CENTRO NACIONAL DE
DATOS HIDROGRÁFICOS Y OCEANOGRÁFICOS
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MANUAL DE PROCESAMIENTO DE PERFILADORES CTD-SBE
INTRODUCCIÓN
El siguiente manual resume, en términos generales, los pasos recomendados por SEABIRD, para el procesamiento de la información oceanográfica obtenida desde perfiladores CTD. La metodología propuesta, es la que CENDHOC utiliza como estándar. Se recomienda visitar periódicamente el sitio www.seabird.com, con la finalidad de contar con las últimas actualizaciones.
El software SEASOFT V2, se utiliza actualmente para la adquisición y posterior procesamiento de la información básica de presión, temperatura y conductividad, observada en la columna de agua. Este software cuenta con subprogramas individuales:
- SEATERM V2: Este programa administra los comandos de comunicación con el equipo, permitiendo ver su estado, configuración, recuperación de datos y pruebas.
- SEASAVE V7: Programa que permite adquirir y desplegar los datos en tiempo real o autocontenido para una gran variedad de instrumentos SBE.
- SBE DATA PROCESSING: Éste es un menú modular que maneja subrutinas de adquisición, conversión, edición, procesamiento, archivo y ploteo de la información.
- PLOT 39: Programa que permite graficar los datos adquiridos desde perfiladores SBE-39, 39-IM, 39 plus y 48 Data.
Este manual informa en detalle el uso y utilidad del programa SBE DATA PROCESSING, el cual ha sido diseñado para trabajar en ambientes Win XP, Windows Vista, Windows 7, etc., siendo compatible con los siguientes productos SeaBird:
| SBE 9 plus | SBE 25 y 25 plus | SBE 39 y 39 plus |
| SBE 16 Sea Cat | SBE 37 | SBE 45, 48 y 49 |
| SBE 16 plus | SBE 19 y 19 plus | SBE 21 y SBE Glider |
METODOLOGÍA DE ADQUISICIÓN
A continuación se detallan las rutinas específicas y el orden recomendado para cada modelo de CTD. Es importante destacar que debido a las características de estas subrutinas no son aplicables para todos los modelos de CTD, para más información consultar el Manual.
SUBRUTINAS DISPONIBLES
0. SEASAVE
Es una aplicación de SEASOFT, la cual permite desplegar y adquirir datos, tanto en tiempo real como en autocontenido, para una gran variedad de instrumentos de SEABIRD.
Actualmente, gran parte de los equipos trabajan en tiempo real, por lo cual el operador de CTD puede chequear, el despliegue gráfico de los datos en la pantalla del PC.
0.1 SEATERM
Seaterm es una subrutina utilizada, al activar la adquisición de datos en terreno. Con este comando, se prueban comunicaciones, se revisan las configuraciones y se desarrollan pruebas de diagnósticos generales del equipo.
0.2. SEATERM v2
SeatermV2 es un programa independiente, al activar la adquisición de datos en terreno. Con este comando, se prueban comunicaciones, se revisan las configuraciones y se desarrollan pruebas de diagnósticos generales del equipo.
Este programa se utiliza en la nueva generación de instrumental ya que entrega los datos en formato XML.
0.3. SEATERM-232
Seaterm232 es un programa específico para instrumentos que utilizan la interfaz RS-232. Con este programa, se gestionan las comunicaciones, se envían comandos y se revisan las respuestas del instrumento.
METODOLOGÍA DE PROCESAMIENTO
El procesamiento de los datos obtenidos por los perfiladores CTD presentados a continuación, corresponde a la última versión del manual Seasoft V2: SBE Data Processing.
Este procesamiento debiese ser usado siempre y cuando la captura de los datos se haya realizado según las recomendaciones estándar, considerando una velocidad de descenso del instrumental no superior a 1m/s.
El procesamiento recomendado incluye una serie de subrutinas destinadas a analizar la información adquirida, permitiendo graficar, filtrar, promediar, etc. A continuación se detallan las rutinas específicas y el orden recomendado para cada modelo de CTD.
SUBRUTINAS DISPONIBLES
1. DATA CONVERSION
Esta subrutina permite convertir los datos originales desde:
- *.dat SBE 911plus (Seasave version < 6.0).
- *.hex SBE 911plus (Seasave version > 7.0).
- *.xml SBE 25 plus.
A unidades ingenieriles, dando origen a un archivo *.cnv y opcionalmente un *.ros (asociado al cierre de botellas).
El uso de esta subrutina requiere de un archivo de configuración, que contiene toda la información de calibración del CTD (*.con y *.xmlcon).
Una vez la conversión haya sido realizada, se debe revisar manualmente el archivo de datos, eliminando toda fila de observaciones asociadas a la estabilización de los sensores. Los datos finales deben partir desde el nivel más cercano a superficie, considerando un descenso a velocidad constante.
2. FILTER
Esta subrutina es un filtro de paso bajo que se aplica sobre una o más columnas de datos, cumpliendo el rol de suavizar las altas frecuencias. Con la finalidad de generar cero desfase, el filtro es aplicado hacia adelante y atrás a través de los datos.
Los datos de presión son filtrados con un tiempo constante igual a 4 veces la tasa de scan del CTD. Este programa permite utilizar 2 tiempos constantes, de esta manera, diferentes parámetros pueden ser filtrados con diferentes tiempos constantes en una corrida del filtro. Los valores típicos utilizados son:
| Instrumento | Tempertura (Seg.) | Conductividad (Seg.) | Presión (Seg.) |
| 9 plus | - | - | 0.15 |
| 19 plus | 0.5 | 0.5 | 1.0 |
| 19 no plus | 0.5 | 0.5 | 2.0 |
| 25 o 25plus | 0.1 | 0.1 | 0.5 |
| 49 | 0.085 | 0.085 | 0.25 |
3. ALIGN CTD
Esta subrutina permite alinear respecto al tiempo, los datos relativos a la presión, permitiendo de esta forma, que todos los parámetros sean adquiridos desde la misma parcela de agua.
Las principales causas del desfase en el tiempo son:
- Desajuste físico de la posición de los sensores.
- Retardo de tiempo inherente a cada sensor.
- Tiempo transcurrido en el tránsito del agua sobre la línea de bombeo.
Los valores de desfases a aplicar dependerán de la variable y el tipo de CTD utilizado para la adquisición de datos.
ALIGN TEMPERATURA
Dependiendo del tipo de CTD, serán los valores de tiempo de desfase a utilizar:
| Tipo de CTD | Valor (s) |
| 9 plus | 0 |
| 19, 19 plus, 19 plus V2 | +0.5 |
| 25 o 25 plus | 0 |
| 49 | +0.0625 |
Para el caso del CTD SBE 49, se puede programar el avance de la temperatura respecto a la presión, cuando se adquieren los datos en tiempo real, de tal manera que la aplicación de la subrutina no es necesaria.
ALIGN SALINIDAD
Dependiendo del tipo de CTD, serán los valores de tiempo de desfase a utilizar, sin embargo, éste no es un desfase directo entre conductividad y profundidad, pues esta variable, también es dependiente de la temperatura, por lo tanto, se debe considerar ambos valores para obtener el desfase final.
Para el caso del CTD SBE 19 sin bomba, la conductividad por lo general, se desfasa respecto a la temperatura, debido principalmente a la velocidad con la cual el agua humedece al sensor, al respecto:
Los valores tipo recomendados, se muestran en la siguiente tabla:
| Tipo de CTD | Desfase T° | Desfase Cond/T° | Desfase final de la Conductividad |
| 9 plus | 0 | +0.073 | +0.073 |
| 19 plus, 19 plus V2 (con bombeo a 200 rpm) | +0.5 | 0 | +0.5 |
| 19 no plus | +0.5 | Depende de la velocidad de bajada | Depende de la velocidad de bajada |
| 25 o 25 plus (con bombeo a 2000 rpm) | 0 | +0.1 | +0.1 |
| 49 (con bombeo a 3000 rpm) | +0.0625 | 0 | - |
ALIGN OXÍGENO
Los datos de oxígeno son sistemáticamente desfasados con respecto a la presión, debido principalmente a:
- Desfase asociado a los cambios de temperatura (Ej: SBE 43, desfase de 2 (s) a 25°C).
- Desfase asociado al tiempo de tránsito del agua, dentro de la línea de bombeo.
Dependiendo del tipo de CTD, serán los valores de tiempo de desfase a utilizar:
| Tipo de CTD | Valor (s) | Valor recomendado |
| 9 plus | +2 a +5 | +3 |
| 19 (no plus) | +3 a +7 (c/bomba) +1 a +5 (s/bomba) |
+6 +3 |
| 19 plus, 19 plus V2 | +3 a +7 | +3 |
| 25 o 25 plus | +3 a +7 | +3 |
4. CELL THERMAL MASS
La medida de salinidad en el océano, es de tipo indirecta y se calcula en base a la conductividad. A su vez, la conductividad no depende solamente de la cantidad de sales, sino que también, depende de la temperatura. Por lo tanto, los sensores de conductividad deben responder perfectamente a los cambios rápidos de temperatura.
Cell Thermal Mass, cumple el objetivo de eliminar, a través de un filtro, los efectos térmicos sobre la conductividad. Los valores recomendados para el Thermal Anomaly Amplitude (α) y Thermal Anomaly Time Constant (1/β) son:
| Instrumento | α | 1/β |
| 9 plus, 49 | 0.03 | 7 |
| 19 plus y 19 no-plus c/bomba | 0.04 | 8 |
| 19 no-plus s/bomba | 0.042 | 10 |
| 25 o 25 plus | 0.04 | 8 |
5. LOOP EDIT
Esta subrutina permite marcar como "malas" las filas asociadas a scan con disminución o inversión de profundidad (causados principalmente por el movimiento de la embarcación).
Los datos considerados como "malos" no serán incluídos en el resto de los pasos del procesamiento.
6. DERIVE
Esta subrutina permite obtener nuevas variables, a partir de los datos de presión, temperatura y conductividad, adquiridos por el CTD.
Para esta subrutina, existen 2 opciones de derivación, los cuales se diferencian en sus algoritmos usados para estos cálculos:
- Derive EOS-80 (detallada en manual).
- Derive TEOS-10.
7. DERIVE (TEOS-10, Salinidad Absoluta)
Esta subrutina permite obtener nuevas variables, a partir de los datos de presión, temperatura, conductividad o salinidad (practica, EOS-80), latitud y longitud adquiridos por el CTD.
Para más información sobre esta subrutina y los algoritmos utilizados consultar el manual.
8. BIN AVERAGE
Los datos procesados por este software, adquieren una cantidad de scan, dependiendo del tipo de CTD, lo cual genera que para cada nivel de profundidad exista más de 1 valor.
Esta subrutina permite promediar los datos, basados en los intervalos de:
- Rango de presión.
- Rango de profundidad.
- Número de scan.
- Rango de tiempo.
Se debe considerar que ésta subrutina siempre debe ser utilizada, posterior al proceso de alineamiento (Aling CTD).
20. SEA PLOT
Esta subrutina permite graficar la data procesada.
Los gráficos a generar, son del tipo XY, en el cual se pueden superponer distintas variables, dependiendo de los sensores del equipo.
- SBE 9Plus, 19, 19Plus V2, 25, 25Plus, 49:
0/0.1/0.3 ➛ 1 ➛ 2 ➛ 3 ➛ 4 ➛ 5 ➛ 6 ➛ 7(Opcional) ➛ 8 ➛ 20 - SBE 16, 16Plus, 16Plus-IM, 16Plus V2, 16Plus-IM V2, 21, 45:
0/0.3 ➛ 1 ➛ 6 ➛ 7(Opcional) ➛ 20 - SBE 37-SM, SMP, SMP-IDO, SMP-ODO, IM, IMP, IMP-IDO, IMP-ODO, SI, SIP, SIP-IDO, SIP-ODO, HEX DATA, XMLCOM DATA:
0.3 ➛ 1 ➛ 6 ➛ 7(Opcional) ➛ 20 - SBE 37-SM, SMP, IM, IMP, SI, SIP, SIN ARCHIVO CONFIG.:
0.3 ➛ 1 ➛ 6 ➛ 7(Opcional) ➛ 20 - SBE 39, 39-IM, 48:
0.1 ➛ 20 - SBE 39Plus, 39Plus-IM:
0.3 ➛ 20 - Glider Payload CTD Data (GPCTD):
0.3 ➛ 2 ➛ 3 ➛ 4 ➛ 6 ➛ 7(Opcional) ➛ 20
Centro Nacional de Datos Hidrográficos y Oceanográficos de Chile (CENDHOC) - Servicio Hidrográfico y Oceanográfico de la Armada (SHOA).
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