It is now well understood that data on soil moisture and sea surface salinity (SSS) are required to improve meteorological and climate predictions. These two quantities are not yet available globally or with adequate temporal or spatial sampling. It is recognized that a spaceborne L-band radiometer with a suitable antenna is the most promising way of fulfilling this gap. With these scientific objectives and technical solution at the heart of a proposed mission concept the European Space Agency (ESA) selected the Soil Moisture and Ocean Salinity (SMOS) mission as its second Earth Explorer Opportunity Mission. The development of the SMOS mission was led by ESA in collaboration with the Centre National d'Etudes Spatiales (CNES) in France and the Centro para el Desarrollo Tecnologico Industrial (CDTI) in Spain. SMOS carries a single payload, an L-Band 2-D interferometric radiometer operating in the 1400-1427-MHz protected band . The instrument receives the radiation emitted from Earth's surface, which can then be related to the moisture content in the first few centimeters of soil over land, and to salinity in the surface waters of the oceans. SMOS will achieve an unprecedented maximum spatial resolution of 50 km at L-band over land (43 km on average over the field of view), providing multiangular dual polarized (or fully polarized) brightness temperatures over the globe. SMOS has a revisit time of less than 3 days so as to retrieve soil moisture and ocean salinity data, meeting the mission's science objectives. The caveat in relation to its sampling requirements is that SMOS will have a somewhat reduced sensitivity when compared to conventional radiometers. The SMOS satellite was launched successfully on November 2, 2009.

Measurements of air‐sea gas exchange rates are reported from two deliberate tracer experiments in the southern North Sea during February 1992 and 1993. A conservative tracer, spores of the bacterium Bacillus globigii var. Niger , was used for the first time in an in situ air‐sea gas exchange experiment. This nonvolatile tracer is used to correct for dispersive dilution of the volatile tracers and allows three estimations of the transfer velocity for the same time period. The first estimation of the power dependence of gas transfer on molecular diffusivity in the marine environment is reported. This allows the impact of bubbles on estimates of the transfer velocity derived from changes in the helium/sulphur hexafluoride ratio to be assessed. Data from earlier dual tracer experiments are reinterpreted, and findings suggest that results from all dual tracer experiments are mutually consistent. The complete data set is used to test published parameterizations of gas transfer with wind speed. A gas ex‐ change relationship that shows a dependence on wind speed intermediate between those of Liss and Merlivat [1986] and Wanninkhof [1992] is found to be optimal. The dual tracer data are shown to be reasonably consistent with global estimates of gas exchange based on the uptake of natural and bomb‐derived radiocarbon. The degree of scatter in the data when plotted against wind speed suggests that parameters not scaling with wind speed are also influencing gas exchange rates.

Abstract. The Surface Ocean CO2 Atlas (SOCAT) is a synthesis of quality-controlled fCO2 (fugacity of carbon dioxide) values for the global surface oceans and coastal seas with regular updates. Version 3 of SOCAT has 14.7 million fCO2 values from 3646 data sets covering the years 1957 to 2014. This latest version has an additional 4.6 million fCO2 values relative to version 2 and extends the record from 2011 to 2014. Version 3 also significantly increases the data availability for 2005 to 2013. SOCAT has an average of approximately 1.2 million surface water fCO2 values per year for the years 2006 to 2012. Quality and documentation of the data has improved. A new feature is the data set quality control (QC) flag of E for data from alternative sensors and platforms. The accuracy of surface water fCO2 has been defined for all data set QC flags. Automated range checking has been carried out for all data sets during their upload into SOCAT. The upgrade of the interactive Data Set Viewer (previously known as the Cruise Data Viewer) allows better interrogation of the SOCAT data collection and rapid creation of high-quality figures for scientific presentations. Automated data upload has been launched for version 4 and will enable more frequent SOCAT releases in the future. High-profile scientific applications of SOCAT include quantification of the ocean sink for atmospheric carbon dioxide and its long-term variation, detection of ocean acidification, as well as evaluation of coupled-climate and ocean-only biogeochemical models. Users of SOCAT data products are urged to acknowledge the contribution of data providers, as stated in the SOCAT Fair Data Use Statement. This ESSD (Earth System Science Data) "living data" publication documents the methods and data sets used for the assembly of this new version of the SOCAT data collection and compares these with those used for earlier versions of the data collection (Pfeil et al., 2013; Sabine et al., 2013; Bakker et al., 2014). Individual data set files, included in the synthesis product, can be downloaded here: doi:10.1594/PANGAEA.849770. The gridded products are available here: doi:10.3334/CDIAC/OTG.SOCAT_V3_GRID.

SMOS (Soil Moisture and Ocean Salinity, European Space Agency) is the first satellite mission addressing the challenge of measuring sea surface salinity from space.It uses an L-band microwave interferometric radiometer with aperture synthesis (MIRAS) that generates brightness temperature images, from which both geophysical variables are computed.The retrieval of salinity requires very demanding performances of the instrument in terms of calibration and stability.This paper highlights the importance of ocean salinity for the Earth's water cycle and climate, provides a detailed description of the MIRAS instrument, its principles of operation, calibration and image reconstruction techniques, and presents the algorithmic approach implemented for the retrieval of salinity from MIRAS observations, as well as the expected accuracy of the obtained results.

The Soil Moisture and Ocean Salinity (SMOS) satellite mission, operational since 2010, relies on an L-Band microwave interferometric radiometer to generate brightness temperature images along the swath, with global coverage every 3 days. These images are then used to derive sea surface salinity (SSS) with an effective resolution of less than 50 km. However, signal acquisition in some ocean regions is intermittently and significantly disrupted by radio-frequency interferences (RFI) from various terrestrial military or civilian sources worldwide. We develop a new methodology based on principal component and regression analyses to extract the RFI signatures in time and space, thereby enabling the construction of a corrected SSS estimate along the swath. This method successfully filters out many disruptive features characterized by long and wide branches occurring around the RFI sources, hence recovering SSS variability as demonstrated in comparison to in situ reference data. This correction methodology is an alternative to separate filtering procedures that were applied on brightness temperature at Level 1. Independent information indicating the probability of RFI occurrence on land areas or nearby is used to verify the timing of oceanic RFI contamination inferred by the correction process. The methodology performs particularly well in areas where the probability is close to 1 for a significant and contiguous portion of the entire period. Already applied with significant improvement in three selected regions, this correction method is a starting point for expanding and systematizing the methodology to treat as many RFI-polluted regions as possible and to recover SMOS SSS variability.