L'anidride carbonica atmosferica (CO2) è un gas serra primario che è costantemente aumentato negli ultimi decenni. È uno dei principali motori del cambiamento climatico regionale e globale. La maggior parte delle sorgenti e dei pozzi di CO2 si trovano vicino alla superficie. Osservazioni da ecoscandagli ad infrarossi ad onde corte caricati su satellite, come il Greenhouse Gases Observing SATellite (GOSAT) e l'Orbiting Carbon Observatory (OCO-2) possono fornire misurazioni accurate della concentrazione di CO2 atmosferica media della colonna.
L'equazione di trasferimento radiativo atmosferico (RTE) è un'equazione integrale di Fredholm del primo tipo, che è riconosciuto come suscettibile di essere mal condizionato. Così, il problema inverso basato sulla RTE non è ben posto. Il metodo inverso per il recupero dei profili dei gas atmosferici si basa solitamente sulla teoria dell'ottimizzazione.
In un recente documento, è stato proposto un metodo di limitazione migliorato per il telerilevamento di CO2 satellitare nella banda SWIR (infrarossi a onde corte), che combina una fase di pre-elaborazione applicata al vettore di stato a priori prima dei recuperi, con il metodo di Newton smorzato modificato (MDNM).
MDNM contiene due fattori vincolanti che stabilizzano le iterazioni di recupero. Il parametro di Levenberg-Marquardt (γ) viene utilizzato per garantire una matrice hessiana positiva, e un fattore di scala (α) viene utilizzato per regolare la dimensione del passo. L'algoritmo cerca in modo iterativo una soluzione ottimizzata utilizzando le radianze spettrali osservate, e i parametri (γ e α) sono opportunamente regolati. Un pre-processore per inizializzare la prima ipotesi (X0) prima dei recuperi, quando l'algoritmo rileva che X0 è lontano dal vero vettore di stato. Viene inoltre presentato un nuovo metodo di screening dei dati per rilevare scene di nuvole in base alle diverse forme dello spettro nelle bande ossigeno-A e due micron.
Questa ricerca mira a stabilizzare le iterazioni di recupero. Le convalide preliminari indicano che la qualità dei risultati del recupero basati su MDNM è relativamente stabile.
