MEOP-CTD in-situ data collection: a Southern ocean Marine-mammals calibrated sea water temperatures and salinities observations
MEOP-CTD collecte de donnée in-situ: Mesures de température et salinité par les mammifères marins dans l'Océan Austral
The Southern Ocean plays a fundamental role in regulating the global climate. This ocean also contains a rich and highly productive ecosystem, potentially vulnerable to climate change. Very large national and international efforts are directed towards the modeling of physical oceanographic processes to predict the response of the Southern Ocean to global climate change and the role played by the large-scale ocean climate processes. However, these modeling efforts are greatly limited by the lack of in situ measurements, especially at high latitudes and during winter months. The standard data that are needed to study ocean circulation are vertical profiles of temperature and salinity, from which we can deduce the density of seawater. These are collected with CTD (Conductivity-Temperature-Depth) sensors that are usually deployed on research vessels or, more recently, on autonomous Argo profilers. The use of conventional research vessels to collect these data is very expensive, and does not guarantee access to areas where sea ice is found at the surface of the ocean during the winter months. A recent alternative is the use of autonomous Argo floats. However, this technology is not easy to use in glaciated areas.
In this context, the collection of hydrographic profiles from CTDs mounted on marine mammals is very advantageous. The choice of species, gender or age can be done to selectively obtain data in particularly under-sampled areas such as under the sea ice or on continental shelves. Among marine mammals, elephant seals are particularly interesting. Indeed, they have the particularity to continuously dive to great depths (590 ± 200 m, with maxima around 2000 m) for long durations (average length of a dive 25 ± 15 min, maximum 80 min). A Conductivity-Temperature-Depth Satellite Relay Data Logger (CTD-SRDLs) has been developed in the early 2000s to sample temperature and salinity vertical profiles during marine mammal dives (Boehme et al. 2009, Fedak 2013). The CTD-SRDL is attached to the seal on land, then it records hydrographic profiles during its foraging trips, sending the data by satellite ARGOS whenever the seal goes back to the surface.
While the principle intent of seal instrumentation was to improve understanding of seal foraging strategies (Biuw et al., 2007), it has also provided as a by-product a viable and cost-effective method of sampling hydrographic properties in many regions of the Southern Ocean (Charrassin et al., 2008; Roquet et al., 2013).
L'océan Austral joue un rôle fondamental dans la régulation du climat mondial. Cet océan contient également un écosystème riche et hautement productif, potentiellement vulnérable aux changements climatiques.
De très grands efforts nationaux et internationaux visent la modélisation des processus océanographiques physiques pour prédire la réponse de l'océan Austral aux changements climatiques mondiaux et le rôle joué par les processus à grande échelle du climat océanique. Cependant, ces efforts de modélisation sont très limités par le manque de mesures in situ, en particulier à haute latitude et pendant les mois d'hiver. Les données standard qui sont nécessaires pour étudier la circulation de l'océan sont des profils verticaux de température et de salinité, dont on peut déduire la densité de l'eau de mer.
Ceux-ci sont recueillis avec des capteurs CTD (conductivité-température-profondeur) qui sont généralement déployés sur des navires de recherche ou, plus récemment, sur des profileurs Argo autonomes.
L'utilisation de navires de recherche conventionnels pour recueillir ces données est très coûteuse et ne garantit pas l'accès aux zones où la glace de mer se trouve à la surface de l'océan pendant les mois d'hiver. Une alternative récente est l'utilisation de flotteurs Argo autonomes. Cependant, cette technologie n'est pas facile à utiliser dans les zones glaciaires. Dans ce contexte, la collecte des profils hydrographiques des CTD montés sur des mammifères marins est très avantageuse. Le choix de l'espèce, du sexe ou de l'âge peut être fait pour obtenir des données sélectives dans des zones particulièrement sous échantillonnées, comme sous la glace de mer ou sur les plateformes continentales. Chez les mammifères marins, les éléphants de mer sont particulièrement intéressants. En effet, ils ont la particularité de plonger continuellement à de grandes profondeurs (590 ± 200 m, avec un maximum de 2000 m) pour de longues durées (longueur moyenne de plongée 25 ± 15 min, maximum 80 min). Un enregistreur de données de relais par satellite à température-conductivité-prodeur (CTD-SRDL) a été développé au début des années 2000 pour échantillonner les profils verticaux de température et de salinité lors des plongées de mammifères marins (Boehme et al., 2009, Fedak 2013). Le CTD-SRDL est attaché à l'éléphant de mer à terre, puis il enregistre les profils hydrographiques lors de ses plongées pour s'alimenter, en envoyant les données par satellite ARGOS chaque fois que l'animal revient à la surface. Bien que l'intention principale de l'instrumentation de l'éléphant de mer soit d'améliorer la compréhension des stratégies de forage des éléphants de mer (Biuw et al., 2007), elle a également fourni comme sous-produit une méthode viable et rentable d'échantillonnage des propriétés hydrographiques dans de nombreuses régions de l'Océan Austral (Charrassin et al., 2008; Roquet et al., 2013).
Citation proposal Proposition de citation
Roquet F , Guinet C. , Charrassin J.-B . , Costa D. P. , Kovacs K. M. , Lydersen C. , Bornemann H. , Bester M. N. , Muelbert M. C. , Hindell M. A. , McMahon C. R. , Harcourt R. , Boehme L , Fedak M. A. (2014).Coriolis data centreMEOP-CTD in-situ data collection: a Southern ocean Marine-mammals calibrated sea water temperatures and salinities observationsMEOP-CTD collecte de donnée in-situ: Mesures de température et salinité par les mammifères marins dans l'Océan Austral.
http://doi.org/10.17882/45461