CALIPSO¶

Cloud-Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observations (CALIPSO) CALIOP Level 2·Level 3 (NASA·CNES 위성 라이다 에어로졸·구름 연직 분포)

갱신 종료

한눈에 보기¶

기간 참고: L1·L2 V5.00은 2006-06-12 ~ 2023-06-30, L3 월자료는 2006년 6월 ~ 2023년 6월입니다. 2018년 9월 13일 궤도를 705 km에서 688 km로 낮추는 동안 과학 관측을 멈췄다가 9월 25일 다시 시작했습니다. 이전 판 L3 대류권 에어로졸(V4.20·V4.21)은 2021년 12월까지만 있습니다.

개요¶

CALIPSO는 NASA·CNES가 2006년 발사한 위성으로, 탑재 라이다 CALIOP이 532·1064 nm 레이저로 대기를 수직으로 잘라 보며 구름과 에어로졸의 높이·두께·종류·소광계수를 17년 동안 관측했습니다. 궤도 아래 한 줄의 '커튼' 단면을 주는 L2 층·프로파일 자료와, 이를 월별 2°×5° 격자로 모은 L3 대류권·성층권 에어로졸 자료가 대표 제품입니다. 에어로졸 연직 분포, 먼지·연기 수송, 극성층권운, 모델 연직 구조 검증에 표준처럼 쓰였고, 임무가 끝난 뒤 2025년 전 기간을 다시 처리한 V5.00이 현행판입니다.

후속 자료와 무엇이 달라졌나¶

CALIOP V4.51 → CALIOP V5.00¶

전환 시점: 2025-10

2006~2023년 전 기간을 다시 처리한 판으로, 저에너지 레이저 펄스 처리(LEM)를 강화하고 L3 품질 선별 규칙을 손봤습니다. L3 대류권 에어로졸 광학두께(AOD)는 선별 규칙 변화만으로도 전지구 평균이 10% 넘게 달라질 수 있어 두 판을 섞으면 안 됩니다.

출처: CALIOP Level 2 Profile Data Description and Quality Summary (V5.00, 2026-01-30) · CALIOP Level 3 Tropospheric Aerosol Profile Data Description and Quality Summary (V5.00) · CALIOP Level 2 Layer Data Description and Quality Summary (V5.00)

CALIPSO CALIOP → EarthCARE ATLID¶

전환 시점: 2024-08

532·1064 nm 탄성 산란 라이다(CALIOP)에서 355 nm 고분광분해 라이다(ATLID)로 바뀌었습니다. ATLID는 입자(Mie)와 공기분자(Rayleigh) 신호를 나눠 받아 소광계수와 후방산란계수를 따로 구하므로, 에어로졸 종류에 따라 라이다비를 '가정'하던 CALIOP와 산출 방식이 근본적으로 다릅니다.

출처: Wehr et al. (2023) The EarthCARE mission – science and system overview, AMT · ESA Earth Online — ATLID 측기 설명 · CALIPSO Data User's Guide FAQ · CALIPSO Final Report (NASA/TP-20260000771)

두 자료를 비교표로 나란히 보기

활용 가능한 변수¶

V5.00 품질 요약서와 V4.20 자료 설명서에서 확인한 HDF4 SDS 이름입니다. 결측값은 대부분 -9999이고, 소광 산출 실패는 -333, 저에너지 펄스는 -111 등 특수값이 있습니다. 에어로졸 아형은 따로 변수가 없고 Atmospheric_Volume_Description(프로파일)·Feature_Classification_Flags(층)의 비트 9~11에 들어 있습니다.

순간값 평균 누적 최대 최소 고정값 — 순간값: 표시 시각의 값 · 평균/누적/최대/최소: 표시된 구간 동안의 값 · 고정값: 시간에 따라 변하지 않음

L2 에어로졸 프로파일 (CAL_LID_L2_05kmAPro, 5 km)¶

L2 에어로졸 층 (CAL_LID_L2_05kmALay, 5 km)¶

L3 대류권 에어로졸 (CAL_LID_L3_Tropospheric_APro_*, 2°×5° 월평균)¶

전체 변수 목록은 공식 문서에서 확인하세요.

받는 방법¶

• NASA ASDC — CALIPSO 자료 목록 — 웹 (제품별 페이지 → Earthdata Search·직접 다운로드)
  • 2026-10 확인 시 프로젝트 페이지 목록은 V4.51까지만 보여 줍니다. V5.00 컬렉션은 Earthdata Search·CMR에서 찾으세요.
• NASA Earthdata Search — CAL_LID_L2_05kmAPro-Standard-V5-00 — Earthdata Search / earthaccess (HDF4)
  • 무료 Earthdata 로그인이 필요합니다. 층 제품은 CAL_LID_L2_05kmALay-Standard-V5-00, L3는 CAL_LID_L3_Tropospheric_APro_AllSky-Standard-V5-00 등입니다.
• CMR 가상 디렉터리 (L2 에어로졸 프로파일 V5.00) — HTTPS 디렉터리 (wget·curl, Earthdata 로그인)
• CALIPSO 브라우즈 영상 (궤도별 단면 미리보기) — 웹
  • 받기 전에 궤도 단면에서 관심 사례를 고르는 데 씁니다(V4.51 기준).

예시 코드¶

earthaccess로 V5.00 L2 에어로졸 프로파일을 받아 pyhdf로 읽는 예입니다. 처음 실행 때 Earthdata 계정을 묻습니다. CALIPSO 파일은 HDF4라 xarray로 바로 열리지 않습니다.

# pip install earthaccess pyhdf numpy
import earthaccess
import numpy as np
from pyhdf.SD import SD, SDC

earthaccess.login()
results = earthaccess.search_data(
    short_name="CAL_LID_L2_05kmAPro-Standard-V5-00", version="V5-00",
    temporal=("2021-03-15", "2021-03-16"),
    bounding_box=(115, 30, 135, 45),          # (서, 남, 동, 북) — 동아시아
)
files = earthaccess.download(results[:1], "./calipso")

f = SD(files[0], SDC.READ)
ext = f.select("Extinction_Coefficient_532")[:].astype(float)   # (프로파일, 399 고도), km-1
qc = f.select("Extinction_QC_Flag_532")[:]
cad = f.select("CAD_Score")[:]
alt = f.select("Lidar_Data_Altitudes")[:]                       # V5.00부터 데이터셋 (km)
ext[ext < 0] = np.nan                                          # -9999·-333·-111 등 특수값 제거
print(ext.shape, alt[:3], np.nanmax(ext))

실전 팁¶

• 소광계수를 그대로 평균하지 마세요. -9999(입자 없음)·-333(산출 실패)·-111(저에너지)·-444(구름 제거 의심) 같은 특수값과, CAD_Score가 −20~0 사이인 신뢰 낮은 판정, 거부 대상 Extinction_QC_Flag_532를 먼저 걸러야 합니다.
• CAD_Score는 음수면 에어로졸, 양수면 구름입니다. |점수| ≤ 20이면 판별 신뢰도가 낮습니다.
• 빛이 완전히 가려지는 두꺼운 구름·먼지층 아래는 신호가 없어, 기둥 광학두께가 '보이는 층 바닥까지'의 값입니다. 불투명 여부를 확인하지 않으면 AOD가 과소평가됩니다.
• CALIOP AOD는 532 nm 값이고 라이다비 가정에 따라 달라집니다. MODIS·AERONET(550·500 nm)과 비교할 때는 파장 차이와 라이다비 불확실성을 함께 따지세요.
• 주간 자료는 잡음이 커서 옅은 에어로졸층을 놓치기 쉽습니다. 기후값·추세는 야간 자료로 먼저 확인하는 경우가 많습니다.
• 남대서양 이상대(SAA)에서는 방사선 잡음과 저에너지 펄스 때문에 V5.00 L3 표본이 80~100% 줄어 결측 격자가 많습니다.
• V4.20 자료 설명서에는 대류권 AOD 이름이 Column_Optical_Depth_Aerosols_532로 적혀 있습니다. 옛 판 파일을 함께 쓴다면 판마다 SDS 이름을 확인하세요.
• 2018년 9월 고도를 705 km에서 688 km로 낮춰 CloudSat과 C-Train을 이룬 뒤로는 A-Train(Aqua·Aura)과 같은 궤적을 지나지 않습니다. 이후 기간 MODIS·OMI와의 동시 관측 짝짓기는 시공간 거리를 다시 확인하세요.

공지 및 변경 이력¶

논문에 넣을 레퍼런스¶

데이터셋 인용¶

L2 에어로졸 프로파일 V5-00 — DOI 10.5067/CALIOP/CALIPSO/CAL_LID_L2_05kmAPro-Standard-V5-00

@misc{calipso_l2_apro_v500,
  author    = {Winker, David},
  title     = {{CALIPSO} Lidar Level 2 Aerosol Profile, {V5-00}},
  year      = {2026},
  publisher = {NASA Langley Atmospheric Science Data Center Distributed Active Archive Center},
  doi       = {10.5067/CALIOP/CALIPSO/CAL_LID_L2_05kmAPro-Standard-V5-00}
}

L2 5 km 에어로졸 층 V5-00 — DOI 10.5067/CALIOP/CALIPSO/CAL_LID_L2_05kmALay-Standard-V5-00

@misc{calipso_l2_alay_v500,
  author    = {Winker, David},
  title     = {{CALIPSO} Lidar Level 2 5 km Aerosol Layer Data, {V5-00}},
  year      = {2026},
  publisher = {NASA Langley Atmospheric Science Data Center Distributed Active Archive Center},
  doi       = {10.5067/CALIOP/CALIPSO/CAL_LID_L2_05kmALay-Standard-V5-00}
}

L3 대류권 에어로졸 프로파일(전천) V5-00 — DOI 10.5067/CALIOP/CALIPSO/LID_L3_Tropospheric_APro_AllSky-Standard-V5-00

@misc{calipso_l3_tropo_allsky_v500,
  author    = {Winker, David},
  title     = {{CALIPSO} Lidar Level 3 Tropospheric Aerosol Profiles, All Sky Data, Standard {V5-00}},
  year      = {2026},
  publisher = {NASA Langley Atmospheric Science Data Center Distributed Active Archive Center},
  doi       = {10.5067/CALIOP/CALIPSO/LID_L3_Tropospheric_APro_AllSky-Standard-V5-00}
}

논문 인용¶

CALIPSO 임무·CALIOP 처리 알고리즘 개관 — DOI 10.1175/2009JTECHA1281.1

@article{winker2009calipso,
  author  = {Winker, David M. and Vaughan, Mark A. and Omar, Ali and Hu, Yongxiang and Powell, Kathleen A. and Liu, Zhaoyan and Hunt, William H. and Young, Stuart A.},
  title   = {Overview of the {CALIPSO} Mission and {CALIOP} Data Processing Algorithms},
  journal = {Journal of Atmospheric and Oceanic Technology},
  volume  = {26},
  number  = {11},
  pages   = {2310--2323},
  year    = {2009},
  doi     = {10.1175/2009JTECHA1281.1}
}

V4 에어로졸 분류·라이다비 선택 알고리즘 — DOI 10.5194/amt-11-6107-2018

@article{kim2018caliopv4,
  author  = {Kim, Man-Hae and Omar, Ali H. and Tackett, Jason L. and Vaughan, Mark A. and Winker, David M. and Trepte, Charles R. and Hu, Yongxiang and Liu, Zhaoyan and Poole, Lamont R. and Pitts, Michael C. and Kar, Jayanta and Magill, Brian E.},
  title   = {The {CALIPSO} version 4 automated aerosol classification and lidar ratio selection algorithm},
  journal = {Atmospheric Measurement Techniques},
  volume  = {11},
  pages   = {6107--6135},
  year    = {2018},
  doi     = {10.5194/amt-11-6107-2018}
}

사사(Acknowledgements) 작성¶

ASDC는 감사 문구로 "These data were obtained from the NASA Langley Research Center Atmospheric Science Data Center."를 권장하며, 정확한 인용 형식은 각 컬렉션 DOI 페이지의 인용 생성기를 쓰라고 안내합니다. 위 인용문은 DataCite 메타데이터(작성자·연도·제목)로 만든 것입니다. 쓴 제품과 판(V5-00 등)을 모두 밝히세요.

Information on the datasets used in this study was compiled with the help of the Korean Climate Data Navigator (KCDN) (Sim, 2026; https://doi.org/10.5281/zenodo.23300923).

참고 링크¶

• NASA ASDC — CALIPSO
• NASA Science — CALIPSO 임무
• CALIPSO Data Products Catalog (Release 5.00)
• CALIPSO Data User's Guide FAQ
• CALIPSO Final Report (NASA NTRS)
• CNES — CALIPSO