N°57

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2000

ISSN

0994

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Argos Buoys atop the Frozen Ocean

Des bouées Argos sur l’océan gelé

Le programme international de bouées arctiquesInternational Arctic Buoy Programme (IABP)

Le programme international pour les bouées antarctiques The International Programme for Antarctic Buoys (IPAB)

ICEXAIR - L’artisan infatigable de la surveillance du climat en Arctique

ICEXAIR - The Workhorse of Arctic Climate Monitoring

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Des bouées Argos sur l’océan gelé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Roger Colony, International Arctic Research Center

Tribune libreLe programme international des bouées arctiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4Ignatius Rigor, Mark Ortmeyer et Christopher O’Connors, IABP

Le programme international pour les bouées antarctiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8Ian Allison, IPAB Co-ordinator

Actualités constructeursICEXAIR, l’artisan infatigable de la surveillance du climat en Arctique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

Torleif Lothe, Christian Michelsen Research

En brefSalon Oceanology International 2000 (Brighton, Angleterre) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

À votre service dans le monde entier : Guan Oon, CLS Argos Australasia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

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L ’évolution de la technologie dessatellites du début des annéessoixante-dix a conduit à la mise

en place de programmes pour la sur-veillance du mouvement des glaces de lamer, de la pression atmosphérique ensurface, et de la température de l’air à2 mètres sur le bassin arctique. Quelquesmois après le lancement du système Ar-gos à bord de Tiros N, l’université deWashington a déployé un réseau devingt bouées sur la glace pérenne del’océan Arctique. Conçu au départ poursoutenir les objectifs de recherche fon-damentaux de First GARP Global Expe-riment (première expérience globaleGARP), le projet a rapidement gagné lesoutien de la communauté spécialiséedans les prévisions météorologiquesseptentrionales. Au cours de la premièreannée, le projet s’est également interna-tionalisé avec la reconnaissance par lesÉtats-Unis, le Canada et la Norvège dubien-fondé de la mise en place d’un ré-seau unifié de bouées.

Fort d’un soutien national et international,le Polar Science Center (centre sur lessciences polaires) de l’université de Wa-shington a géré le programme de 1979 à1989. Le programme était alors reconnucomme un atout majeur pour la rechercheet la prévision météorologique. À la re-cherche d’une couverture internationale,les utilisateurs et les participants du pro-gramme de bouées ont demandé à l’Orga-nisation mondiale de la météorologie(OMM) et à la Commission océanogra-phique intergouvernementale (COI) de de-venir un groupe d’action du Groupe de co-opération pour les programmes de bouéesdérivantes (DBCP) ; le programme interna-tional des bouées arctiques (IABP) a alorsété mis en place en 1990. La communautédes utilisateurs de bouées de l’océan An-tarctique a rapidement réagi et a mis enplace, à son tour, le programme interna-tional pour les bouées antarctiques (IPAB).

Les objectifs fondamentaux du pro-gramme sont restés les mêmes pendant

plus de 20 ans. Agissant pour le compte dela recherche et de la prévision météorolo-gique et climatique en zones polaires, lesprogrammes IABP et IPAB continuent à uti-liser des bouées Argos pour surveiller lemouvement des glaces, la pression atmos-phérique en surface, la température de l’airà la surface sur les océans recouverts deglace. Les données recueillies sont essen-tielles pour comprendre les processus duclimat septentrional et le changement glo-bal. Les deux programmes sont désormaisen mesure d’apporter une importantecontribution aux nouveaux systèmes desurveillance océanique et climatologique.

Roger ColonyInternational Arctic Research Center

Frontier Research System for Global Change

Université d’Alaska FairbanksE-mail : rcolony@iarc.uaf.edu

Des bouées Argos sur l’océan gelé

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3ARGOS NEWSLETTER 57 - SEPTEMBER 2000

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T he evolving satellite technologyof the early 1970s prompted plansfor monitoring the day-to-day

fields of sea-ice motion, surface atmo-spheric pressure, and 2-m air temperaturethroughout the Arctic Basin. A fewmonths after the Argos system waslaunched aboard Tiros N, the University ofWashington deployed a network of twentybuoys atop the perennial ice of the ArcticOcean. Originally intended to support thebasic research objectives of the FirstGARP Global Experiment (FGGE), theproject soon gained support from the high-latitude weather forecasting community.During the first year, the project also be-came international with the United States,Canada, and Norway recognizing the mer-its of a unified buoy network.

Gathering national and international sup-port, the Polar Science Center of the Uni-versity of Washington managed the pro-gram from 1979 through 1989. By thistime, the program was recognized as a

major asset of the research and operationalcommunities. Seeking an internationalumbrella, the users and contributors of thebuoy program petitioned the World Mete-orological Organization (WMO) and Inter-governmental Oceanographic Commis-sion (IOC) to become an Action Group ofthe Drifting Buoy Cooperation Panel(DBCP); thus, the International ArcticBuoy Programme was established in 1990.The community of buoys users in the icecovered southern oceans soon followedsuit and established the International Pro-gramme for Antarctic Buoys.

The basic program objectives have en-dured for more than 20 years. Acting onbehalf of the polar research and opera-tional communities, the IABP and IPAB

continue to use Argos-linked buoys tomonitor the fields of sea-ice motion, sur-face pressure, and surface air temperatureatop the ice covered oceans. The data col-lected are important for the understandingof high latitude climate processes and

global change. The two programs are nowwell positioned to make a significant con-tribution to the new ocean and climatemonitoring systems.

Roger ColonyInternational Arctic Research Center

Frontier Research System for Global Change

University of Alaska FairbanksE-mail : rcolony@iarc.uaf.edu

Argos Buoys atop the Frozen Ocean . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3Roger Colony, International Arctic Research Center

Users’ ProgramsInternational Arctic Buoy Programme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5Ignatius Rigor, Mark Ortmeyer and Christopher O’Connors, IABP

The International Programme for Antarctic Buoys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9Ian Allison, IPAB Co-ordinator

Manufacturers’ NewsICEXAIR - The Workhorse of Arctic Climate Monitoring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13Torleif Lothe, Christian Michelsen Research

In BriefOceanology International 2000 Show in Brighton, England . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

Serving you around the world: Guan Oon, CLS Argos Australasia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

Argos Buoys atop the Frozen Ocean

TRIBUNE LIBRE

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L es données sont analysées aucentre de science polaire de l'uni-versité de Washington. Les don-

nées recueillies par plus de 500 bouées (fi-gure 1) couvrent plus de 4600 mois. Ladurée de vie de ces bouées varie de un àdeux ans. Les données font l'objet d'uncontrôle de qualité et sont interpolées

toutes les trois heures au moyen d'un algo-rithme polynomial. À partir de ces don-nées, les champs spatiaux SLP, SAT et devitesse des glaces sont analysés par une in-terpolation optimale, avec une résolutionde 12 heures et de 100 kilomètres. Les don-nées sont exploitées aussi bien pour les be-soins opérationnels de la météorologie que

pour la recherche (prévisions météorolo-giques et état des glaces, validation et for-cing de modèles informatisés etc.) et pourl’étude des changements climatiques.

Parallèlement aux prévisions météorolo-giques, les données des bouées IABP sontutilisées quasiment en temps réel par lesprofessionnels de la cartographie desglaces. Ainsi, la dérive observée desbouées sur la glace aide les spécialistes desprévisions et des analyses de la glace del’U.S. National Ice Center (NIC) à sur-veiller le mouvement des glaces sur plu-sieurs années en mer de Beaufort, dans labaie de Baffin ainsi que dans d'autres mersrecouvertes par la banquise. Les bouéesfournissent des informations essentiellespour la détermination précise des routesrecommandées aux des navires opérantdans des zones glaciaires périphériques.

Les analyses classiques de Prik, Namias etGorshkov peuvent généralement être ap-pliquées au champ SLP moyen. Lorsqu'onsuperpose les cartes de pression atmosphe-rique au niveau de la mer et celles des dé-placements quotidiens des glaces, onconstate que les glaces manifestement sui-vent les isobars. Les champs SLP mensuelsmoyens révèlent une grande variation an-nuelle dans les régions polaires. Lesmoyennes saisonnières mettent en évi-dence des phénomènes régionaux du mou-vement des glaces en relation avec lesvents géostrophiques, liés aux courantsocéaniques de surface, aux différences decontraintes internes de la calotte glaciaireet aux changements intervenant dans lescouches planétaires limites. La figure 2 re-présente le champ annuel moyen de lapression au niveau de la mer et le mouve-ment des glaces associé.

Les données du programme IABP se sontrévélées cruciales quant à la détection desévolutions du climat arctique. La diffé-rence de SLP entre la première et la se-conde tranche de huit années de donnéesde l’IABP a permis à Walsh et ses coauteurs(1996) de mettre en lumière une évolutionnotable de la circulation arctique à la fin dela décennie 1980. Walsh et ses coauteurs(1996) ont révélé une anomalie cycloniquede la circulation atmosphérique, qui se tra-duit à son tour par une anomalie cycloniquedans le mouvement des glaces marines.

Depuis 1979, le programme international de bouées arctiques

(IABP) maintient un réseau de bouées dérivantes dans le bassin

arctique. Ces bouées mesurent la pression atmosphérique au

niveau de la mer (SLP), la température de l'air en surface (SAT), la

position ainsi que d'autres facteurs météorologiques, qui sont

transmis et recueillis via Argos.

Figure 1. Positions des bouées mois par mois de 1979 à 1998.Figure1. Monthly buoy positions from 1979 to 1998.

Le programme international de bouées arctiques

USERS’ PROGRAMS

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T he data are analyzed at the PolarScience Center of the Univer-sity of Washington. More than

4600 buoy-months of data from over500 buoys (Figure 1) have been collected.The buoys have expected life spans of 1 to2 years. The data are quality controlledand interpolated to three-hour intervals us-ing a polynomial fit algorithm. From thesedatasets, spatial fields of SLP, SAT, and icevelocity are analyzed using optimal inter-polation, with a resolution of 12 hours and100 km. The data is used for both opera-tions and research, e.g. forecasting

weather and ice conditions, validation andforcing of computer models, and for stud-ies of climate change.

In addition to the weather forecasting, theIABP buoy data is used in near real-time bythe ice charting community. At the U.S.National Ice Center (NIC), for example, theobserved drift of the buoys on the ice helpsIce Forecasters and Analysts to monitorthe movement of multi-year ice in theBeaufort Sea, Baffin Bay, and other icecovered seas. The buoys supply key infor-mation to provide more accurate ship rout-ing recommendations for vessels operat-ing in the marginal sea ice zones.

In general, the mean SLP field supports theclassical analyses of Prik, Namias, andGorshkov. When the pattern of daily icemotion is overlaid on the SLP fields, the iceclearly follows the isobars. Mean monthlySLP fields reveal large interannual vari-ability in the polar regions. Seasonal mean

data show regional patterns between icemotion and geostrophic winds that are re-lated to surface ocean currents, the diver-gence of stress in the ice pack, andchanges in the planetary boundary layers.Figure 2 shows the annual mean field ofsea level pressure and ice motion.

Data from the IABP have been crucial indetecting changes in the Arctic climate.By taking the difference in SLP from thefirst and second 8 years of data from theIABP, Walsh et al. (1996), showed that thecirculation in the Arctic had undergone adistinct change in the late 1980’s. Walsh etal. (1996) showed a cyclonic anomaly in

International Arctic BuoyProgramme

Ours polaires inspectant une bouée.Polar bears inspecting a buoy.Photo courtesy D. G. Barton, U.S Coast Guard (retired) ©1992

The International Arctic Buoy

Programme (IABP) has

maintained a network of

drifting buoys in the Arctic

Basin since 1979. These

buoys measure sea level

pressure (SLP), surface air

temperature (SAT), position,

and other meteorological

quantities which are

transmitted and collected

by Argos.

Figure 2. Champs moyens de pression atmosphérique (SLP) et dérive des glaces, 1979-1998.Figure 2. Mean fields of SLP and Ice Motion for 1979 - 1998.

TRIBUNE LIBRE

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Il est à noter qu'en dépit du caractère cy-clonique des anomalies, le champ moyendu mouvement des glaces demeure anticy-clonique en mer de Beaufort.

Un nouveau jeu de données SAT, appelé« IABP/POLES » a récemment été publié,dans le cadre de la collaboration du pro-gramme IABP au projet NASA EOS

« POLES » sur les échanges polaires de sur-face. À partir de ce jeu de données, Rigoret ses coauteurs (2000) ont montré que latendance au réchauffement déjà identifiéepar Jones et ses coauteurs (1999) au-des-sus des masses de terre polaires s'étend surl'océan Arctique (figure 3). Le réchauffe-ment est notable dans l'est de l'Arctique,dont la partie ouest connaît un léger refroi-dissement. Ces tendances sont particuliè-rement marquées au printemps.

Ces changements de SLP, mouvement desglaces et SAT sont liés à ceux de l'oscilla-tion arctique (AO) (Thomson et Wallace,1998). L'anomalie cyclonique de la circu-lation atmosphérique constatée par Walshet coauteurs (1996) concorde avec le profilspatial de l'AO. Cette anomalie atmosphé-rique suscite une anomalie cyclonique dumouvement des glaces, qui augmente ladivergence entre les glaces de l'Arctiqueoriental et réduit la circulation anticyclo-nique de Beaufort. Ces changements ren-forcent la dérive des glaces dans le bassinArctique et à travers le détroit de Fram.Cette anomalie atmosphérique expliqueégalement les tendances de la SAT, à savoirque l'augmentation de la divergence desglaces entraîne un dégagement de chaleurocéanique plus important, provoqué par leregel hivernal des zones ouvertes, et quel'augmentation de l’advection d’air chaudissue des terres sibériennes réchauffe l'est

de l'océan Arctique. L'ouest de l'océanArctique est refroidi par la convergenceaccrue des glaces et l’advection d’air froiden provenance des terres à l’ouest dubassin.

Le programme IABP est financé par desparticipants de trente et un organismes dedix pays. Les rapports annuels de donnéessont disponibles auprès du Polar ScienceCenter. Ces jeux de données, assortisd'autres informations sur le programmeIABP, sont disponibles sur le site webhttp://IABP.apl.washington.edu/ ou au-près du World Data Center for Glaciology,université du Colorado.

Ignatius RigorE-mail : ignatius@apl.washington.edu

Mark Ortmeyer et Christopher O’Connors

Bibliographie

Jones, P.D., M. New, D.E. Parker, S. Martin, and I.G. Rigor, 1999 : Surface air temperature and its changes over the past150 years, Rev. of Geophysics, v. 37, no. 2, pp. 173 - 199.

Walsh, J. E., W. L. Chapman, and T.L. Shy, 1996 : Recent decrease of sea level pressure in the central Arctic. J. Climate, 9, 480-485.

Rigor, I., R. Colony, and S. Martin, 2000 : Variations in Surface Air Temperature Observations in the Arctic, 1979-1997, J. Cli-mate, Vol. 13, no 5, 896-914.

Thompson and J. M. Wallace, 1998 : The Arctic oscillation signature in the wintertime geopotential height and temperaturefields, Geophys. Res. Lett., 25, 655-658.

Remerciements Les auteurs sont financés par le pro-gramme United States InteragencyBuoy Program (US-IABP), sous l’égidede l’U.S. Navy-NOAA National IceCenter.

USERS’ PROGRAMS

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atmospheric circulation, which, in turn,drives a cyclonic anomaly in sea ice mo-tion. It should be noted that although theanomalies are cyclonic, the mean field ofice motion in the Beaufort Sea remains an-ticyclonic.

Recently the IABP in collaboration with theNASA EOS project Polar Exchange at theSea Surface (POLES), has released a newSAT dataset called IABP/POLES. Using thisdataset, Rigor et al. (2000) showed that thewarming trends found by others (e.g.Jones et al. 1999) over the northern landmasses extend out over the Arctic Ocean(Figure 3). Warming is found in the east-ern Arctic, while a slight cooling is notedin the west. These trends are most signifi-cant during Spring.

These changes in SLP, ice motion, and SAT

are related to changes in the Arctic Oscil-lation (AO) (Thompson and Wallace,1998). The cyclonic anomaly in atmo-spheric circulation found by Walsh et al.(1996) matches the spatial pattern of theAO. This atmospheric anomaly drives a cy-clonic anomaly in ice motion, which in-creases the divergence of ice in the easternArctic and reduces the anticyclonic Beau-fort Gyre. These changes increase the driftof ice across the Arctic Basin and throughFram Strait. The atmospheric anomalyalso explains the trends in SAT, i.e. in-creased ice divergence implies that moreheat is released from the ocean by the re-freezing of open leads during winter, andincreased warm advection from theSiberian land masses warms the easternArctic Ocean. In the west, increased con-vergence of ice and cold advection coolthe western Arctic Ocean.

The IABP is funded by participants from31 Institutions in 10 countries. Annualdata reports are available from the Po-lar Science Center. These datasets andmore information on the IABP are alsoavailable from the IABP web serverhttp://IABP.apl.washington.edu/ or fromthe World Data Center for Glaciology atthe University of Colorado.

Ignatius Rigor, Mark Ortmeyer

and Christopher O’ConnorsE-mail: ignatius@apl.washington.edu

Figure 3. Tendances saisonnières de la température de l’air en surface (SAT) issues du jeu dedonnées IABP/POLES, 1979-1997.Figure 3. Seasonal SAT trends from IABP/POLES data set for 1979 - 1997 (Rigor, Colony andMartin, Variations in SAT).

References

Jones, P.D., M. New, D.E. Parker, S. Martin, and I.G. Rigor, 1999: Surface air tem-perature and its changes over the past 150 years, Rev. of Geophysics, v. 37, no. 2,pp. 173 - 199.

Walsh, J. E., W. L. Chapman, and T.L. Shy, 1996: Recent decrease of sea level pres-sure in the central Arctic. J. Climate, 9, 480-485.

Rigor, I., R. Colony, and S. Martin, 2000: Variations in Surface Air TemperatureObservations in the Arctic, , J. Climate, Vol. 13, no 5, 896-914.

Thompson and J. M. Wallace, 1998: The Arctic oscillation signature in the winter-time geopotential height and temperature fields, Geophys. Res. Lett., 25, 655-658

Acknowledgments: The authors are funded by the United States Interagency BuoyProgram (US-IABP) through the U.S. Navy-NOAA National Ice Center.

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L e programme international pourles bouées antarctiques (Interna-tional Programme for Antarctic

Buoys : IPAB) est un projet autofinancépar le World Climate Research Program(programme mondial de recherche sur leclimat), créé pour développer et maintenirun réseau d’observation de bouées déri-vantes et autres systèmes de collecte dedonnées utiles dans l’océan Antarctique.Ce réseau est mis en place dans le but desoutenir la recherche dans la région sur lesprocessus climatiques et le changement auniveau global, de fournir en temps réel lesdonnées météorologiques opérationnelleset d’établir une base pour un contrôleconstant du climat atmosphérique et océa-nique dans la zone des glaces de mer del’Antarctique.

Les bouées dérivantes ont d’abord étémises en place sur la banquise antarctiqueen 1979, et depuis lors, un certain nombred’institutions et d’organisations ont par in-termittence installé des bouées dans lecadre de programmes de recherche spéci-fiques. Dans les années quatre-vingt-dix, ilétait jugé important de coordonner l’instal-lation de bouées dérivantes afin d’optimi-ser la distribution sur la région et créer uncentre d’archives regroupant les données

des bouées de l’Antarctique. Le pro-gramme international pour les bouées an-tarctiques (IPAB) a été lancé en 1994 ; etaujourd’hui, dix-neuf agences et institu-tions représentant dix pays y participent. Àla différence des ensembles de bouées dé-rivantes mis en place dans d’autres océansdu monde, le programme IPAB ne reçoitpas un grand soutien de la part des agencesmétéorologiques en activité, et la majoritédes installations de bouées IPAB sont effec-tuées dans le but de soutenir les pro-grammes de recherche, parmi lesquels denombreux s’intéressent au mouvement desglaces de l’Antarctique.

Pendant cinq ans, entre 1995 et 1999, plusde cent bouées fournissant des données auprogramme ont été installées au sud du 55e

parallèle. La plupart des bouées de don-nées IPAB fonctionnent à travers le systèmeArgos et le programme incite les opéra-teurs de bouées à équiper les plates-formesavec des capteurs de pression et de tempé-rature et à fournir les données météorolo-giques opérationnelles en temps réel enpassant par le Système mondial detélécommunications (SMT, Global Tele-communication System, GTS). Certainesplates-formes intègrent des instrumentsmétéorologiques plus sophistiqués

(figure 1) alors que d’autres sont desplates-formes n’indiquant que la position(souvent avec un positionnement GPS) etqui sont utilisées dans l’étude de la dérivedes glaces et de leur déformation.

Les statistiques des activités des bouéesIPAB obtenues depuis 1995 sont présentéesdans les figures 2 et 3. Le nombre debouées équipées de capteurs météorolo-giques dont les données sont transmisessur le SMT est resté à peu près constant – de12 à 18 par an depuis 1995. Cependant,même les années où le nombre de bouéesactives est le plus haut, ce chiffre restebien en deçà de la norme optimale. La plu-part des déploiements IPAB ont été concen-trés sur la mer de Weddell et au large del’Antarctique est, mais il y a eu de nou-veaux déploiements dans la région de lamer Ross et Bellingshausen en 1998. Lagrande majorité des déploiements ont étéfaits sur des banquises ou des glaces nou-vellement formées à partir de bateaux, engénéral des navires réapprovisionnant lesbases de l’Antarctique. Dans la mer deWeddell, les déploiements sont générale-ment effectués en janvier et février, alorsqu’au large de l’Antarctique est, ils sonteffectués de fin mars à début mai au mo-ment où le front de glace commence à re-monter vers le nord depuis sa position mi-nimale en été au bord des côtes. Chaqueannée, le nombre de bouées atteint sonmaximum à la fin de l’automne après lesnouveaux déploiements. La grande pointedu mois d’août est le résultat d’un certainnombre de bouées n’indiquant que la posi-tion, placées à court terme et installéesdans le cadre des études des processus desglaces de mer hivernales – études menéesen 1995 et 1999. Le nombre de bouéeschute régulièrement par la suite en raisondes pannes des instruments, et de la dérivevers le nord qui éloigne de nombreusesbouées de la région intéressant l’IPAB.Bien que de nombreuses bouées dérivantessoient suffisamment alimentées pour fonc-tionner deux années ou davantage, la plu-part dérivent vers le nord, loin des glaces,

Le programme international pour les bouées antarctiques

Les glaces de mer saisonnières couvrent une grande partie de

l’hémisphère sud et jouent un rôle important dans le climat de

l’océan austral. Cependant la zone des glaces de mer de

l’Antarctique reste une des régions les plus méconnues de la

planète. De nombreux processus liés à la formation des glaces

de mer demeurent mal compris, en raison essentiellement du

manque de données concernant cette région inhospitalière.

L’accès à ces mers couvertes de glaces autour du continent

étant difficile pendant une longue partie de l’année, la meilleure

méthode pour recueillir des données à long terme sur le site

passe par l’utilisation de stations autonomes telles que les

bouées dérivantes avec suivi satellitaire.

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Seasonal sea ice covers a

large part of the Southern

Hemisphere and plays an

important role in the climate of

the Southern Ocean, yet the

Antarctic sea ice zone remains

one of the least known regions

of the earth’s surface. Many

processes relating to sea ice

remain poorly understood, due

in no small part to the lack of

data from this inhospitable

region. Because of the difficult

access the ice covered seas

around the continent for much

of the year, the optimum

method of collecting long term

in-situ data is by the use of

autonomous stations such as

satellite tracked drifting buoys.

T he International Programme forAntarctic Buoys (IPAB) is a self-sustaining project of the World

Climate Research Programme, establishedto develop and maintain an observationalnetwork of drifter buoys and other appro-priate data collection systems in the oceanaround Antarctica. The objectives of thisnetwork are to support research in the re-gion related to global climate processesand to global change, to provide real-timeoperational meteorological data and to es-tablish a basis for on-going monitoring ofatmospheric and oceanic climate in theAntarctic sea-ice zone.

Drifting buoys were first deployed in theAntarctic pack ice in 1979, and since thena number of institutions and organizationshave intermittently deployed buoys in sup-port of specific research programs. By the1990s it was considered important to coor-dinate drifter deployments in order to opti-mize the distribution over the region andto create a central archive of Antarcticbuoy data. The International Programmefor Antarctic Buoys (IPAB) was inaugu-rated in 1994 and now has 19 participating

agencies and institutions representing tennations. Unlike the drifting buoy panelsoperating in other oceans of the world,IPAB does not have strong support fromoperational meteorological agencies, andthe majority of IPAB buoy deployments aremade to support specific research pro-grams, many of which are concerned withthe movement of Antarctic sea ice.

More than 100 buoys providing data to theprogram have been deployed south of55°S in the five-year period between 1995and 1999. Most IPAB data buoys reportthrough the Argos system and the pro-gram encourages buoy operators to equipplatforms with basic pressure and temper-ature sensors and to contribute real-time

operational meteorological data via theGlobal Telecommunication System (GTS).Other platforms include more sophisti-cated meteorological instrumentation(Figure 1) while others are position onlyplatforms (often with GPS location) used inthe study of sea ice drift and deformation.

Statistics of IPAB buoy activities since 1995are shown in Figures 2 and 3. The numberof platforms with meteorological sensors,and reporting via the GTS has remainedfairly constant at 12 to 18 per year since1995, but even at a peak, the number of ac-tive drifters falls far short of the optimumrequirement. Most IPAB deployments havebeen concentrated in the Weddell Sea andoff the coast of East Antarctica, but there

The International Programmefor Antarctic Buoys

Figure 1. Installation d’une bouée australienne en 1995 équipée d’un système depositionnement GPS et d’un émetteur Argos. Elle comporte une station météorologique pourmesurer la vitesse et la direction du vent, la température et l’humidité relative de l’air. Àgauche de la balise, une thermistance « bâton », placé à côté d’un indicateur de l’épaisseur de laglace, est gelé dans la couverture de glace.Figure 1. Deployment of a custom-designed Australian buoy in 1995. The buoy is equipped with aGPS-positioning system, an Argos transmitter, and carries an automatic weather station for themeasurement of wind speed and direction, air temperature and relative humidity. To the left ofthe buoy a thermistor stick is frozen into the ice cover, with an ice-thickness gauge nearby.

TRIBUNE LIBRE

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et très peu de bouées résistent à un nouvelhiver sur la banquise de l’Antarctique.

Les données synoptiques des bouées opé-rant en temps réel à travers le SMT sont ar-chivées par le Marine Environmental DataService (service de données sur l’environ-nement marin), Canada, agissant en tantque service national chargé des donnéesocéanographiques pour les données desbouées dérivantes (http://www.meds-sdmm.dfo-mpo.gc.ca). Le bureau de coor-dination de l’IPAB maintient égalementune base de données de recherche séparéeregroupant les informations fournies partoutes les bouées, y compris celles ne pas-sant pas le SMT et celles qui ne mesurentque la position. Ces données ont récem-ment été transmises au National Snow andIce Data Center (centre national de don-nées sur la neige et la glace), Boulder, Co-lorado et seront en dernier lieu délivréessur cédérom à la communauté de re-cherche. Le bureau de coordination del’IPAB est actuellement situé au AntarcticCooperative Research Centre (centre derecherche coopérative de l’Antarctique), àl’université de Tasmanie, Hobart, enAustralie, mais à la fin de l’année 2000, ilsera transféré au Scott Polar Research Ins-titute (institut de recherche polaire Scott),

université de Cambridge, au Royaume-Uni. De plus amples informations sur leprogramme sont disponibles à l’adressesuivante :http://www.antcrc.utas.edu.au/antcrc/special/projects.html

Dans la pratique, les données du pro-gramme IPAB sont utilisées par les agencesmétéorologiques et servent à un grandnombre d’études menées sur la zone desglaces de mer de l’Antarctique, y comprisla mise en place et la validation de lamodélisation climatique numérique, et lavalidation des techniques de télédétection

par satellite servant à déterminer les dépla-cements des glaces de mer. Les donnéesmontrent la nature hautement dynamiquedes glaces de l’Antarctique. À titred’exemple, au large de l’Antarctique est,la vitesse moyenne quotidienne de la dé-rive glaciaire vers l’ouest est de 0,23 m/s-1

(19,8 km/jour-1), avec une grande variabi-lité spatio-temporelle ; et vers l’est, lamoyenne est de 0,17 m/s-1 (15,1 km/jour-1).De manière générale, la dérive glaciairen’est pas homogène sur une grande partiede la zone glaciaire de l’Antarctique ; et ladérive et la déformation jouent un rôle ma-jeur dans la distribution de l’épaisseur dela glace.

Le programme a été mis au point pour unepériode initiale de cinq ans et les partici-pants se rencontrent tous les deux ans.Lors de la troisième réunion, qui vient des’achever à Fairbanks, Alaska (juin 2000),les participants, avec le soutien de l’Orga-nisation mondiale de la météorologie(OMM) et le programme mondial de re-cherche sur le climat (PMRC), ont convenude continuer le programme pendant unepériode indéterminée.

Ian AllisonCoordinateur du programme IPAB

E-mail : ian_all@antdiv.gov.au

Figure 2. Nombre moyen de bouées IPAB actives pour chaque année, divisé sur trois grandssecteurs de l’Antarctique. Ces secteurs sont la mer de Weddell (de 60°O à 20°E), la côte del’Antarctique est (de 20°E à 170°E), et les mers de Ross, Amundsen et Bellingshausen (de170°E à 60°O).Figure 2. The average number of IABP drifters active in each year, subdivided into three majorsectors of Antarctica. These sectors are the Weddell Sea (60°W to 20°E), the coast of EastAntarctica (20°E to 170°E), and the Ross, Amundsen and Bellingshausen Seas (170°E to 60°W).

Bibliographie

Kottmeier, C., S. et 12 autres, 1997. Statistiques sur le vent, la température et ledéplacement des glaces dans la mer de Weddell (un recueil basé sur les don-nées fournies par les bouées dérivantes, les navires, et les analyses météoro-logiques opérationnelles). Programme mondial de recherche sur le climat,programme international pour les bouées de l’Antarctique, WMO/TDNo 797, 48p.

Heil, P et I. Allison (1999) La structure et la variabilité de la dérive des glacesde mer de l’Antarctique dans les zones de l’océan Indien et du Pacifiqueouest. J. Geophys. Res., 104 (C7), 15789-15802.

USERS’ PROGRAMS

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were new initiatives in the Ross andBellingshausen Sea region in 1998. Al-most all deployments are made onto icefloes or into newly forming ice from ships,typically vessels re-supplying Antarcticbases. In the Weddell Sea the deploymentsare usually made in January and February,while off East Antarctica they are madefrom late March to early May as the iceedge starts to advance northward from itssummer minimum almost at the coast.Seasonally the buoy numbers show a peakin late autumn after the new deployments.The large peak in August is the result of anumber of short-term position-only buoyarrays deployed as part of winter sea-iceprocess studies in 1995 and 1999. Buoynumbers drop steadily after the maximumdue both to instrument failures, and tonorthward divergence, which takes manybuoys out of the region of interest to IPAB.Although many drifters have sufficientbattery power to operate for 2 or moreyears, most drift northward out of the iceand only very few survive within theAntarctic pack for a second winter.

Synoptic data from buoys reporting inreal-time on the GTS are archived by theMarine Environmental Data Service,Canada, acting as the Responsible Na-tional Oceanographic Data Centre fordrifting buoy data (http://www.meds-sdmm.dfo-mpo.gc.ca). The IPAB Co-ordi-nating Office also maintains a separate re-search database of data from all buoys,including those that do not report via the

GTS and those that measure location only.These data have recently been transferredto the National Snow and Ice Data Center,Boulder, Colorado and will be eventuallyreleased to the research community on aCD-ROM. The IPAB Co-ordinating Office ispresently sited at the Antarctic Coopera-tive Research Centre, University of Tas-mania, Hobart, Australia, but at the end of2000 it will be transferred to the Scott Po-lar Research Institute, University of Cam-bridge, UK. Further information on theprogram can be found at:http://www.antcrc.utas.edu.au/antcrc/special/projects.html

Data from the IPAB program are used oper-ationally by meteorological agencies andin support of a wide variety of studies ofthe Antarctic sea ice zone, including ini-tialization and validation of numerical cli-mate modelling, and for the validation ofsatellite remote sensing techniques for de-

termining sea ice motion. The data showthe highly dynamic nature of Antarctic seaice. For example, off East Antarctica thedaily average ice-drift speed in the west-ward flow is 0.23 m s-1 (19.8 km day-1),with considerable spatial and temporalvariability, and in the eastward flow theaverage is 0.17 m s-1 (15.1 km day-1). Icedrift is on average divergent over much ofthe Antarctic sea ice zone, and the drift anddeformation play a major role in determin-ing the ice thickness distribution.

The program was established for an initialperiod of 5 years and participants meet ev-ery two years. At the Third meeting, justconcluded in Fairbanks, Alaska (June 2000)the participants, with support from theWorld Meteorological Organization andWCRP, resolved to continue the program in-definitely.

Ian AllisonIPAB Co-ordinator

E-mail: ian_all@antdiv.gov.au

Figure 3. Distribution moyenne mensuelle des bouées en activité.Figure 3. The average monthly distribution of active buoys.

References

Kottmeier, C., S. and 12 others, 1997. Wind, temperature and ice motionstatistics in the Weddell Sea (A compilation based on data from driftingbuoys, vessels, and operational weather analyses). World Climate ResearchProgramme, International Programme for Antarctic Buoys, WMO/TD No797, 48pp.

Heil, P and I. Allison (1999) The pattern and variability of Antarctic sea ice driftin the Indian and Western Pacific sectors. J. Geophys. Res., 104 (C7),15789-15802.

ACTUALITÉS CONSTRUCTEURS

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tter L a version actuelle de la bouée ICEX/

ICEXAIR est le fruit du développe-ment continu entrepris par Chris-

tian Michelsen Research depuis 1975. Cedéveloppement bénéficie de la collabora-tion étroite du Norwegian Polar Instituteet de la Royal Norwegian Airforce. Depuis

lors, le nombre de pays ayant adopté labouée ICEXAIR, tels que l’Allemagne, leRoyaume Uni, l’Australie, les États-Unis,le Japon et le Canada, ne cesse de croître.

La figure 1 représente les principaux com-posants de la bouée ICEXAIR.

Le système semble insensible aux mé-thodes de déploiement, aux types d’appa-reil et aux parachutes utilisés. Le systèmeICEXAIR a été largué depuis un P3 Orion,un C-130 Hercules et un Dornier 262. Dif-férents parachutes ont été utilisés, entailles allant de 24 à 32 pieds de diamètre,de types champignon et aile flottante, typede parachute : personnel ou parachutepour fret. Les méthodes de largage utili-sées sont le lancer latéral par deux per-sonnes et le basculement par une seulepersonne. La figure 2 illustre la seconde deces techniques.

Les mises en œuvre sont systématique-ment prises en charge par un personnelhautement qualifié en la matière. Le per-sonnel du Christian Michelsen Researchintervient en qualité de consultant.

La ligne statique (3) est assurée sur l’appa-reil avant le largage. Lorsque la bouée estlarguée de l’avion, la ligne statique extraitle parachute (2) du sac. Le parachute estmaintenu en place par des liens cassables.Lorsque l’air gonfle le parachute, ce der-nier tire la ligne ascendante, et la bouée estsuspendue dans le déploiement de coupole(7). Le déploiement de coupole est asservià une temporisation mécanique, sous laforme d’un piston hydraulique qui le neu-tralise pendant 8 à 10 secondes. Une fois lacharge stabilisée, tout le poids de la bouéerepose sur une paire de griffes, qu’un res-sort ouvre dès que le poids ne s’exerce plus.La figure 3 représente une bouée ICEXAIR

suspendue au parachute.

Mises en œuvre 1995-2000Durant la période 1995-2000, 38 ICEX etICEXAIR ont été lancées ou sont prévues.Le diagramme de la figure 4 représentel’historique de toutes les bouées mises enœuvre depuis 1995.

Bouées ayant cessé defonctionner entre 1995 et 2000Un total de 21 bouées ICEX et ICEXAIR

ont cessé de fonctionner entre 1995 etmai 2000 (tableau 1). Leur durée de vieopérationnelle respective est compriseentre 127 jours (ARGOS ID 14 954) et1 217 jours (ARGOS ID 1261). Sur cettepériode, la durée de vie opérationnelle

ICEXAIR, l’artisan infatigablede la surveillance du climat

en Arctique

De 1995 à 2000, le programme international des bouées

arctiques (IABP) a mis en service 31 bouées ICEX/ICEXAIR,

tandis que sept autres sont prévues courant août 2000*. Le

réseau de bouées arctiques est alimenté chaque année par le

déploiement aérien de 5 à 8 ICEXAIR. De 1995 à mai 2000,

21 bouées ICEX/ICEXAIR ont cessé de fonctionner. Leur durée

de vie utile a varié de 127 à 1217 jours, soit une moyenne de

722 jours. Depuis 1975, le CMR se consacre au développement

continu des bouées ICEXAIR.

Figure 2. Largage par basculement exécuté par une seule personne.Figure 2. Single-handed “tip over” technique for deployment.

MANUFACTURERS’ NEWS

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A total of 31 ICEX/ICEXAIR

buoys have been deployed

under the International Arctic

Buoy Programme (IABP)

during the period of 1995-

2000, and another 7 are

scheduled for deployment in

August 2000*. The Arctic buoy

array is seeded annually by air

deployments of 5-8 ICEXAIRs.

During the period from1995 to

May 2000, a total of 21 ICEX/

ICEXAIR buoys ceased to

operate. Their operational

lifetimes ranged from 127 to

1217 days, with an average

lifetime of 722 days. The

ICEXAIR has been under

continuous development at

CMR since 1975.

T he current version of the ICEX/ICEXAIR is the result of a contin-uos development process at

Christian Michelsen Research since 1975.The development was done in close co-

operation with the Norwegian Polar Insti-tute and the Royal Norwegian Airforce.Since then, the ICEXAIR has been used byan increasing number of nations, includingGermany, UK, Australia, USA, Japan andCanada.

The main components of the ICEXAIR areidentified in Figure 1.

Various deployment methods, aircrafttypes and parachutes have been used, andthe system appears to be insensitive to allthree. The ICEXAIR has been deployedfrom P3 Orion, C-130 Hercules and alsofrom Dornier 262. Various parachutetypes have been used, with sizes rangingfrom 24 to 32 feet diameter, types bothmushroom and cross - type, auxiliary per-sonnel parachute and cargo parachutes.Deployment methods have varied betweena two man sideways throw, and a single-

man “tip-over” technique. The latter isdemonstrated in Figure 2.

The deployments are carried out by per-sonnel with extremely high competencewithin the field. CMR personnel are onlyinvolved as consultants during deploy-ment. Prior to the deployment, the staticline (3) is attached to the aircraft. As thebuoy leaves the aircraft, the static line willpull the parachute (2) out of the bag. Theparachute is secured in place by breakablecords. As the air fills the parachute, theparachute pulls out the riser line, and thebuoy is hanging in the parachute release(7). The release has a mechanical time de-lay, in practice a hydraulic piston that pos-itively secures the release for 8-10 sec-onds. Finally, when the cargo hasstabilized, the full weight of the buoy willrest on a pair of claws, that releases imme-diately by means of a spring when the

ICEXAIR - The Workhorse ofArctic Climate Monitoring

Figure 3. ICEXAIR pendant le parachutageFigure 3. ICEXAIR in the air.

3

2

17

6

5

Figure 1. Principaux composants du système ICEXAIR : ligne d’élévation (1), parachute (2), lignestatique (3), liaisons cassables (5, 6) et ouverture de parachute (7).Figure 1. Main components of the ICEXAIR system, Riser line (1), Parachute (2), Static line (3),Breakable cords (5,6) and parachute release (7).

moyenne est donc de 722 jours** . Chaquebouée ICEXAIR est dotée d’une batterie assu-rant 1000 jours de fonctionnement aux tem-pératures arctiques (ou environ trois ans).

Paramètres observésEn dépit du fait que les bouées ICEX sontconçues en vue de nombreuses observa-tions automatiques, la majorité d’entre

elles ne relèvent que la pression atmosphé-rique et la température de l’air. Le baro-mètre Paroscientific Digiquartz dont ellessont équipées se distingue par son excel-lent rendement et sa stabilité à long terme,même aux températures polaires.

À partir de 2000, toutes les bouées serontégalement équipées d’un GPS afin d’assu-rer la correction de l’horloge. Argos est le

système de communication retenu, en rai-son de sa fiabilité, de sa simplicité et de lafaible puissance nécessaire.

Résumé et conclusionsBien que la bouée ICEXAIR soit une plate-forme d’observation plus onéreuse que lesautres systèmes, elle constitue le moded’observation du climat arctique le plusefficace en terme de coût par jour de col-lecte de données. Sa durée de vie étendueet la stabilité de son rendement justifientl’installation de capteurs fiables à hauteprécision.

Torleif LotheDirecteur du programme ConMarChristian Michelsen Research A/S

E-mail : Torleif.Lothe@cmr.no

ACTUALITÉS CONSTRUCTEURS

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Tableau 1. Liste complète des bouées ICEX/ICEXAIR ayant cessé de fonctionner entre 1997 et août2000.Table 1. List of all ICEX and ICEXAIRs that ceased to operate from 1997-Aug 2000.

ARGOS Date de début/ Durée de vie Date d’arrêt/N° ID Deployment Date Lifetime Stop Date

[JJ.MM.AA] [Jours] [JJ.MM.AA] Id No [DD.MM.YY] [Days] [DD.MM.YY]

3692 15 05 94 1174 01 08 97

3693 15 08 95 505 01 01 97 9364 15 08 95 536 01 02 97 9363 15 08 95 748 01 09 97 9360 15 08 95 809 01 11 97 9361 15 08 95 839 01 12 97

9365 15 08 96 716 01 08 98 1556 15 08 96 838 01 12 98 19578 15 08 96 857 20 12 98 19579 15 08 96 989 01 05 99 1556 15 08 96 1156 15 10 99 19577 15 08 96 1156 15 10 991261 15 08 96 1217 15 12 99

1903 15 08 97 205 08 03 981901 15 08 97 549 15 02 992385 15 08 97 669 15 06 991902 15 08 97 791 15 10 99

14954 15 08 98 127 20 12 981904 15 08 98 248 20 04 9914955 15 08 98 487 15 12 993690 15 08 98 549 15 02 00

Moyenne / Average 722

* Toutes les bouées ont été déployées avec succès comme prévu.

** Les métadonnées sont issues du site web du programme IABP :http://iabp.apl.washington.edu

MANUFACTURERS’ NEWS

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weight goes off. Figure 3 shows the ICEX-AIR hanging in the parachute.

Deployments 1995-2000A total of 38 ICEX and ICEXAIRs are de-ployed or scheduled for deployment in theperiod from 1995-2000. Figure 4 showsthe lifetime history of all buoys deployedsince 1995.

Buoys that ceased to operate1995-2000

A total of 21 ICEX and ICEXAIRs ceased tooperate during the period of 1995-May

2000 (Table 1). Their operational lifetimeranged from 1217 days (ARGOS ID 1261),to 127 days (ARGOS ID 14954). The aver-age operational lifetime for the period was722 days**. The ICEXAIR is equipped withbatteries for 1000 days of operation at Arc-tic temperature (or about 3 years).

Observed ParametersAlthough the ICEX is designed for multi-purpose automatic observation, the major-ity of the units observe air pressure and airtemperature only. The barometer is typeParoscientific Digiquartz, which has ex-cellent performance and long term stabil-

ity even at Arctic temperatures. From2000, all units are also being equippedwith GPS for correction of the real timeclock. Argos is the preferred communica-tion system due to its reliability, simplicityand the low power characteristics.

Summary and conclusionsEven though the ICEXAIR is a more costlyobservation platform than the alternatives,it is still the most cost-effective way ofmonitoring the Arctic climate in terms ofthe cost per day of data. Long lifetime andstable performance makes it worthwhile toinstall reliable, high precision sensors.

Torleif LotheProgram Manager ConMar

Christian Michelsen Research A/SE-mail: Torleif.Lothe@cmr.no

Figure 4. Diagramme de Gantt représentant l’historique opérationnel de toutes les bouées ICEX et ICEXAIR mises en œuvre depuis 1995 dans lecadre du programme IABP.Figure 4. Gantt-Diagram, showing the operational lifetime of all ICEX and ICEXAIRs deployed under the IABP since 1995.

Argos ID 36939360936193639364

1904190519063690

1495414955

135117933004

1901190219032386

2085820859

36913311806553121222

242891552416273

369293605311

20857

12611556936619571957

19579

1995

1996

1997

1998

1999

2000, planned

StoppedOperatingPlanned

Status as of May 28 2000Data from the IABP websitehttp://iabp.apl.washington.edu© CMR 2000

1995 1996 1997 1998 1999 2000

*All buoys were deployed successfully as scheduled.

**Metadata are collected from the IABP website at http://iabp.apl.washington.edu

EN BREF - IN BRIEF - EN BREF - IN BRIEF

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Directeur de la publication /Publishing DirectorMichel Cazenave

< michel.cazenave@cls.fr >

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Traduction/TranslationPromolangues < promolang@compuserve.com >

Imprimeur /PrinterImprimerie 34, Toulouse

De gauche à droite, devant le stand Argos / From left to right, in front of the Argos stand during the show: Roy Schefield (UK Met Office), Wynn Jones (UK Met Office), Nadine Lucas (CLS), Bill Woodward (SAI).

Oceanology International 2000 show (Brighton, England)

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Guan Oonclsargos@bom.gov.au