Contrail properties over the eastern North Pacific from AVHRR data

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Minnis, P., R. Palikonda, B. J. Walter, and K. Ayers (2005), Contrail properties over the eastern North Pacific from AVHRR data, Meteorologische Zeitschrift, 14, 515-523, doi:10.1127/0941-2948/2005/0056.
Abstract: 

An increase of air traffic over the North Pacific during the last 30 years has been accompanied by an increase in cirrus coverage. To help alleviate the uncertainty in the contribution of air traffic to the cirrus increase, an analysis of linear contrail coverage over the region has been initiated using afternoon NOAA-16 AVHRR data taken during 4 months in 2002 and 2003. Manual evaluation of the automated contrail detection method revealed that it misclassified, on average, 32 % of the pixels as contrails and missed 15 % of the contrail pixels. After correction for detection errors, the contrail coverage over the domain between 25◦ and 55◦ N and between 120◦ and 150◦ W varied from a minimum of 0.37 % in February to a maximum of 0.56 % in May, respectively. The annual mean coverage, after correcting for the diurnal cycle of air traffic, is 0.31 %, a value very close to earlier theoretical estimates for the region. Contrail optical depths for the 4 months average 0.24 resulting in a mean unit contrail longwave radiative forcing of 14.2 Wm−2 . The contrail optical depths are twice the mean value expected from theoretical estimates.

Zusammenfassung Der Zuwachs des Flugverkehrs über dem Nord-Pazifik während der letzten 30 Jahre ging einher mit einem Zuwachs der Zirrusbewölkung. Um die Unsicherheit in der Zuordnung dieses Zuwachses der Zirrusbewölkung zum Flugverkehr zu verringern, wurde eine Analyse der linearen Kondensstreifen aus den AVHRR Daten der Nachmittagsüberflüge von NOAA-16 in 4 Monaten der Jahre 2002 und 2003 durchgeführt. Die visuelle Bewertung der automatischen Kondensstreifenerkennung ergab, dass 32 % der erkannten Pixel nicht zu Kondensstreifen gehörten, während 15 % der Kondensstreifenpixel nicht erkannt wurden. Nach Korrektur dieser Erkennungsfehler ergab sich für das Gebiet zwischen 25◦ und 55◦ N und 120◦ und 150◦ W ein Bedeckungsgrad zwischen 0,36 % im November und 0,56 % im Mai. Der mit dem Tagesgang des Flugverkehrs korrigierte Jahremittelwert ist 0,31 % und liegt somit nahe bei früheren, theoretisch ermittelten Werten für dieses Gebiet. Als mittlere optische Dicke wurde für diese 4 Monate der Wert 0,24 ermittelt, der einem mittleren Strahlungsantrieb im Infrarotbereich von 14,2 Wm−2 entspricht. Die optische Dicke ist doppelt so hoch, wie aus theoretischen Berechnungen erwartet.

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Radiation Science Program (RSP)