1. Speed of sound gradients due to summer thermal stratification can reduce the detection range of acoustic fish tags: results from a field study in Hamilton Harbour, Ontario
- Author
-
Wells, Mathew G., Li, Jingzhi, Flood, Bryan, Kuai, Yulong, Brooks, Jill L., Cooke, Steven J., Semcesen, Patricia, and Midwood, Jonathan D.
- Subjects
Sound -- Speed ,Lake stratification -- Analysis ,Water waves -- Analysis ,Fish tagging -- Usage ,Telemetry -- Usage ,Earth sciences - Abstract
Understanding detection range is a key factor for the use of acoustic telemetry in fisheries research. Lakes have strong seasonal changes in thermal stratification, as well as short-term changes due to internal seiches. These thermal gradients in lakes imply strong sound-speed gradients that can refract and diverge acoustic signals, leading to acoustic attenuation and smaller detection range. Using field-based range testing and the Bellhop acoustic model, we investigated how changes in stratification lead to changes in detection range within Hamilton Harbour, Ontario, Canada. During the summer stratified period, the detection range was less than 350 m, whereas in the isothermal fall, range was up to 500 m. Range test data from three separate field observations showed a good correlation with Bellhop predictions. Owing to the intense internal seiches in Hamilton Harbour, the stratification in the shallower littoral regions essentially switched between stratified and isothermal conditions over short timescales, which is predicted to lead to high temporal variability in detection range that must be accounted for during the analysis and interpretation of telemetry-derived data. La comprehension de la portee de detection est un aspect cle de l'utilisation de la telemetrie acoustique dans la recherche sur les peches. Les lacs presentent de fortes variations saisonnieres de leur stratification thermique, ainsi que des variations a court terme decoulant de seiches internes. Ces gradients thermiques dans les lacs sous-entendent d'importants gradients de la vitesse du son qui peuvent entrainer une refraction et une divergence des signaux acoustiques, produisant une attenuation acoustique et une reduction de la portee de detection. Nous avons examine, en utilisant des essais de portee sur le terrain et le modele acoustique Bellhop, les modifications de la portee de detection decoulant des variations de la stratification dans le port de Hamilton (Ontario, Canada). Durant la periode de stratification estivale, la portee de detection est inferieure a 350 m, alors que durant la periode d'isothermie automnale, elle peut atteindre 500 m. Les donnees d'essais de portee issues de trois observations distinctes sur le terrain montrent une bonne correlation avec les predictions du modele Bellhop. En raison des intenses seiches internes dans le port de Hamilton, la stratification dans les secteurs littoraux moins profonds alterne entre des conditions stratifiees et des conditions isothermiques sur de courtes periodes, ce qui, selon les predictions, devrait produire une grande variabilite dans le temps de la portee de detection, dont l'analyse et l'interpretation de donnees issues de la telemetrie doivent tenir compte. [Traduit par la Redaction], Introduction Acoustic telemetry is an important tool that is being used to advance and improve conservation and management of fishes in lakes and coastal regions. Acoustic telemetry enables ecologists to [...]
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- 2021
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