O dióxido de carbono atmosférico (CO2) é um gás de efeito estufa primário que tem aumentado persistentemente nas últimas décadas. É um dos principais impulsionadores das mudanças climáticas regionais e globais. A maioria das fontes e sumidouros de CO2 está localizada perto da superfície. Observações de sirenes infravermelhas de ondas curtas carregadas no satélite, como o Greenhouse Gases Observing SATellite (GOSAT) e o Orbiting Carbon Observatory (OCO-2) podem fornecer medições precisas da concentração atmosférica média da coluna de CO2.
A equação de transferência radiativa atmosférica (RTE) é uma equação integral de Fredholm do primeiro tipo, que é reconhecida como provavelmente mal condicionada. Assim, o problema inverso baseado no RTE não está bem colocado. O método inverso para recuperação de perfis de gases atmosféricos é geralmente baseado na teoria de otimização.
Em um artigo recente, um método de restrição aprimorado para sensoriamento remoto de CO2 por satélite na banda SWIR (infravermelho de ondas curtas) foi proposto, que combina uma etapa de pré-processamento aplicada ao vetor de estado a priori antes das recuperações, com o método de Newton amortecido modificado (MDNM).
O MDNM contém dois fatores de restrição que estabilizam as iterações de recuperação. O parâmetro Levenberg-Marquardt (γ) é usado para garantir uma matriz Hessiana positiva, e um fator de escala (α) é usado para ajustar o tamanho do passo. O algoritmo procura iterativamente por uma solução otimizada usando radiâncias espectrais observadas, e os parâmetros (γ e α) são ajustados apropriadamente. Um pré-processador para inicializar a primeira estimativa (X0) antes das recuperações, quando o algoritmo detecta que X0 está longe do vetor de estado verdadeiro. Um novo método de triagem de dados para detectar cenas de nuvem também é apresentado com base nas diferentes formas do espectro nas bandas de oxigênio-A e duas mícrons.
Esta pesquisa visa estabilizar as iterações de recuperação. As validações preliminares indicam que a qualidade dos resultados de recuperação baseados em MDNM é relativamente estável.
