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Correction and Accuracy of High- and Low-Resolution CTD Data from Animal-Borne Instruments

Authors :
Fabien Roquet
Vigan Mensah
Baptiste Picard
Lia Siegelman
Christophe Guinet
Pascal Rivière
Etienne Pauthenet
Laboratoire des Sciences de l'Environnement Marin (LEMAR) (LEMAR)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Brest (UBO)-Institut Universitaire Européen de la Mer (IUEM)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Department of Environmental Science and Engineering [Pasadena] (ESE)
California Institute of Technology (CALTECH)
Jet Propulsion Laboratory (JPL)
NASA-California Institute of Technology (CALTECH)
Department of Marine Sciences [Gothenburg]
University of Gothenburg (GU)
Institute of Low Temperature Science [Sapporo]
Hokkaido University [Sapporo, Japan]
Processus et interactions de fine échelle océanique (PROTEO)
Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN)
Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636))
École normale supérieure - Paris (ENS-PSL)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636))
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)
Centre d'Études Biologiques de Chizé - UMR 7372 (CEBC)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-La Rochelle Université (ULR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
CNES-TOSCA IPEV CORIOLIS in situ ocean observation program CNES LabexMer doctoral fellowship
ANR-10-LABX-0019,LabexMER,LabexMER Marine Excellence Research: a changing ocean(2010)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Universitaire Européen de la Mer (IUEM)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Brest (UBO)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
California Institute of Technology (CALTECH)-NASA
Institute of Low Temperature Science
Hokkaido University
Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de La Rochelle (ULR)
ANR: 10-LABX-0019,LabexMER,LabexMER Marine Excellence Research: a changing ocean(2010)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636))
École normale supérieure - Paris (ENS Paris)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636))
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)
Université de La Rochelle (ULR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Source :
Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, 2019, 36 (5), pp.745-760. ⟨10.1175/JTECH-D-18-0170.1⟩, Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, American Meteorological Society, 2019, 36 (5), pp.745-760. ⟨10.1175/JTECH-D-18-0170.1⟩, Journal Of Atmospheric And Oceanic Technology (0739-0572) (Amer Meteorological Soc), 2019-05, Vol. 36, N. 5, P. 745-760
Publication Year :
2019
Publisher :
HAL CCSD, 2019.

Abstract

Most available CTD Satellite Relay Data Logger (CTD-SRDL) profiles are heavily compressed before satellite transmission. High-resolution profiles recorded at the sampling frequency of 0.5 Hz are, however, available upon physical retrieval of the logger. Between 2014 and 2018, several loggers deployed on elephant seals in the Southern Ocean have been set in continuous recording mode, capturing both the ascent and descent for over 60 profiles per day during several months, opening new horizons for the physical oceanography community. Taking advantage of a new dataset made of seven such loggers, a postprocessing procedure is proposed and validated to improve the quality of all CTD-SRDL data: that is, both high-resolution profiles and compressed low-resolution ones. First, temperature and conductivity are corrected for a thermal mass effect. Then salinity spiking and density inversion are removed by adjusting salinity while leaving temperature unchanged. This method, applied here to more than 50 000 profiles, yields significant and systematic improvements in both temperature and salinity, particularly in regions of rapid temperature variation. The continuous high-resolution dataset is then used to provide updated accuracy estimates of CTD-SRDL data. For high-resolution data, accuracies are estimated to be of ±0.02°C for temperature and ±0.03 g kg−1 for salinity. For low-resolution data, transmitted data points have similar accuracies; however, reconstructed temperature profiles have a reduced accuracy associated with the vertical interpolation of ±0.04°C and a nearly unchanged salinity accuracy of ±0.03 g kg−1.

Details

Language :
English
ISSN :
07390572 and 15200426
Database :
OpenAIRE
Journal :
Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, 2019, 36 (5), pp.745-760. ⟨10.1175/JTECH-D-18-0170.1⟩, Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, American Meteorological Society, 2019, 36 (5), pp.745-760. ⟨10.1175/JTECH-D-18-0170.1⟩, Journal Of Atmospheric And Oceanic Technology (0739-0572) (Amer Meteorological Soc), 2019-05, Vol. 36, N. 5, P. 745-760
Accession number :
edsair.doi.dedup.....e610aa66d2c0e1dff7d77a688f40c2a2
Full Text :
https://doi.org/10.1175/JTECH-D-18-0170.1⟩