CATARINA 2012-Leg 1 - CTD-O2 Data report

The CATARINA Leg1 cruise was carried out from June 22 to July 24 2012 on board the B/O Sarmiento de Gamboa, under the scientific supervision of Aida Rios (CSIC-IIM). It included the occurrence of the OVIDE hydrological section that was performed in June 2002, 2004, 2006, 2008 and 2010, as part of the CLIVAR program (name A25) ), and under the supervision of Herlé Mercier (CNRSLPO). This section begins near Lisbon (Portugal), runs through the West European Basin and the Iceland Basin, crosses the Reykjanes Ridge (300 miles north of Charlie-Gibbs Fracture Zone, and ends at Cape Hoppe (southeast tip of Greenland). The objective of this repeated hydrological section is to monitor the variability of water mass properties and main current transports in the basin, complementing the international observation array relevant for climate studies. In addition, the Labrador Sea was partly sampled (stations 101-108) between Greenland and Newfoundland, but heavy weather conditions prevented the achievement of the section south of 53°40’N. The quality of CTD data is essential to reach the first objective of the CATARINA project, i.e. to quantify the Meridional Overturning Circulation and water mass ventilation changes and their effect on the changes in the anthropogenic carbon ocean uptake and storage capacity. The CATARINA project was mainly funded by the Spanish Ministry of Sciences and Innovation and co-funded by the Fondo Europeo de Desarrollo Regional. The hydrological OVIDE section includes 95 surface-bottom stations from coast to coast, collecting profiles of temperature, salinity, oxygen and currents, spaced by 2 to 25 Nm depending on the steepness of the topography. The position of the stations closely follows that of OVIDE 2002. In addition, 8 stations were carried out in the Labrador Sea. From the 24 bottles closed at various depth at each stations, samples of sea water are used for salinity and oxygen calibration, and for measurements of biogeochemical components that are not reported here. The data were acquired with a Seabird CTD (SBE911+) and an SBE43 for the dissolved oxygen, belonging to the Spanish UTM group. The software SBE data processing was used after decoding and cleaning the raw data. Then, the LPO matlab toolbox was used to calibrate and bin the data as it was done for the previous OVIDE cruises, using on the one hand pre and post-cruise calibration results for the pressure and temperature sensors (done at Ifremer) and on the other hand the water samples of the 24 bottles of the rosette at each station for the salinity and dissolved oxygen data. A final accuracy of 0.002°C, 0.002 psu and 0.04 ml/l (2.3 umol/kg) was obtained on final profiles of temperature, salinity and dissolved oxygen, compatible with international requirements issued from the WOCE program.

La campagne CATARINA-Leg1 s’est déroulée du 22 juin au 24 juillet 2012, départ Lisbonne (Portugal) et arrivée Saint-John’s (Canada), à bord du B/O Sarmiento de Gamboa et sous la direction scientifique de Aida Rios (CSIC-IIM). La section hydrologique OVIDE a été échantillonnée une sixième fois à cette occasion, en respectant la saison (juin) et le rythme biennal depuis 2002. Cette section part de la côte du Portugal près de Lisbonne, traverse les bassins Ouest-Européen et Islandais, la Ride de Reykjanes, la Mer d’Irminger et finit à Cape Hoppe au sud du Groenland. L’objectif de ce travail est de surveiller la variabilité des principaux courants et des propriétés des masses d’eau dans l’Atlantique Nord, région critique pour le climat. Le travail s’est poursuivi en Mer du Labrador, entre le Groenland et Terre-Neuve, mais a été interrompu à 53°40’N en raison des mauvaises conditions météorologique et du manque de temps. Une grande qualité des données hydrographiques est indispensable pour atteindre le premier objectif du projet CATARINA, à savoir quantifier la circulation verticale méridionale à cet endroit ainsi que les changements dans les propriétés des masses d’eau, et comprendre l’impact de ces deux facteurs sur la capacité de l’Atlantique Nord à capter et emmagasiner le carbone anthropique émis dans l’atmosphère. Le projet CATARINA a été principalement financé par l’Espagne (le Ministère Espagnol des Sciences et Innovation et le Fond Européen de Développement Régional). Des mesures d’hydrologie, biogéochimie et courant ont été réalisées en 104 stations, dont 95 stations le long de la section OVIDE, 8 stations en Mer du Labrador et 1 station test. Ce rapport détaille le traitement des données de la sonde CTDO2 immergée jusqu'au fond à chaque station afin d'obtenir des profils continus de température, salinité et oxygène dissous. Les stations ont été positionnées géographiquement sur la base de l'échantillonnage d'OVIDE 2002, où la distance entre stations (entre 2 et 25 mN) avait été ajustée en fonction de la topographie et pour résoudre la méso-échelle. A chaque station, les échantillons prélevés sur 24 bouteilles (fermées à différentes profondeurs) ont été analysés pour étalonner les profils de salinité et oxygène dissous obtenus par la CTD. Celle-ci était une SBE911+, couplée à un capteur SBE43 pour l’O2, appartenant au groupe technique espagnol (UTM). La chaîne de traitement "SBE data processing" a été utilisée après un premier nettoyage des données brutes. Les données ont ensuite été réduites et calibrées à l’aide de la nouvelle chaîne de calibration du LPO(écrit en matlab). Cette chaîne, écrite en matlab, est conforme à la procédure habituelle du LPO qui utilise d’une part les calibrations pré et post-campagne des capteurs de température et de pression (faites à l’Ifremer) pour corriger les mesures de température et pression de la sonde et d’autre part les prélèvements d'eau des 24 bouteilles de la rosette pour corriger les données salinité et oxygène dissous de la sonde. La précision finale respective des données de température, salinité et oxygène dissous (0.002 °C, 0.002 psu et 0.04 ml/l) est compatible avec les normes internationales WOCE.