called clear. The threshold values vary
  568.      (see table below) depending on surface type.
  569.  
  570.              First Cloud Threshold Values (Rossow et al., 1996)
  571.  
  572.                                                   SURFACE TYPES
  573.                     RADIANCE
  574.                                             1      2     3      4
  575.  
  576.        IR (K)                               2.5    4.0   6.0    8.0
  577.  
  578.        VIS (fraction of Sun looking
  579.        measurement)                         0.03   0.03  0.06   0.06
  580.  
  581.       IR SURFACE TYPES:
  582.       Type 1 = "low variability" water - all open water except Type
  583.       2,
  584.       Type 2 = "high variability" water - water within 75 km of a
  585.       coastline, water within 50 km of sea ice, or sea ice-covered
  586.       water,
  587.       Type 3 = "low variability" land - all open land including land
  588.       within 50 km of a coastline or snow-covered land except Type
  589.       4,
  590.       Type 4 = "high variability" land - high topography pixels
  591.       (height > 1750 m), all pixels within 300 km regions that are
  592.       rough topography (standard deviation of heights > 1000 m) or
  593.       that are high topography (mean height > 2500 m), or permanently
  594.       ice-covered locations (Iceland, Greenland and Anarctica).
  595.       VIS SURFACE TYPES:
  596.       The VIS types are basically divided into two groups. The first
  597.       group consists of all open water including near-coast and sea
  598.       ice-covered water. This group uses the threshold value 0.03.
  599.       The second group consist of all land type include snow and ice
  600.       covered land. This group uses the threshold value 0.06.
  601.  
  602.      In the fourth step the threshold test is repeated on the final
  603.      clear sky radiance using the threshold values, for IR, VIS, NIR
  604.      and TNIR (NIR brightness temperature) listed below.
  605.  
  606.               Final Cloud Detection Threshold Interval Values
  607.                            (Rossow et al., 1996)
  608.  
  609.                                             SURFACE TYPES
  610.              WAVELENGTH
  611.                                 1         2        3         4
  612.  
  613.        IR (K)                   2.5       3.5      4.0       6.0
  614.  
  615.        VIS Reflectance          0.030     0.030    0.060     0.090
  616.  
  617.        VIS Radiance Limit       0.025     0.025    0.040     0.040
  618.  
  619.        TNIR (K)                 8.0       8.0      8.0       8.0
  620.  
  621.        NIR Reflectance          0.045     0.045    0.055     0.055
  622.  
  623.      Surface types for the IR test:
  624.      Type 1 = open water,
  625.      Type 2 = near-coastal water, sea ice margin and sea ice,
  626.      Type 3 = open land, and
  627.      Type 4 = near-coastal land, high topography, snow margin, and snow
  628.      and ice-covered land.
  629.      Surface types for the VIS & NIR test:
  630.      The same four surface types are used for the VIS and NIR tests,
  631.      except the sea ice margin and sea ice are changed to Type 3.
  632.  
  633.      In the radiation analysis component of the ISCCP cloud analysis,
  634.      surface properties are retrieved from the final clear sky
  635.      radiance, and used with the atmospheric data to do further
  636.      analyses of individual pixel radiances. From this analysis surface
  637.      properties and cloud properties are deduced for each individual
  638.      pixel, based on whether the threshold tests indicate clear or
  639.      cloudy conditions.
  640.  
  641.      Information on cloud types are derived based on ranges of values
  642.      (see table below) from the Cloud Top Pressure (cldprs) and Cloud
  643.      Optical Thickness (cldtau).
  644.  
  645.                                  Cloud Types
  646.                            (Rossow et al., 1996)
  647.  
  648.                NAME         CLDPRS RANGE    CLDTAU         TYPE
  649.                                (mb)         RANGE
  650.  
  651.                                     LOW
  652.  
  653.              Cumulus           > 680       <= 3.55      liquid, ice
  654.  
  655.           Stratocumulus        > 680        3.55 -      liquid, ice
  656.                                             22.63
  657.  
  658.              Stratus           > 680       > 22.63      liquid, ice
  659.  
  660.                                    MIDDLE
  661.  
  662.            Altocumulus       440 - 680     <= 3.55      liquid, ice
  663.  
  664.            Altostratus       440 - 680      3.55 -      liquid, ice
  665.                                             22.63
  666.  
  667.            Nimbostratus      440 - 680     > 22.64      liquid, ice
  668.  
  669.                                     HIGH
  670.  
  671.               Cirrus          <= 440       <= 3.55         ice
  672.  
  673.            Cirrostratus       <= 440        3.55 -         ice
  674.                                             22.63
  675.  
  676.          Deep Convection      <= 440       > 22.63         ice
  677.  
  678.      The ISCCP products include the infrared estimates for both day and
  679.      night observations but the combined VIS/IR/NIR products, cloud
  680.      optical thickness estimate and surface reflectance are available
  681.      only during the day. The combined VIS/IR/NIR products are more
  682.      accurate. Therefore a correction is made to the infrared only
  683.      nighttime cloud products when the mean diurnal total cloud
  684.      fraction is calculated. The correction is determined from a
  685.      comparison of daytime VIS/IR/NIR and IR only cloud fractions.
  686.  
  687.      Processing Sequence and Algorithms
  688.      The ISCCP project collects visible (~0.6 micrometers), near
  689.      infrared (~3.7 micrometers) and thermal infrared (~11 micrometers)
  690.      data from several geostationary weather satellites and from the
  691.      National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) operational
  692.      meteorological satellites which are in Sun-synchronous near polar
  693.      orbits. A subset of the monthly mean (D2) products was
  694.      incorporated into the Interdiscipline Data Collection. A hierarchy
  695.      of satellite data, which indicated a preference for data from one
  696.      satellite over another, was used if data were available from more
  697.      than one satellite for one location during a single time step.
  698.      Geostationary satellite data were given higher preference over the
  699.      NOAA polar orbiting data, for latitudes of 55 degrees and below.
  700.      Data with the smallest satellite zenith angle are preferred in
  701.      cases where geostationary data overlaps. NOAA polar orbiting data
  702.      are used above 55 degrees latitude, due to the high satellite
  703.      zenith angle of geostationary data above that latitude. The
  704.      geostationary satellites involved are the GOES 5-9, METEOSAT 2-5
  705.      and the GMS 1-5, and INSAT-1. Due to numerous problems 3-hourly
  706.      coverage from 55 N to 55 S is not always available in some
  707.      regions. This is particularly true around India. The NOAA 7-14
  708.      satellites, which observe all regions on the Earth at least twice
  709.      a day, were used to fill data gaps in these regions.
  710.  
  711.      Atmospheric effects on the satellite radiances were taken into
  712.      account, in the ISCCP D series processing, by using atmospheric
  713.      temperature and humidity profile data and ozone column abundance
  714.      data in the radiative model. The TIROS Operational Vertical
  715.      Sounder (TOVS) atmospheric datasets and the NOAA GFDL
  716.      temperature/humidity and NIMBUS 4 BUV ozone climatology datasets
  717.      were used for this purpose. In our interdisciplinary data
  718.      collection, we have included four parameters of the TOVS datasets
  719.      that are used in the ISCCP algorithm and are part of the ISCCP-D
  720.      dataset.
  721.  
  722.      A merged ice/snow cover dataset was develop by ISCCP to help
  723.      differentiate between clear and cloudy scenes in high latitude and
  724.      higher elevation regions. The input datasets used in this merged
  725.      ice/snow cover product are the U.S. Navy weekly sea ice analyses
  726.      (from paper maps) through 1991, sea ice derived from daily
  727.      analysis of the SSM/I microwave measurements after 1991, and
  728.      NOAA's Synoptic Analysis Branch northern hemisphere weekly snow
  729.      and ice cover charts. Three other datasets along with the ice/snow
  730.      cover were used to specify different surface types as a function
  731.      of latitude/longitude:
  732.  
  733.        1. Masaki (1972) land/water/coast classification
  734.        2. U.S. Navy topographic height dataset from NCAR
  735.        3. Matthews (1983) land vegetation types
  736.  
  737.      The current version of the ISCCP C2-series was released 1991.
  738.      Since then the C-series data has gone through an extensive review
  739.      and a number of improvements have been recommended. The D-series
  740.      data was developed as a result of this process. A synopses of the
  741.      changes between the C-series and D-series datasets is listed
  742.      below.
  743.  
  744.              Highlights of differences between the C-series and
  745.                              D-series cloud data
  746.                            (Rossow et al., 1996)
  747.  
  748.                                  Revised VIS and IR calibrations to
  749.                                  eliminate spurious changes between
  750.                                  different reference polar orbits.
  751.                                  (Brest et al. 1996)
  752.  
  753.          Radiance Calibrations
  754.                                  Revised normalizations of
  755.                                  geostationary satellite
  756.                                  calibrations to eliminate
  757.                                  occasional short-term deviations.
  758.                                  (Brest et al. 1996)
  759.  
  760.                                  Improved cirrus detection over
  761.                                  land by lowering IR threshold from
  762.                                  6 K to 4 K
  763.  
  764.                                  Improved polar cloud detection
  765.                                  over ice and snow surfaces by
  766.             Cloud Detection      lowering VIS threshold from 0.12
  767.                                  to 0.06 and by using threshold
  768.                                  test on 3.7 micrometer radiances
  769.  
  770.                                  Improved detection of low clouds
  771.                                  at high latitudes by changing to
  772.                                  VIS reflectance threshold test
  773.  
  774.                                  Improved treatment of cold (top
  775.                                  temperature < 260 K) clouds by
  776.                                  using ice polycrystal scattering
  777.                                  phase function to retrieve optical
  778.                                  thickness and top temperature
  779.  
  780.                                  Improved retrieval of cloud
  781.                                  optical thickness over ice and
  782.                                  snow surfaces using 3.7 micrometer
  783.             Radiation Model      radiances
  784.  
  785.                                  Improved retrieval of cloud top
  786.                                  temperatures by including effects
  787.                                  of IR scattering
  788.  
  789.                                  Improved retrieval of surface and
  790.                                  cloud top temperatures by adopting
  791.                                  new treatment of water vapor
  792.                                  continuum absorption in IR
  793.  
  794.                                  Better resolved variations of
  795.                                  optically thicker clouds by adding
  796.                                  6th optical thickness category
  797.  
  798.                                  Added correct cloud water path
  799.                                  parameter
  800.  
  801.                                  Reported actual average values of
  802.                                  cloud top temperature, pressure,
  803.                                  optical thickness and water path
  804.                                  for each of nine cloud types
  805.                                  defined by cloud top pressure and
  806.             Gridded Product      optical thickness in the 3-hourly
  807.                Contents          dataset
  808.  
  809.                                  Reported separate cloud properties
  810.                                  for liquid and ice forms of low
  811.                                  and middle-level clouds
  812.  
  813.                                  Provided conversion of cloud top
  814.                                  pressures to cloud top heights
  815.                                  above mean sea level based on
  816.                                  atmospheric temperature profile
  817.  
  818.                                  added cloud amount frequency
  819.                                  distribution to monthly dataset
  820.  
  821.                                  Archived pixel-level cloud
  822.           Increase Resolution    products with resolution of 30 km
  823.                                  and 3 hr
  824.  
  825.      The ISCCP D2 data sets described in this readme have been
  826.      reformatted for a subset of parameters, so that they are
  827.      consistent with other CIDC data sets.
  828.  
  829.      Rergridding from an equal area world grid to 1 x 1 degree equal
  830.      angle grid
  831.  
  832.      For consistency with the other data sets in the Goddard DAAC's
  833.      Interdisciplinary Data Collection, the original data in HDF format
  834.      was extracted from the long term data archive at Langley Research
  835.      Center (LaRC) DAAC and converted from 8-bit quantities (scaled
  836.      integer values) into 32-bit floating point quantities (unscaled
  837.      values) and regridded to 1 x 1 degree equal angle grid from their
  838.      original approximate 280 km x 280 km equal area grid maps.
  839.  
  840.      In the regridding process the original data at equal area grid
  841.      with constant 2.5 degree latitudinal increments and variable
  842.      longitudinal increments, ranging from 2.5 degree at the equator to
  843.      120 degree at the pole were replicated as many time as needed to
  844.      produce a 1 by 1 degree latitude-longitude equal angle product. A
  845.      weighted average was used in cases where two equal area grid cells
  846.      overlapped a single one degree grid cell. This weighting was based
  847.      on the percent area each original equal area grid cells covered in
  848.      the 1 degree area. Changes in grid area due to changing latitude
  849.      were taken into consideration in this procedure. This regridding
  850.      method is different from the one used by ISCCP to convert their
  851.      data from approximate 280km xx 280 km equal area to 2.5 by 2.5
  852.      degree equal angle. Their method did not use a weighted average in
  853.      cases where grid cells overlapped, but instead chose one of the
  854.      grid cell values over another. As a result the values from the
  855.      statistical files in the original dataset can not be related to
  856.      all of the grid values in this regridded dataset.
  857.  
  858.      Also, the south to north orientation was reversed, and for each
  859.      latitude zone, data along the longitude was made to start from 180
  860.      west going towards east,again for conformity to the existing
  861.      criteria, and gif images, created from the resultant files, were
  862.      visually inspected to assure that the data was free of artifacts
  863.      introduced by these procedures.
  864.  
  865.      Scientific Potential of Data
  866.      The monthly mean summary of the data set given here can be used
  867.      for many types of climate studies including:
  868.  
  869.         * Study of global, seasonal, and interannual cloud variability
  870.           (Rossow et al., 1993)
  871.         * Correlation with other climate parameters (Kyle et al., 1995)
  872.         * Investigation of global energy transport (Sohn and Smith,
  873.           1992).
  874.  
  875.      Validation of Data
  876.      The ISCCP D-series product was produced in part as a result of
  877.      intensive research done on the C-series data, in which over 200
  878.      research articles have been written. Similar research is
  879.      continuing with the D-series product and includes comparison of
  880.      observations from an on-going series of field experiments.
  881.  
  882.      Rossow et al. (1996) discuss the differences between the ISCCP C
  883.      series and D series algorithms, as well as on-going validation
  884.      efforts being made on the D-series product. The ISCCP project has
  885.      documented known and fixed data errors in their dataset.
  886.  
  887. Contacts
  888.  
  889.      Points of Contact
  890.      For information about or assistance in using any DAAC data,
  891.      contact
  892.  
  893.           EOS Goddard Distributed Active Archive Center (DAAC)
  894.           Code 902
  895.           NASA Goddard Space Flight Center
  896.           Greenbelt, Maryland 20771
  897.           e-mail: daacuso@daac.gsfc.nasa.gov
  898.           301-614-5224 (voice)
  899.           301-614-5268 (fax)
  900.  
  901.      For questions about ISCCP science, contact
  902.  
  903.           Dr. William B. Rossow
  904.           NASA Goddard Institute for Space Studies
  905.           2880 Broadway
  906.           New York, NY 10025 USA
  907.           e-mail: clwbr@giss.nasa.gov
  908.           (212) 678-5567
  909.  
  910.      The long term archives for the ISCCP data products are at:
  911.      (Not including the Stage DX 30 km resolution data)
  912.  
  913.           ISCCP Central Archives
  914.           National Climatic Data Center
  915.           Federal Building 151 Patton Ave.
  916.           Asheville, NC 28801-5001
  917.           email: satorder@ncdc.noaa.gov
  918.           (704) 271-4800 (option #5) (voice)
  919.           (704) 271-4876
  920.  
  921.      (Including the Stage DX 30 km resolution data)
  922.  
  923.           Langley DAAC
  924.           Mail Stop 157B
  925.           NASA Langley Research Center
  926.           Hampton, VA 23681-0001
  927.           e-mail: userserv@eosdis.larc.nasa.gov
  928.           telnet eosdis.larc.nasa.gov
  929.           (804) 864-8656 (voice)
  930.           (804) 864-9807 (fax)
  931.  
  932. References
  933.  
  934.      Brest, C.L., and W.B. Rossow, 1992. Radiometric calibration and
  935.      monitoring of NOAA AVHRR data for ISCCP. Int. J. Remote Sens.,
  936.      13:235-273.
  937.  
  938.      Brest, C.L., W.B. Rossow, and M.D. Roiter, 1996. Update on ISCCP
  939.      calibration for visible and infrared radiances. J. Atmos. Ocean.
  940.      Tech., (submitted).
  941.  
  942.      Kyle, H. L., M. Weiss, and P. Ardanuy, 1995. Cloud, surface
  943.      temperature, and outgoing longwave radiation for the period from
  944.      1979 to 1990, J. Climate, 8:2644-2658.
  945.  
  946.      Masaki, G.T., 1972 (rev., 1976). The Wolf Plotting and Contouring
  947.      Package. GSFC Computer Program Lib. #A00227, Computer Sciences
  948.      Corporation, Goddard Space Flight Center, Greenbelt, MD, 187 pp.
  949.  
  950.      Matthews, E., 1983. Global vegetation and land use: New
  951.      high-resolution data bases for climate studies. J. Clim. Appl.
  952.      Meteor., 26:170-202.
  953.  
  954.      Rossow, W. B., and R. A. Schiffer, 1991. ISCCP cloud data
  955.      products, Bull. Amer. Meteor. Soc., 72:2-20.
  956.  
  957.      Rossow, W. B., and L. C. Garder, 1993a. Cloud detection using
  958.      satellite measurements of infrared and visible radiances for
  959.      ISCCP, J. Climate, 6: 2341-2369.
  960.  
  961.      Rossow, W. B., and L. C. Garder, 1993b. Validation of ISCCP cloud
  962.      detection, J. Climate, 6: 2370-2393.
  963.  
  964.      Rossow, W. B., and Y.-C Zhang, 1995. Calculation of surface and
  965.      top of atmosphere radiative fluxes from physical quantities based
  966.      on ISCCP data sets: 2. Validation and first results, J. Geophys.
  967.      Res., 100:1167-1197.
  968.  
  969.      Rossow, W. B., E. Kinsella, A. Wolf, and L. Garder, 1987.
  970.      International satellite Cloud Climatology Project (ISCCP)
  971.      Description of Reduced Resolution Radiance Data. In, WMO/TD No.
  972.      58, (eds), World Meteorological Organization, Geneva, 143 pp.
  973.  
  974.      Rossow, W.B., L.C. Garder, and A.A. Lacis, 1989. Global seasonal
  975.      cloud variations from satellite radiance measurements. Part I:
  976.      Sensitivity of Analysis. J. Climate, 2:419-458.
  977.  
  978.      Rossow, W. B., A. W. Walker, and L. C. Garder, 1993. Comparison of
  979.      ISCCP and other cloud amounts, J. Climate, 6:2394-2418.
  980.  
  981.      Rossow, W. B., A. W. Walker, D. E. Beuschel, and M. D. Roiter,
  982.      1996. International Satellite Cloud Climatology Project (ISCCP):
  983.      documentation of new cloud datasets, 115 pages, available on
  984.      internet at : http://isccp.giss.nasa.gov/documents.html
  985.  
  986.      Sohn, B. J., and E. A. Smith, 1992. Global energy transports and
  987.      the influence of cloud on transport requirements: A satellite
  988.      analyses, J. Climate, 5:717-734.
  989.  
  990.   ------------------------------------------------------------------------
  991.  
  992.                  [NASA] [GSFC]  [Goddard DAAC] [cidc site]
  993.  
  994.                   NASA  Goddard      GDAAC        CIDC
  995.  
  996. Last update:Mon Aug 18 17:10:29 EDT 1997
  997. Page Author: Page Author: James McManus -- mcmanus@daac.gsfc.nasa.gov
  998. Web Curator: Daniel Ziskin -- ziskin@daac.gsfc.nasa.gov
  999. NASA official: Paul Chan, DAAC Manager -- chan@daac.gsfc.nasa.gov
  1000.