DOI: 10.5281/zenodo.7971187
title: Processing of MODIS-Aqua data with Self-Organizing Maps NeuroVaria method for the southern canary upwelling system

description: Abstract This ocean color dataset is derived from MODIS_Aqua sensor measurements covering the Southern Canary upwelling system. The raw L1A measurements were downloaded from NASA's Ocean Color web site and then processed using the Ocean Biology Processing Group's (OBPG) Multi-Sensor Level-1 to Level-2 (MSL12) code. The l2gen program, based on its standard process, generates Level-2 parameters consisting of the top of atmosphere radiance, the radiance of each ocean and atmosphere component, the measurement angles, Level-2 flags, ... The top of atmosphere radiance is pre-corrected to keep only a dependence on the diffuse transmittance, the aerosol contribution and the water leaving radiance. <br> The pre-corrected product and measurement angles are assimilated using the Self-Organizing Map<br> NeuroVaria (SOM-NV) code (Diouf et al., 2013). SOM-NV is an algorithm based on two statistical models<br> that classify a dataset into a map, and then use the information from that map to deliver atmospheric and oceanic parameters from the satellite observation. The parameters of interest are the remote sensing reflectance spectra (Rrs(λ)) and the aerosol optical thickness (AOT) at 869 nm (aot_869). The Rrs at blue (443 and 488 nm) and green (547 nm) are used to calculate chlorophyll-a concentration from the OBPG OCx algorithm (chl_ocx, O'Reilly et al., 1998; Mobley et al., 2016). These geophysical parameters are projected onto a fixed grid at 1/96° resolution and archived in a daily netcdf format files. Each file contains five visible reflectances Rrs(λ) (with λ = 412, 443, 488, 531, and 547 nm), chl_ocx, aot_869, and latitude and longitude coordinates. These parameters are described in the files, along with the global attributes. <br> The netcdf files are formatted as follows: SOM-NV-Ayyyydddhhmmss.nc; where yyyy = year; ddd = Julian<br> day; hh = hour; mm = minute; ss = second. The extension "Ayyyydddhhmmss.nc", corresponds to the name<br> of the MODIS_aqua file of the day. When two input files exist for the same day, within 5 minutes, the two<br> scans are concatenated and the orbit keeps the name of the second file.<br> All files are compressed internally to a size of 4, to facilitate transfers. %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% Résumé Ce jeu de données de couleur de l’eau est issu des mesures du capteur MODIS_Aqua sur la partie sud du système d’upwelling des Canaries. Les mesures brutes L1A ont été téléchargées du site Ocean Color de la NASA, puis traitées à l’aide du code de traitement « Multi-Sensor Level-1 to Level-2 (MSL12) » du groupe Ocean Biology Processing Group (OBPG). La version standard du programme l2gen génère les paramètres de niveau 2 constitués de la luminance totale mesurée, de la luminance de chaque composante du système océan-atmosphère, des angles de mesures, des masques de niveau 2, …. La luminance totale est pré-corrigée pour ne garder qu’une dépendance à la transmittance diffuse, à la contribution des aérosols et à la luminance marine.<br> <br> Le produit pré-corrigé et les angles de mesure sont assimilés à l’aide du code Self-Organizing Map NeuroVaria (SOM-NV) de Diouf et al. (2013). SOM-NV est un algorithme basé sur deux modèles statistiques qui permettent de classer un ensemble de données sur une carte, puis d’utiliser les informations de cette carte pour restituer les paramètres atmosphériques et océaniques de l’observation satellite.<br> <br> Les paramètres restitués sont les spectres de réflectance marine (Rrs(λ)) et l’épaisseur optique des aérosols (AOT) à 869 nm (aot_869). Les Rrs au bleu (443 et 488 nm) et au vert (547 nm) servent à calculer la concentration en chlorophylle-a à partir de l’algorithme OCx de OBPG (chl_ocx).<br> <br> Ces paramètres géophysiques sont projetés sur une grille fixe à 1/96° de résolution et archivés au format de fichiers netcdf journaliers. Chaque fichier netcdf contient cinq réflectances du visible Rrs(λ) (avec λ = 412, 443, 488, 531 et 547 nm), la chl_ocx, l’aot_869, et les coordonnées latitude et longitude. Ces paramètres sont décrits dans les fichiers, ainsi que les attributs globaux. <br> Les fichiers netcdf sont formatés comme suite : SOM-NV-Ayyyydddhhmmss.nc ; avec yyyy = année ; ddd =<br> jour julien ; hh = heure ; mm = minute ; ss = seconde. L'extension "Ayyyydddhhmmss.nc", correspond au<br> nom du fichier MODIS_aqua du jour. Dans le cas où deux fichiers existent pour un même jour, à 5 minutes<br> près, les deux scans sont concaténés et l'orbite garde le nom du deuxième fichier.<br> Tous les fichiers sont compressés en interne à un niveau 4, pour faciliter le transfert.
description: Grants : University of Western Brittany (UBO) through the "Ecole Doctorale des Sciences de la Mer et du Littoral" (EDSML); Research Grants for a Thesis in the South - ARTS, Institut de Recherche pour le Développement (IRD) Joint Laboratory ECLAIRS
description: {"references": ["Brajard, J., Jamet, C., Moulin, C. & Thiria, S. Use of a neuro-variational inversion for retrieving oceanic and atmospheric constituents from satellite ocean colour sensor: Application to absorbing aerosols. Neural Networks. 19, 178-185 (2006)", "Diouf, D., Niang, A., Brajard, J., Cr\u00e9pon, M. & Thiria, S. Retrieving aerosol characteristics and sea-surface chlorophyll from satellite ocean color multi-spectral sensors using a neural-variational method. Remote Sensing Of Environment. 130 pp. 74-86 (2013)", "Mobley, C., Werdell, J., Franz, B., Ahmad, Z. & Bailey, S. Atmospheric correction for satellite ocean color radiometry. (National 499 Aeronautics,2016)", "O'Reilly, J.E., Maritorena, S.,Mitchell, B. G., Siegel, D. A., Carder, K. L., Garver, S. A., Kahru, M., & McClain, C. R. Ocean color chlorophyll algorithms for SeaWiFS, Journal of Geophysical Research 103, 24937-24953 (1998)"]}