An assessment of light-based geoposition estimates from archival tags

David W. Welch and J. Paige Eveson

Abstract: Archival tags record information about the environment of tagged animals over long periods of time (months to years). In theory, position can be estimated from a record of changes in light intensity with time. We describe two approaches to estimating geoposition based on estimating either the time of maximal rate of change in light intensity or the time that a reference light intensity is reached. Digital signal processing is investigated as a method of increasing the signal-to-noise ratio of the light record. Our test data suggest that the daily position of a tagged animal can potentially be estimated within an average error of about 140 km (SD's of 0.9° of longitude and 1.2° of latitude), approaching the resolution of the best eddy-resolving physical oceanographic models of ocean currents. The source of the remaining large-scale errors in geoposition appears to be extrinsic to the tags and may be related to large-scale weather systems. The accuracy of current archival tags is sufficient to permit an assessment of the open-ocean migration pathways of animals such as maturing salmon and may be sufficient for use in some parts of the continental shelf as well.

Résumé : Les marques d'archivage enregistrent des données sur l'environnement dans lequel évoluent les animaux marqués sur de longues périodes (mois ou années). En théorie, la position peut être estimée à partir d'un enregistrement des changements temporels dans l'intensité lumineuse. Nous décrivons deux méthodes d'estimation de la position géographique fondées sur l'estimation du moment où le taux de changement de l'intensité lumineuse est maximal ou du moment où une intensité lumineuse de référence est atteinte. Nous examinons l'utilisation du traitement du signal numérique comme méthode pour augmenter le ratio signal/bruit de l'enregistrement de l'intensité lumineuse. Nos données indiquent que la position quotidienne d'un animal marqué peut être estimée avec une erreur moyenne d'environ 140 km (É-T's de 0,9° de longitude et 1,2° de latitude), ce qui s'approche de la résolution des meilleurs modèles océanographiques physiques de description spatiale des tourbillons pour les courants océaniques. La source des erreurs importantes restantes dans la position géographique semble ne pas dépendre des marques et pourrait être liée à des systèmes météorologiques à grande échelle. La précision des marques d'archivage actuelles est suffisante pour permettre une évaluation des voies migratoires océaniques d'animaux comme le saumon en période de maturation, et pourrait être suffisante pour en permettre aussi l'utilisation dans certaines régions de la plate-forme continentale.

[Traduit par la Rédaction]