XBT profilers for operational purposes: Application and validation in real exercises

Abstract

A methodology for recovering salinity from expendable bathythermograph (XBT) data is presented. The procedure exploits climatological relationships between temperature, salinity and depth to build regional characteristic curves by fitting a polynomial function that minimises both the variance of residuals and unknowns. Hence, salinity is computed and recovered as a function of temperature and depth. Empirical formula are provided to recover the salinity field from temperature-depth measurements for the Cantabrian Sea and Galician Area. The method is validated and applied in the context of two marine rescue exercises carried out in the Bay of Biscay close to the north coast of Spain and in the Finisterre region, where a series of XBT and conductivity-temperature-depth (CTD) profiles were acquired during fast samplings. The results agree reasonably well with independent data in terms of the spatial structure, with the largest errors in the upper 100 m of the ocean and at intermediate levels. The first diagnoses of the surface geostrophic velocity fields obtained through the salinity reconstruction are coherent and may help in rescue and safety operations during marine emergencies. Hence, we recommend that a technical unit should consider this kind of expandable sampling strategy with both XBT and XCTD data during marine emergencies, since it provides useful and comprehensive information rapidly with minimal interference by means of formal operations on board search and rescue ships.

Presen-tamos una metodología para el cálculo de la salinidad a partir de datos de Xbt. El procedimiento hace uso de la relación climatológica s-t-d para construir curvas características de la región ajustando una función polinomial que minimiza tanto la varianza del residuo como de las incógnitas. de esta manera, la salinidad es calculada en función de la temperatura y la profundidad. Estas expresiones empíricas se han empleado para estimar el campo de salinidad a partir de medidas de tem-peratura y profundidad realizadas en el Mar cantábrico y en el área de galicia. El método se ha validado y aplicado en el contexto de dos ejercicios de salvamento marítimo, llevados a cabo en el golfo de vizcaya y en la región de Finisterre, donde se lanzaron Xbt’s en muestreos rápidos y se obtuvieron perfiles de ctd. los resultados muestran una coherencia razonable al compararlos con datos independientes en términos de la estructura espacial, con errores más importantes en los 100 m superiores de la columna de agua y en capas intermedias. los primeros diagnósticos de la velocidad geostrófia en superficie son igualmente coherentes y pueden ser de gran ayuda en operaciones de salvamento y rescate durante emergencias en el mar. Por tanto, recomendamos a la unidad técnica que en situaciones de emergencia considere la posibilidad de realizar campañas con sondas desechables (Xbt’s y Xctd’s), en tanto que este proceso es rápido, no interfiere con otras operacio-nes de salvamento y ofrece información de gran utilidad.