Le dioxyde de carbone atmosphérique (CO2) est un gaz à effet de serre primaire qui n'a cessé d'augmenter au cours des dernières décennies. C'est l'un des principaux moteurs du changement climatique régional et mondial. La plupart des sources et des puits de CO2 sont situés près de la surface. Observations des sondeurs infrarouges à ondes courtes embarqués sur satellite, tels que le satellite d'observation des gaz à effet de serre (GOSAT) et l'observatoire du carbone en orbite (OCO-2) peuvent fournir des mesures précises de la concentration moyenne de CO2 dans l'atmosphère par colonne.
L'équation de transfert radiatif atmosphérique (RTE) est une équation intégrale de Fredholm du premier type, qui est reconnu comme susceptible d'être mal conditionné. Ainsi, le problème inverse basé sur le RTE n'est pas bien posé. La méthode inverse pour la récupération des profils de gaz atmosphérique est généralement basée sur la théorie de l'optimisation.
Dans un article récent, une méthode contraignante améliorée pour la télédétection du CO2 par satellite dans la bande SWIR (infrarouge à ondes courtes) a été proposée, qui combine une étape de pré-traitement appliquée au vecteur d'état a priori avant les récupérations, avec la méthode de Newton amortie modifiée (MDNM).
MDNM contient deux facteurs contraignants qui stabilisent les itérations de récupération. Le paramètre de Levenberg-Marquardt (γ) est utilisé pour assurer une matrice hessienne positive, et un facteur d'échelle (α) est utilisé pour ajuster la taille du pas. L'algorithme recherche itérativement une solution optimisée en utilisant les radiances spectrales observées, et les paramètres (γ et α) sont ajustés de manière appropriée. Un préprocesseur pour initialiser la première estimation (X0) avant les récupérations, lorsque l'algorithme détecte que X0 est loin du vrai vecteur d'état. Une nouvelle méthode de filtrage des données pour détecter les scènes nuageuses est également présentée sur la base des différentes formes de spectre dans les bandes de l'oxygène A et deux microns.
Cette recherche vise à stabiliser les itérations de récupération. Les validations préliminaires indiquent que la qualité des résultats d'extraction basés sur le MDNM est relativement stable.
