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 C A R B O N   D I O X I D E ,   H Y D R O G R A P H I C ,   A N D   C H E M I C A L   D A T A   O B T A I N E D   D U R I N G   T H E   R / V   K N O R R 
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       L i n d a   A r l e n , 7                           K e n n e t h   E r i c k s o n , 8                 K a r s t e n   F r i i s , 5 
       M e r i d i t h   G a l a n t e r , 3               J a m i e   G o e n , 3                             R i c h a r d   R o t t e r , 2 
       C a r r i e   T h o m a s , 2                       R i c h a r d   W i l k e , 8                       T a r o   T a k a h a s h i , 9     
       S t e w a r t   C .   S u t h e r l a n d 9 
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           3   R o s e n s t i e l   S c h o o l   o f   M a r i n e   a n d   A t m o s p h e r i c   S c i e n c e ,   
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           4   P a c i f i c   M a r i n e   E n v i r o n m e n t a l   L a b o r a t o r y ,   N O A A ,   S e a t t l e ,   W A ,   U . S . A . 
           5   I n s t i t u t e   f o r   M a r i n e   S c i e n c e s ,   K i e l ,   G e r m a n y 
           6   H a w a i i   P a c i f i c   U n i v e r s i t y ,   K a n e o h e ,   H I ,   U . S . A . 
           7   J a m e s   J .   H o w a r d   L a b o r a t o r y ,   N O A A ,   S a n d y   H o o k ,   N J ,   U . S . A . 
           8   D e p a r t m e n t   o f   A p p l i e d   S c i e n c e ,   B r o o k h a v e n   N a t i o n a l   L a b o r a t o r y ,   
               U p t o n ,   N Y ,   U . S . A . 
           9   L a m o n t - D o h e r t y   E a r t h   O b s e r v a t o r y ,   P a l i s a d e s ,   N Y ,   U . S . A . 
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 P r e p a r e d   b y   
       A l e x a n d e r   K o z y r 
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       O a k   R i d g e ,   T e n n e s s e e ,   U . S . A . 
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 P r e p a r e d   f o r   t h e 
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 d e t e r m i n a t i o n   w a s      1 . 5 9    m o l / k g .   T h e   T A L K   w a s   d e t e r m i n e d   i n   a   t o t a l   o f   6 , 0 8 8   
 d i s c r e t e   s a m p l e s   o n   a l l   s e c t i o n s   b y   p o t e n t i o m e t r i c   t i t r a t i o n   u s i n g   a n   a u t o m a t e d   
 t i t r a t i o n   s y s t e m   d e v e l o p e d   a t   t h e   U n i v e r s i t y   o f   M i a m i .   T h e   a c c u r a c y   o f   t h e   T A L K   
 d e t e r m i n a t i o n   w a s      3    m o l / k g .   A   t o t a l   o f   2 , 4 6 5   d i s c r e t e   w a t e r   s a m p l e s   w e r e   
 c o l l e c t e d   f o r   d e t e r m i n a t i o n   o f   p C O 2   i n   s e a w a t e r   o n   s e c t i o n s   A 2 4 ,   A 2 0 ,   a n d   A 2 2 .   
 T h e   p C O 2   w a s   m e a s u r e d   b y   m e a n s   o f   a n   e q u i l i b r a t o r - I R   s y s t e m   b y   s c i e n t i s t s   f r o m   
 L a m o n t - D o h e r t y   E a r t h   O b s e r v a t o r y .   T h e   p r e c i s i o n   o f   t h e   m e a s u r e m e n t s   w a s   
 e s t i m a t e d   t o   b e   a b o u t      0 . 1 5 % ,   b a s e d   o n   t h e   r e p r o d u c i b i l i t y   o f   t h e   r e p l i c a t e   
 e q u i l i b r a t i o n s   o n   a   s i n g l e   h y d r o g r a p h i c   s t a t i o n .   
 
 T h e   N o r t h   A t l a n t i c   d a t a   s e t   i s   a v a i l a b l e   a s   a   n u m e r i c   d a t a   p a c k a g e   ( N D P )   f r o m   
 t h e   C a r b o n   D i o x i d e   I n f o r m a t i o n   A n a l y s i s   C e n t e r .   T h e   N D P   c o n s i s t s   o f   1 2   A S C I I   
 d a t a   f i l e s ,   o n e   O c e a n   D a t a   V i e w - f o r m a t t e d   d a t a   f i l e ,   a   N D P - 0 8 2   A S C I I   t e x t   f i l e ,   
 a   N D P - 0 8 2   P D F   f i l e ,   a n d   t h i s   p r i n t e d   d o c u m e n t a t i o n ,   w h i c h   d e s c r i b e s   t h e   
 c o n t e n t s   a n d   f o r m a t   o f   a l l   f i l e s ,   a s   w e l l   a s   t h e   p r o c e d u r e s   a n d   m e t h o d s   u s e d   t o   
 o b t a i n   t h e   d a t a .     
 
 K e y w o r d s :   c a r b o n   d i o x i d e ;   T C O 2 ;   t o t a l   a l k a l i n i t y ;   p a r t i a l   p r e s s u r e   o f   C O 2 ;   
                     c o u l o m e t r y ;   g a s   c h r o m a t o g r a p h y ;   W o r l d   O c e a n   C i r c u l a t i o n   E x p e r i m e n t ;   
                     N o r t h   A t l a n t i c   O c e a n ;   h y d r o g r a p h i c   m e a s u r e m e n t s ;   c a r b o n   c y c l e . 
 
 
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 
 1 .   B A C K G R O U N D   I N F O R M A T I O N     
 
 T h e   W o r l d   O c e a n   C i r c u l a t i o n   E x p e r i m e n t   ( W O C E )   H y d r o g r a p h i c   P r o g r a m   ( W H P )   w a s   a   
 m a j o r   c o m p o n e n t   o f   t h e   W o r l d   C l i m a t e   R e s e a r c h   P r o g r a m .   T h e   p r i m a r y   W O C E   g o a l   
 w a s   t o   u n d e r s t a n d   t h e   g e n e r a l   c i r c u l a t i o n   o f   t h e   g l o b a l   o c e a n   w e l l   e n o u g h   t o   b e   
 a b l e   t o   m o d e l   i t s   p r e s e n t   s t a t e   a n d   p r e d i c t   i t s   e v o l u t i o n   i n   r e l a t i o n   t o   l o n g - 
 t e r m   c h a n g e s   i n   t h e   a t m o s p h e r e .   T h e   i m p e t u s   f o r   t h e   c a r b o n   s y s t e m   m e a s u r e m e n t s   
 a r o s e   f r o m   c o n c e r n   o v e r   t h e   r i s i n g   a t m o s p h e r i c   c o n c e n t r a t i o n s   o f   c a r b o n   d i o x i d e   
 ( C O 2 ) .   I n c r e a s i n g   a t m o s p h e r i c   C O 2   m a y   i n t e n s i f y   t h e   e a r t h s   n a t u r a l   g r e e n h o u s e   
 e f f e c t   a n d   a l t e r   t h e   g l o b a l   c l i m a t e .   
 
 A l t h o u g h   C O 2 - r e l a t e d   m e a s u r e m e n t s   [ t o t a l   C O 2   ( T C O 2 ) ,   t o t a l   a l k a l i n i t y   ( T A L K ) ,   
 p a r t i a l   p r e s s u r e   o f   C O 2   ( p C O 2 ) ,   a n d   p H ]   w e r e   n o t   a n   o f f i c i a l   W O C E   m e a s u r e m e n t s ,   
 a   c o o r d i n a t e d   e f f o r t   t o   m a k e   t h e   c a r b o n   m e a s u r e m e n t s   w a s   s u p p o r t e d   a s   a   c o r e   
 c o m p o n e n t   o f   t h e   J o i n t   G l o b a l   O c e a n   F l u x   S t u d y   ( J G O F S ) .   T h i s   e f f o r t   r e c e i v e d   
 s u p p o r t   i n   t h e   U n i t e d   S t a t e s   f r o m   t h e   U . S .   D e p a r t m e n t   o f   E n e r g y   ( D O E ) ,   t h e   
 N a t i o n a l   O c e a n i c   a n d   A t m o s p h e r i c   A d m i n i s t r a t i o n   ( N O A A ) ,   a n d   t h e   N a t i o n a l   
 S c i e n c e   F o u n d a t i o n   ( N S F )   f o r   W O C E   c r u i s e s   t h r o u g h   1 9 9 8   t o   m e a s u r e   t h e   g l o b a l   
 s p a t i a l   a n d   t e m p o r a l   d i s t r i b u t i o n s   o f   C O 2   a n d   r e l a t e d   p a r a m e t e r s .   G o a l s   w e r e   t o   
 e s t i m a t e   t h e   m e r i d i o n a l   t r a n s p o r t   o f   i n o r g a n i c   c a r b o n   i n   a   m a n n e r   a n a l o g o u s   t o   
 t h e   o c e a n i c   h e a t   t r a n s p o r t   ( B r y d e n   a n d   H a l l   1 9 8 0 ;   B r e w e r ,   G o y e t ,   a n d   D r y s e n   
 1 9 8 9 ;   H o l f o r t   e t   a l .   1 9 9 8 ;   R o e m m i c h   a n d   W u n s c h   1 9 8 5 ) ,   a n d   t o   b u i l d   a   d a t a   b a s e   
 s u i t a b l e   f o r   c a r b o n - c y c l e   m o d e l i n g   a n d   t h e   e s t i m a t i o n   o f   a n t h r o p o g e n i c   C O 2   
 i n c r e a s e   i n   t h e   o c e a n s .   T h e   C O 2   s u r v e y   t o o k   a d v a n t a g e   o f   t h e   s a m p l i n g   
 o p p o r t u n i t i e s   p r o v i d e d   b y   t h e   W O C E   c r u i s e s   d u r i n g   t h i s   p e r i o d ,   a n d   t h e   f i n a l   
 d a t a   s e t   w a s   e x p e c t e d   t o   c o v e r   o n   t h e   o r d e r   o f   2 3 , 0 0 0   s t a t i o n s .   W a l l a c e   ( 2 0 0 2 )   
 r e c e n t l y   r e v i e w e d   t h e   g o a l s ,   c o n d u c t ,   a n d   i n i t i a l   f i n d i n g s   o f   t h e   s u r v e y .   
 
 T h i s   r e p o r t   d i s c u s s e s   t h e   r e s u l t s   o f   t h e   r e s e a r c h   v e s s e l   ( R / V )   K n o r r   e x p e d i t i o n   
 a l o n g   t h e   W O C E   S e c t i o n s   A R 2 4 ,   A 2 4 ,   A 2 0 ,   a n d   A 2 2   [ c r u i s e s   1 4 7 - 2 ,   1 5 1 - 2 ,   1 5 1 - 3 ,   
 a n d   1 5 1 - 4 ,   r e s p e c t i v e l y   ( F i g .   1 ) ] .   T h e   l a t t e r   t h r e e   c r u i s e s   n o t   o n l y   w e r e   p a r t   
 o f   W O C E   b u t   a l s o   w e r e   a   c o m p o n e n t   o f   t h e   A t l a n t i c   C i r c u l a t i o n   a n d   C l i m a t e   
 C h a n g e   E x p e r i m e n t   ( A C C E ) .   T h e   A C C E   w a s   i n t e n d e d   t o   i m p r o v e   t h e   u n d e r s t a n d i n g   o f   
 t h e   e n t r a i n m e n t   a n d   t r a n s f o r m a t i o n   o f   w a r m   s a l i n e   s u b t r o p i c a l   w a t e r   i n t o   t h e   
 s u b p o l a r   N o r t h   A t l a n t i c   w a t e r s ,   w i t h   s p e c i a l   e m p h a s i s   o n   s a m p l i n g   t h e   N o r t h   
 A t l a n t i c   C u r r e n t   r e g i o n .   T h i s   r e g i o n   p l a y s   a n   i m p o r t a n t   r o l e   i n   t h e   e x c h a n g e   o f   
 C O 2   b e t w e e n   t h e   s u b t r o p i c a l   a n d   s u b p o l a r   g y r e s .   T h e   e x c h a n g e   b e t w e e n   t h e s e   
 g y r e s   a f f e c t s   t h e   m a g n i t u d e   a n d   d i r e c t i o n   o f   a i r - s e a   C O 2   e x c h a n g e   i n   t h e   N o r t h   
 A t l a n t i c   a n d   i s   t h e r e f o r e   a n   i m p o r t a n t   f a c t o r   i n   t h e   g l o b a l   c a r b o n   c y c l e .   B y   
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 h a d   b e e n   c o m p l e t e d   i n   a l l   o f   t h e   m a j o r   o c e a n s   e x c e p t   t h e   N o r t h   A t l a n t i c .   H e n c e   
 t h e   c r u i s e s   d o c u m e n t e d   h e r e   a l s o   r e p r e s e n t   t h e   c o n c l u d i n g   p h a s e   o f   t h e   D O E - 
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 T h e   e x p e d i t i o n   ( s e c t i o n   A R 2 4 )   s t a r t e d   a t   W o o d s   H o l e ,   M a s s a c h u s e t t s ,   U S A ,   o n   
 O c t o b e r   2 4 ,   1 9 9 6 ,   w i t h   a   t r a n s i t   t o   t h e   A z o r e s ;   t h e   s t a t i o n   w o r k   b e g a n   o n   
 N o v e m b e r   2 ,   1 9 9 6 .   T h e   1 9 9 7   c r u i s e s   s t a r t e d   f r o m   P o n t a   D e l g a d a ,   A z o r e s ,   o n   M a y   
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 c a r b o n a t e   s y s t e m   p a r a m e t e r s   m e a s u r e d   o n   t h e s e   c r u i s e s   ( T C O 2 ,   a n d   T A L K   o n   t h e   
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 t h e i r   i n i t i a l   c o n d i t i o n s   w i l l   e n a b l e   r e s e a r c h e r s   t o   d e t e r m i n e   h e a t   a n d   w a t e r   
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         E x p o c o d e                     3 1 6 N 1 5 1 - 2 
         C r u i s e   /   L e g             1 5 1 - 2 / A 2 4 
         P o r t s   o f   c a l l           P o n t a   D e l g a d o ,   S t .   M i c h a e l ,   A z o r e s ;   H a l i f a x ,   N . S . ,   C A N 
         D a t e s                           M a y   3 0 ,   1 9 9 7   -   J u l y   5 ,   1 9 9 7 
         F u n d i n g   s u p p o r t       D O E ,   N S F 
         C h i e f   S c i e n t i s t       D r .   L y n n e   T a l l e y ,   S I O 
 
         P a r a m e t e r s   m e a s u r e d ,   i n s t i t u t i o n ,   a n d   r e s p o n s i b l e   i n v e s t i g a t o r s 
 
         P a r a m e t e r                   I n s t i t u t i o n     R e s p o n s i b l e   I i n v e s t i g a t o r s 
         - - - - - - - - - - - - - - - -     - - - - - - - - - - -     - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 
         C T D ,   S s a l i n i t y         S I O                     L .   T a l l e y ,   F .   D e l a h o y d e ,   C .   M a t t s o n 
         N u t r i e n t s                   S I O / O D F             J .   S w i f t ,   D .   M a s t e n ,   S .   B e c k e r 
         O x y g e n                         S I O / O D F             J .   S w i f t ,   J .   B o a z                       
         C F C s                             S I O                     R .   W e i s s ,   F .   V a n   W o y ,   M .   V o l l m e r 
         T r i t i u m ,   h e l i u m       L D E O                   P .   S c h l o s s e r ,   D .   S m i t h ,   S .   K h a t i w a l a 
         T C O 2                             B N L                     D .   W a l l a c e ,   K .   J o h n s o n ,   L .   A r l e n 
         T A L K                             R S M A S                 F .   M i l l e r o ,   M .   G a l a n t e r ,   J .   G o e n 
         p C O 2 ,   d i s c r e t e         L D E O                   T .   T a k a h a s h i ,   A .   W i l s o n               
         U n d e r w a y   p C O 2           S I O                     R .   W e i s s ,   F .   V a n   W o y 
         1 4 C                               P U                       R .   K e y ,   R .   R o t t e r 
         A D C P / L A D C P                 U H                       E .   F i r i n g 
 
 2 . 2 . 3     W O C E   S e c t i o n   A 2 0 
 
         S h i p   N n a m e                 R / V   K n o r r 
         E x p o c o d e                     3 1 6 N 1 5 1 _ 3 
         C r u i s e / l e g                 1 5 1 - 3 / A 2 0 
         P o r t s   o f   c a l l           H a l i f a x ,   N . S ,   C a n a d a ,   P o r t   o f   S p a i n ,   T r i n i d a d 
         D a t e s                           J u l y   1 7 ,   1 9 9 7   -   A u g u s t   1 0 ,   1 9 9 7 
         F u n d i n g   s u p p o r t       D O E ,   N S F 
         C h i e f   S s c i e n t i s t     D r .   R o b e r t   P i c k a r t ,   W H O I 
 
         P a r a m e t e r s   m e a s u r e d ,   i n s t i t u t i o n ,   a n d   r e s p o n s i b l e   I i n v e s t i g a t o r s 
 
         P a r a m e t e r                   I n s t i t u t i o n     R e s p o n s i b l e   i n v e s t i g a t o r s 
         - - - - - - - - - - - - - - - -     - - - - - - - - - - -     - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 
         C T D ,   s a l i n i t y           W H O I                   R .   P i c k a r t ,   M .   S w a r t z 
         N u t r i e n t s                   O S U                     L .   G o r d o n ,   J .   J e n n i n g s ,   B .   S u l l i v a n 
         O x y g e n                         W H O I                   R .   P i c k a r t 
         C F C s                             L D E O                   W .   S m e t h i e ,   E .   G o r m a n ,   L .   B a k e r ,   
                                                                       D .   C h a k y               
         T r i t i u m ,   H e               W H O I                   W .   J e n k i n s ,   P .   L a n d r y ,   S .   B i r d w h i s t e 
         T C O 2                             B N L                     D .   W a l l a c e ,   R .   W i l k e ,   K .   E r i c k s o n ,   
                                                                       K .   M .   J o h n s o n   
         p C O 2 ,   d i s c r e t e         L D E O                   T .   T a k a h a s h i ,   J .   G o d d a r d 
         T A L K                             R S M A S                 F .   M i l l e r o ,   C .   S a b i n e ,   C .   T h o m a s 
         U n d e r w a y   p C O 2           S I O                     R .   W e i s s 
         1 4 C                               P U                       R .   K e y ,   C .   S a b i n e ,   C .   T h o m a s 
         B i o - O o p t i c s               L D E O                   C .   K n u d s o n 
         H a l o c a r b o n s               D U                       R .   M o o r e ,   P .   M o r n e a u ,   W .   G r o s z k o 
         A D C P / L A D C P                 W H O I                   D .   T o r r e s 
         A L A C E ( 5 )   f l o a t s       U W                       D .   S w i f t 
 
 2 . 2 . 4   W O C E   S e c t i o n   A 2 2 
 
         S h i p   N n a m e                 K n o r r 
         E x p o c o d e                     3 1 5 N 1 5 1 _ 4 
         C r u i s e / l e g                 1 5 1 - 4 / A 2 2 ) 
         P o r t s   o f   c a l l           P o r t   o f   S p a i n ,   T r i n i d a d ;   W o o d s   H o l e ,   M A ,   U S A 
         D a t e s                           A u g u s t   1 5 ,   1 9 9 7   -   S e p t e m b e r   3 ,   1 9 9 7 
         C O 2   F u n d i n g               D O E ,   N S F 
             s u p p o r t     
         C h i e f   S s c i e n t i s t     D r .   T e r r e n c e   J o y c e ,   W H O I 
 
         P a r a m e t e r s   m e a s u r e d ,   i n s t i t u t i o n ,   a n d   r e s p o n s i b l e   I i n v e s t i g a t o r s 
 
         P a r a m e t e r                   I n s t i t u t i o n     R e s p o n s i b l e   i n v e s t i g a t o r     
         - - - - - - - - - - - - - -         - - - - - - - - - - -     - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -     
         C T D ,   s a l i n i t y           W H O I                   T .   J o y c e ,   G .   K n a p p ,   L .   S t e i n 
         N u t r i e n t s                   O S U                     L .   G o r d o n ,   A .   R o s s ,   J .   A r r i n g t o n 
         O x y g e n                         W H O I                   G .   K n a p p ,   D .   W e l l w o o d 
         C F C ' s                           L D E O                   W .   S m e t h i e ,   L .   B a k e r ,   D .   C h a k y ,   
                                                                       E .   G o r m a n ,   R .   S w a r t z 
         T r i t i u m ,   H e               W H O I                   W .   J e n k i n s ,   J .   C u r t i s ,   P .   L a n d r y 
         T C O 2                             B N L                     D .   W a l l a c e ,   K .   M .   J o h n s o n ,   K .   E r i c k s o n 
         p C O 2 ,   d i s c r e t e         L D E O                   T .   T a k a h a s h i ,   A .   W i l s o n 
         U n d e r w a y   p C O 2           S I O                     R .   W e i s s 
         1 4 C                               P U                       R .   K e y ,   C .   T h o m a s ,   R .   R o t t e r 
         A D C P ,   L A D C P               W H O I                   F .   B a h r 
         H a l o c a r b o n s               D U                       W .   G r o s z k o 
         p A L A C E   f l o a t s           U W                       D .   S w i f t 
         O b s e r v e r                     V e n e z u e l a         A n t o n i o   P e r e z - A g u i r r e 
         _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 
         ( 1 )   C T D     c o n d u c t i v i t y ,   t e m p e r a t u r e ,   a n d   d e p t h   s e n s o r ; 
         ( 2 )   C F C     c l o r o f l u o r o c a r b o n ; 
         ( 3 )   A D C P     a c o u s t i c   D o p p l e r   c u r r e n t   p r o f i l e r ; 
         ( 4 )   L A D C P     l o w e r   A D C P ; 
         ( 5 )   A L A C E     a u t o n o m o u s   L a g r a n g i a n   c i r c u l a t i o n   e x p l o r e r . 
 
         P a r t i c i p a t i n g   i n s t i t u t i o n s 
 
         A O M L         A t l a n t i c   O c e a n o g r a p h i c a l   a n d   M e t e r o l o g i c a l   L a b o r a t o r y 
         B N L           B r o o k h a v e n   N a t i o n a l   L a b o r a t o r y 
         L D E O         L a m o n t - D o h e r t y   E a r t h   O b s e r v a t o r y 
         U H             U n i v e r s i t y   o f   H a w a i i 
         O S U           O r e g o n   S t a t e   U n i v e r s i t y 
         P U             P r i n c e t o n   U n i v e r s i t y 
         R S M A S       R o s e n s t e i l   S c h o o l   o f   M a r i n e   a n d   A t m o s p h e r i c   S c i e n c e ,   U .   o f   M i a m i 
         S I O           S c r i p p s   I n s t i t u t i o n   o f   O c e a n o g r a p h y 
         S I O / O D F   O c e a n   D a t a   F a c i l i t y   S c r i p p s   I n s t i t u t i o n   o f   O c e a n o g r a p h y 
         U W             U n i v e r s i t y   o f   W a s h i n g t o n 
         W H O I         W o o d s   H o l e   O c e a n o g r a p h i c   I n s t i t u t i o n 
         D U             D a l h o u s i e   U n i v e r s i t y 
 
 
 2 . 3     B r i e f   C r u i s e   S u m m a r y   
 
 F o r   t h e   s e c t i o n   A R 2 4   ( c r u i s e   1 4 7 - 2 ) ,   t h e   T C O 2   a n d   T A L K   s y s t e m s   w e r e   p l a c e d   o n   
 b o a r d   a n d   s e t   u p   o n   t h e   R / V   K n o r r   i n   W o o d s   H o l e ,   M a s s a c h u s e t t s ,   d u r i n g   t h e   
 p e r i o d   O c t o b e r   2 1 - 2 4 ,   1 9 9 6 ,   b y   t h e   U n i v e r s i t y   o f   M i a m i   T A L K   a n d   t h e   U H / B N L   
 T C O 2   m e a s u r e m e n t   g r o u p s .   T h e   s y s t e m s   w e r e   s u c c e s s f u l l y   t e s t e d ,   a n d   t h e   K n o r r   
 d e p a r t e d   W o o d s   H o l e   o n   O c t o b e r   2 4 ,   f o r   t h e   A z o r e s   w i t h   M i k e   M c C a r t n e y   a s   
 c h i e f   s c i e n t i s t .   C .   W i n n   w a s   t h e   C O 2   g r o u p   l e a d e r   d u r i n g   t h e   t r a n s i t   t o   t h e   
 A z o r e s   a n d   w a s   p r e s e n t   w h e n   o n e   o f   t h e   b e n c h e s   s u p p o r t i n g   o n e   o f   t h e   S O M M A - 
 c o u l o m e t e r   s y s t e m s   b r o k e   l o o s e ,   t h r e a t e n i n g   t o   d e s t r o y   t h e   a n a l y t i c a l   s y s t e m .   
 F o r t u n a t e l y ,   t h e   a n a l y t i c a l   e q u i p m e n t   s u f f e r e d   o n l y   m i n o r   d a m a g e ,   a n d   t h e   
 m i n o r   r e p a i r s   r e q u i r e d   w e r e   c o m p l e t e d   b y   t h e   t i m e   t h e   s h i p   w a s   r e a d y   t o   b e g i n   
 t h e   A R 2 4   s e c t i o n .   C .   W i n n   l e f t   t h e   s h i p   i n   t h e   A z o r e s   a n d   w a s   r e p l a c e d   b y   
 R . R o t t e r ,   A .   A d a m s ,   a n d   J .   T e g e d e r ,   w i t h   R .   R o t t e r   s e r v i n g   a s   t h e   g r o u p   
 l e a d e r .   T h e   s h i p   d e p a r t e d   o n   t h e   A R 2 4   c r u i s e   f r o m   P o n t a   D e l g a d a   o n   N o v e m b e r   
 1 ,   1 9 9 6 .   T h e   c r u i s e   t r a c k   w a s ,   w i t h   m i n o r   d e v i a t i o n s ,   b a s i c a l l y   a   w i n t e r   
 v e r s i o n   o f   t h e   t w o   t r a n s o c e a n i c   A 2 4   s e c t i o n s   c o m p l e t e d   d u r i n g   t h e   s u m m e r   o f   
 1 9 9 7   ( s e e   F i g .   1 ) .     
 
 D u r i n g   t h e   A R 2 4   s e c t i o n ,   t h e   p r i n c i p a l   p r o b l e m   w i t h   t h e   T C O 2   S O M M A   s y s t e m s   
 N o s .   0 0 4   a n d   0 3 0   w a s   t h e   m a l f u n c t i o n i n g   o f   t h e   s o l e n o i d   p i n c h   v a l v e s   u s e d   t o   
 d i s p e n s e   t h e   s a m p l e .   S o m e   w e r e   d a m a g e d   a n d   c e a s e d   t o   w o r k ,   w h i l e   o t h e r s   w e r e   
 s e n s i t i v e   t o   p o w e r   f l u c t u a t i o n s   a n d   w o r k e d   i n t e r m i t t e n t l y .   R e p l a c e m e n t   v a l v e s   
 w e r e   q u i c k l y   c o n s u m e d ,   s o u c h   t h a t   S O M M A   s y s t e m   N o . 3 0   b e c a m e   t h e   p r i m a r y   
 s y s t e m .   A s   a   c o n s e q u e n c e ,   t h e   b u l k   o f   t h e   s a m p l e   T C O 2   a n a l y s e s   c o m p l e t e d   
 d u r i n g   t h e   A R 2 4   s e c t i o n   ( s e e   T a b l e   4   i n   S e c t .   3 . 2 )   w e r e   m a d e   o n   s y s t e m   0 3 0 .   
 T h e s e   p r o b l e m s   a l s o   r e s u l t e d   i n   t h e   s a m p l i n g   o f   1 0   f e w e r   s t a t i o n s   s a m p l e d   f o r   
 T C O 2   t h a n   f o r   T A L K   d u r i n g   t h e   c r u i s e ,   w i t h   m o s t   o f   t h e   d i s c r e p a n c i e s   
 o c c u r r i n g   b e t w e e n   N o v e m b e r   1 4   a n d   2 0 ,   1 9 9 6 .   A f t e r   t h e   c o n c l u d i n g   s t a t i o n   1 7 6   
 o n   D e c e m b e r   2 ,   1 9 9 6 ,   t h e   K n o r r   d o c k e d   i n   S o u t h   H a m p t o n ,   U n i t e d   K i n g d o m ,   o n   
 D e c e m b e r   3 ,   1 9 9 6 .     
 
 F o l l o w i n g   t h e   A R 2 4   s e c t i o n ,   t h e   a n a l y t i c a l   s y s t e m s   w e r e   r e p a i r e d   a n d   r e - 
 c a l i b r a t e d .   T h e y   w e r e   t h e n   s e t   u p   o n   t h e   R / V   K n o r r   i n   W o o d s   H o l e ,   d u r i n g   t h e   
 w e e k   o f   M a y   1 3 1 9 ,   1 9 9 7 ,   b y   t h e   U n i v e r s i t y   o f   M i a m i   T A L K   a n d   t h e   B N L   T C O 2   
 m e a s u r e m e n t   g r o u p s .   T h r e e   S O M M A - c o u l o m e t e r   s y s t e m s   a n d   t h r e e   T A L K   t i t r a t o r s   
 w e r e   s e t   u p   f o r   t h e   t h r e e   W O C E   s e c t i o n s   ( A 2 4 ,   A 2 0 ,   a n d   A 2 2 ) .   I n   a d d i t i o n   t o   
 t h e   d i s c r e t e   T C O 2   s y s t e m s   ( S / N s   0 0 4   a n d   0 3 0 ) ,   a   t h i r d   s y s t e m   ( S / N   0 0 6 )   w a s   
 s e t   u p   f o r   u n d e r w a y   s u r f a c e   T C O 2   m e a s u r e m e n t s .   T h e   e q u i l i b r a t o r - i n f r a r e d   ( I R )   
 g a s   a n a l y z e r   s y s t e m   f o r   t h e   d e t e r m i n a t i o n   o f   p a r t i a l   p r e s s u r e   o f   C O 2   ( p C O 2 )   
 i n   d i s c r e t e   s e a   w a t e r   s a m p l e s   w a s   s e t   u p   b y   t h e   s c i e n t i s t s   f r o m   L D E O .   T h e   
 d i s c r e t e   T C O 2   s y s t e m s   w e r e   s u c c e s s f u l l y   c a l i b r a t e d   u s i n g   b o t h   C O 2   c a l i b r a t i o n   
 g a s   a n d   t h e   c e r t i f i e d   r e f e r e n c e   m a t e r i a l   ( C R M )   o n   M a y   1 7 ,   1 9 9 7 ,   w h i l e   t h e   
 c a l i b r a t i o n   o f   t h e   u n d e r w a y   s y s t e m   ( 0 0 6 )   w a s   c o m p l e t e d   o n   M a y   3 0 .   T h e   K n o r r   
 d e p a r t e d   W o o d s   H o l e   o n   M a y   2 0   ( L e g   1 5 1 _ 1 )   w i t h   D r .   T o m   R o s s b y   a s   c h i e f   
 s c i e n t i s t .   T h e   T A L K   g r o u p   r e m a i n e d   o n b o a r d   t o   t e s t   t h e   i n s t r u m e n t s   o n   t h e   
 s h a k e - d o w n   t r a n s i t   f r o m   W o o d s   H o l e   t o   t h e   e m b a r k a t i o n   p o i n t   f o r   L e g   1 5 1 - 2 ,   
 P o n t a   D e l g a d a   o n   t h e   i s l a n d   o f   S t .   M i c h a e l ,   A z o r e s .     
 
 S o m e   3 0 0   u n d e r w a y   s u r f a c e   s a m p l e s   w e r e   d r a w n   a n d   a n a l y z e d   f o r   T A L K   d u r i n g   t h e   
 s h a k e - d o w n   c r u i s e ,   b u t   t h e s e   d a t a   a r e   n o t   r e p o r t e d   t o   t h e   C a r b o n   D i o x i d e   
 I n f o r m a t i o n   A n a l y s i s   C e n t e r   ( C D I A C ) .   G r e g   E i s c h e i d   o f   W H O I   c o m p l e t e d   t h e   
 p l u m b i n g   c o n n e c t i o n s   b e t w e e n   t h e   s h i p s   u n d e r w a y   i n t a k e   a n d   t h e   u n d e r w a y   S O M M A   
 ( 0 0 6 ) .   A f t e r   c o r r e c t i n g   s o m e   m i n o r   p r o b l e m s ,   h e   o b t a i n e d   t h e   r e q u i r e d   f l o w   o f   
 1   L / m i n   t h r o u g h   t h e   u n d e r w a y   s y s t e m .   P r o b l e m s   w i t h   o p e r a t i n g   t h e   u n d e r w a y   
 p i p e t t e   w e r e   a l s o   e n c o u n t e r e d ,   b u t   t h e y   w e r e   e l i m i n a t e d   b y   s o f t w a r e   c h a n g e s   
 c o o r d i n a t e d   t h r o u g h   B N L ,   s o   t h a t   b y   t h e   t i m e   t h e   s h i p   a r r i v e d   i n   P o n t a   
 D e l g a d a ,   t h e   u n d e r w a y   s y s t e m   w a s   o p e r a t i o n a l .   T h e   m o s t   s e r i o u s   p r o b l e m   w i t h   
 t h e   d i s c r e t e   T C O 2   s y s t e m s   w a s   t h a t   a n   e r r a t i c   t r a n s m i s s i o n   r e a d i n g   w i t h   t h e   
 s y s t e m   0 3 0   c o u l o m e t e r   m a d e k i n g   t i t r a t i o n s   i m p o s s i b l e .   T h i s   p r o g r a m   w a s   
 t e m p o r a r i l y   c o r r e c t e d   b y   j i g g l i n g   t h e   v o l t a g e   - t o   - f r e q u e n c y   c o n v e r t e r   ( V F C )   
 a n d   e n s u r i n g   t h a t   a l l   a s s o c i a t e d   c h i p s   w e r e   p r o p e r l y   s e a t e d .   S y s t e m   0 0 4   w a s   
 t e s t e d   s u c c e s s f u l l y   d u r i n g   t h e   s h a k e - d o w n   c r u i s e ,   w h i c h   e n d e d   o n   M a y   2 9 ,   
 1 9 9 7 ,   i n   P o n t a   D e l g a d a .   
 
 K .   M .   J o h n s o n   d e p a r t e d   J F K   A i r p o r t   i n   N e w   Y o r k   o n   M a y   2 7 ,   1 9 9 7 ,   f o r   P o n t a   
 D e l g a d a   v i a   L i s b o n   a n d   a r r i v e d i n g   o n   M a y   2 8   i n   t h e   A z o r e s   o n   M a y   2 8 ,   w h e r e   h e   
 j o i n e d       L .   A r l e n ,   w h o   w a s   a l r e a d y   i n   P o n t a   D e l g a d a .   T h e   T A L K   a n d   T C O 2   
 m e a s u r e m e n t   g r o u p s   m o v e d   o n b o a r d   s h i p   o n   M a y   2 9 ,   a n d   r e a d i e d   t h e   s y s t e m s   f o r   
 t h e   f o l l o w i n g   d a y ,   w h e n   t h e   s h i p   d e p a r t e d   P o n t a   D e l g a d a   o n   s e c t i o n   A 2 4   w i t h   
 D r .   L y n n e   T a l l e y   a s   c h i e f   s c i e n t i s t .   S a m p l e   a n a l y s i s   b e g a n   o n   s y s t e m   0 0 4   
 i m m e d i a t e l y ,   b u t   t h e   s y s t e m   0 3 0   c o u l o m e t e r   o n c e   a g a i n   e x h i b i t e d   u n s t a b l e   
 e r r a t i c   t r a n s m i s s i o n   r e a d i n g s   a n d   w a s   i m m e d i a t e l y   r e p l a c e d   w i t h   t h e   b a c k - u p   
 u n i t .   S a m p l e   a n a l y s i s   w i t h   t h i s   u n i t   b e g a n   o n   M a y   3 1 ,   1 9 9 7 .     
 
 T h e   c r u i s e   t r a c k   f o r   s e c t i o n   A 2 4   w a s   b a s i c a l l y   r e c t a n g u l a r ,   e n c o m p a s s i n g   f o u r   
 s e p a r a t e   s e c t i o n s   ( s e e   F i g .   1 )   s t a r t i n g   a n d   e n d i n g   i n   t h e   A z o r e s .   T h e   f i r s t   
 s e c t i o n   b e g a n   a t   T e r c e i r a ,   A z o r e s ,   p r o c e e d i n g   n o r t h e a s t w a r d   t o w a r d s   t h e   G o b a n   
 S p u r   a n d   c r o s s i n g   t h e   M e d i t e r r a n e a n   W a t e r / L a b r a d o r   S e a   W a t e r   m i x i n g   z o n e   
 o b l i q u e l y .   U p o n   c o m p l e t i o n   o f   t h e   f i r s t   s e c t i o n ,   t h e   s h i p   w a s   d i v e r t e d   t o   
 C o r k ,   I r e l a n d ,   f o r   a n   e m e r g e n c y   e x c h a n g e   o f   c r e w   m e m b e r s .   T h e   s e c o n d   s e c t i o n   
 c r o s s e d   t h e   s o u t h e r n   R o c k a l l   T r o u g h ,   f r o m   P o r c u p i n e   B a n k   t o   t h e   s o u t h e r n   e n d   
 o f   t h e   R o c k a l l   B a n k .   T h e   t h i r d   s e c t i o n   c r o s s e d   t h e   n o r t h e r n   p a r t   o f   t h e   
 s u b p o l a r   g y r e ,   f r o m   t h e   H e b r i d e s   t o   R o c k a l l   B a n k ,   t o   H a t t o n   B a n k ,   t o   t h e   
 R e y k j a n e s   R i d g e   a n d   t o   G r e e n l a n d   n e a r   A n g m a s s a l i k ,   c r o s s i n g   t h e   R o c k a l l   
 T r o u g h   j u s t   n o r t h   o f   t h e   A n t o n   D o h r n   S e a m o u n t .   I c e   c o n d i t i o n s   a t   G r e e n l a n d   
 w e r e   f a v o r a b l e ,   a n d   s a m p l i n g   w a s   c o m p l e t e d   a t   s t a t i o n s   w e l l   o n t o   t h e   s h e l f   
 ( a v e r a g e   d e p t h   5 0 0   m e t e r s ) .   A f t e r   a   t r a n s i t   s o u t h w a r d   t o   C a p e   F a r e w e l l ,   
 G r e e n l a n d ,   t h e   f o u r t h   s e c t i o n   b e g a n   a t   C a p e   F a r e w e l l   a n d   p r o c e e d e d   
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 w i t h   t h e   l a s t   S t a t i o n   o n   J u n e   2 8 ,   1 9 9 7 .   A f t e r   a   6 - d a y   t r a n s i t ,   t h e   s h i p   
 d o c k e d   i n   H a l i f a x ,   N o v a   S c o t i a ,   o n   J u l y   5 .     
 
 T h e   w e a t h e r   r e m a i n e d   u n i f o r m l y   g o o d   t h r o u g h o u t   L e g   A 2 4 ,   a n d   a l l   c a r b o n a t e   
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 a b o u t   b y   m a k i n g   t h e   A 2 4   s t a t i o n   i n t e r v a l   d e p e n d e n t   o n   b a t h y m e t r y ,   w h i c h   o f t e n   
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 i n t e r v a l   o f   3 0   n m .   T h e   c a r b o n   g r o u p   s a m p l e d   a s   m a n y   s t a t i o n s   a s   p o s s i b l e   
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 a t t e m p t   w a s   m a d e   t o   a r r a n g e   f o r   a   b a c k - u p   c o u l o m e t e r   o r   t o   r e p a i r   t h e   d a m a g e d   
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 N e w f o u n d l a n d   S h e l f   t o   t h e   S u r i n a m e   S h e l f   a l o n g   a p p r o x i m a t e l y   5 2    W   ( W O C E   
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 A t l a n t i c   W O C E   m e r i d i o n a l   l o n g - l i n e s   ( t h e   s e c o n d   l o n g - l i n e ,   A 2 2 ,   w a s   v i s i t e d   
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 e x p e r i e n c e d   d u r i n g   t h e   c r u i s e   a l l o w e d   f o r   t h e   s a m p l i n g   o f   9 5   h y d r o g r a p h i c   
 s t a t i o n s ,   w h i c h   w a s   m o r e   t h a n   p l a n n e d .   A f t e r   t h e   i n i t i a l   t e s t   s t a t i o n   i n   3 0 0 0   
 m   a t   5 7    W ,   t h e   s h i p   s t e a m e d   t o   t h e   1 0 0 0 - m   i s o b a t h   a n d   t h e   w o r k   c o m m e n c e d .   
 D u r i n g   A 2 0 ,   t h e   w a t e r   m a s s e s   s a m p l e d   i n c l u d e d   t h e   s l o p e w a t e r s ,   t h e   L a b o r a d o r   
 C u r r e n t ,   t h e   L a b r a d o r   S e a   W a t e r ,   t h e   D e e p   W e s t e r n   B o u n d a r y   C u r r e n t ,   t h e   G u l f   
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 t u r n e d   t o w a r d   T r i n i d a d ,   t h e   N o r t h   B r a z i l   C u r r e n t   s y s t e m .   O n   t h e   d e p t h s   l e s s   
 t h a n     1 0 0 0   m ,   a   2 4 - p o s i t i o n   c o n d u c t i v i t y ,   t e m p e r a t u r e ,   a n d   d e p t h   ( C T D )   s e n s o r   
 w a s   u s e d ,   w h i l e   f o r   g r e a t e r   d e p t h s ,   a   3 6 - p o s i t i o n   C T D   w a s   u s e d .   H y d o g r a p h i c   
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 f l o a t s   a n d   d r i f t e r s   a n d   t h e   d e p l o y m e n t   o r   r e c o v e r y   o f   4   m o o r i n g s .   T h e   T C O 2   
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 r e p l a c e m e n t   o f   o n e   p i n c h   v a l v e   a n d   a   f a u l t y   i s o l a t i o n   v a l v e   o n   J u l y   1 9 .   
 T h e r e a f t e r ,   t h i s   i n s t r u m e n t   f u n c t i o n e d   s a t i s f a c t o r i l y .   T h e   K n o r r   a r r i v e d   i n   
 P o r t   o f   S p a i n ,   T r i n i d a d ,   o n   A u g u s t   1 0 ,   1 9 9 7 .   
 
 K .   J o h n s o n   l e f t   N e w   Y o r k   o n   A u g u s t   1 2   t o   r e l i e v e   R .   W i l k e   o f   t h e   T C O 2   
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 c o n t i n u e   t h e   T C O 2   a n d   T A L K   m e a s u r e m e n t s   f o r   t h e   n e x t   s e c t i o n   A 2 2 .     
 
 T h e   K n o r r   d e p a r t e d   P o r t   o f   S p a i n   a t   9   A . M .   o n   A u g u s t   1 5 ,   a n d   t h e   f i r s t   
 s t a t i o n   w a s   s a m p l e d   o n l y   1 2   h o u r s   o u t   o f   p o r t .   S t a t i o n   1   w a s   a   j o i n t   s t a t i o n   
 w i t h   t h e   R / V   H e r m a n o   G i n e s   f r o m   t h e   E D I M A R   L a b o r a t o r y ,   M a r g a r i t a ,   V e n e z u e l a ,   
 j u s t   o u t s i d e   t h e   s i l l   o f   t h e   C a r i a c o   B a s i n .   S o m e   j o i n t   n u t r i e n t   s a m p l e s   w e r e   
 t a k e n   a n d   a n a l y z e d   a b o a r d   e a c h   s h i p .   T h e n   t h e   K n o r r   b e g a n   t h e   C a r i b b e a n   
 p o r t i o n   o f   t h e   A 2 2   t r a n s e c t ,   w h i c h   e n d e d   w i t h   S t a t i o n   2 3   o n   3 0 0 - m   d e p t h   s o u t h   
 o f   P u e r t o   R i c o   o n   A u g u s t   2 0 ,   1 9 9 7 .   T h e   K n o r r   j o g g e d   a r o u n d   t h e   e a s t e r n   e n d   o f   
 t h e   I s l a n d ,   a n d   t h e   t r a n s e c t   w a s   r e s u m e d   n o r t h   o f   P u e r t o   R i c o   a l o n g   
 a p p r o x i m a t e l y   6 6    W   a n d   c o n t i n u e d   u n t i l   S t a t i o n   7 7   i n   2 0 0   m   o f   w a t e r   o n   t h e   
 s h e l f   s o u t h   o f   C a p e   C o d ,   M a s s a c h u s e t t s ,   o n   S e p t e m b e r   2 ,   1 9 9 7 .   S o m e   7 7   W O C E   
 h y d r o s t a t i o n s   w e r e   o c c u p i e d   d u r i n g   t h e   t h i s   l e g .   I n   a d d i t i o n ,   1 0   f l o a t s   a n d   9   
 d r i f t e r s   w e r e   d e p l o y e d   a n d   o n e   m o o r i n g   w a s   r e c o v e r e d .   A l l   o f   t h e   c a r b o n   
 p a r a m e t e r   i n s t r u m e n t s ,   i n c l u d i n g   t h e   u n d e r w a y   S O M M A ,   f u n c t i o n e d   
 s a t i s f a c t o r i l y   u n t i l   t h e   e n d   o f   t h e   c r u i s e ;   a n d   f o r t u n a t e l y   a   b a c k - u p   
 c o u l o m e t e r   w a s   n e v e r   n e e d e d .   T h e   R / V   K n o r r   d o c k e d   i n   W o o d s   H o l e   o n   S e p t e m b e r   
 3 ,   w h e r e   i t   w a s   m e t   b y   R .   W i l k e   a n d   E .   L e w i s   f r o m   t h e   B N L   T C O 2   g r o u p   w h o   
 h e l p e d   p a c k   t h e   e q u i p m e n t ,     a n d   t h e   e n t i r e   T C O 2   m e a s u r e m e n t   g r o u p   w i t h   i t s   
 e q u i p m e n t   d e p a r t e d   W o o d s   H o l e   o n   t h e   a f t e r n o o n   o f   S e p t e m b e r   4 ,   1 9 9 7 .   
 
 
 
 3 .   D E S C R I P T I O N   O F   M E A S U R E M E N T S   A N D   M E T H O D S 
 
 3 . 1   H y d r o g r a p h i c   M e a s u r e m e n t s   
 
 D u r i n g   t h e   c r u i s e s ,   t h e   r e s p o n s i b i l i t y   f o r   t h e   h y d r o g r a p h i c   d a t a   w a s   d i v i d e d   
 b e t w e e n   S c r i p p s   I n s t i t u t i o n   o f   O c e a n o g r a p h y   ( S I O )   ( s e c t i o n   A 2 4 )   a n d   W H O I   
 ( s e c t i o n s   A R 2 4 ,   A 2 0 ,   a n d   A 2 2 ) .   H e n c e   t h e   h y d r o g r a p h y   d e s c r i p t i o n   i s   g i v e n   i n   
 s e p a r a t e   s e c t i o n s   f o r   S I O   a n d   W H O I   o p e r a t i o n s   a n d   m e t h o d s .     3 . 1 . 1   S I O / O c e a n   
 D a t a   F a c i l i t y   O D F   M e t h o d s   a n d   I n s t r u m e n t a t i o n   ( S e c t i o n   A 2 4 ) 
   
 
 T h e   S I O   h y d r o g r a p h i c a l   p r o c e d u r e s   a r e   d e s c r i b e d   i n   d e t a i l   b y   L y n n e   T a l l e y   i n   
 t h e   c h i e f   s c i e n t i s t s   c r u i s e   r e p o r t   f o r   W O C E   S e c t i o n   A 2 4 ,   w h i c h   c a n   b e   
 o b t a i n e d   o n   t h e   W H P O   w e b   s i t e   a t   
 
                   h t t p : / / w h p o . u c s d . e d u / d a t a / o n e t i m e / a t l a n t i c / a 2 4 / i n d e x . h t m .   
 
 N a v i g a t i o n a l   d a t a   w e r e a s   l o g g e d   a u t o m a t i c a l l y   a t   1 - m i n u t e   i n t e r v a l s   o n   a   S u n   
 S P A R C   s t a t i o n .   U n d e r w a y   b a t h y m e t r y   w a s   a c q u i r e d   f r o m   t h e   s h i p s   S e a B e a m   s y s t e m   a t   
 5 - m i n u t e   i n t e r v a l s .   T h e s e   d a t a   w e r e   m e r g e d   w i t h   t h e   n a v i g a t i o n   d a t a   t o   p r o v i d e   a   
 t i m e - s e r i e s   o f   u n d e r w a y   p o s i t i o n ,   c o u r s e ,   s p e e d ,   a n d   b a t h y m e t r y ,   w h i c h   w e r e   u s e d   
 f o r   a l l   s t a t i o n   p o s i t i o n s ,   d e p t h s ,   a n d   f o r   b a t h y m e t r y   o n   v e r t i c a l   s e c t i o n s .   A   
 t h e r m o s a l i n o g r a p h   ( F a l m o u t h   S c i e n t i f i c   I n s t r u m e n t s )   w a s   m o u n t e d   o n   t h e   b o w   
 a p p r o x i m a t e l y   3   m   b e l o w   t h e   s u r f a c e   f o r   u n d e r w a y   s a l i n i t y .   
 
 T h e   h y d r o g r a p h i c   c a s t s   w e r e   m a d e   w i t h   a   3 6 - p o s i t i o n   1 0 - L   r o s e t t e   s y s t e m   
 b e l o n g i n g   t o   t h e   O c e a n   D a t a   F a c i l i t y   ( O D F )   a t   S I O .   T h i s   u n i t   c o n s i s t e d   o f   a   
 3 6 - b o t t l e   f r a m e ,   t h i r t y - o n e   1 0 - L   N i s k i n   b o t t l e s ,   a n   N e i l   B r o w n   I n s t r u m e n t   
 S y s t e m   ( N B I S )   M a r k   I I I   C T D   w i t h   d u a l   c o n d u c t i v i t y   a n d   t e m p e r a t u r e   s e n s o r s ,   
 t r a n s m i s s o m e t e r ,   L A D C P ,   a l t i m e t e r ,   a n d   p i n g e r .   T h e   r o s e t t e   s y s t e m   w a s   
 s u s p e n d e d   f r o m   a   t h r e e - c o n d u c t o r   0 . 3 2 2 - i n c h   e l e c t r o m e c h a n i c a l   c a b l e ,   a n d   
 p o w e r   t o   t h e   C T D   a n d   p y l o n   w a s   p r o v i d e d   t h r o u g h   t h e   c a b l e   f r o m   t h e   s h i p .   F o r   
 t h e   f i r s t   1 0   c a s t s ,   a   G e n e r a l   O c e a n i c s   1 0 1 6   3 6 - p l a c e   p y l o n   w a s   u s e d ;   
 t h e r e a f t e r   a   S e a   B i r d   E l e c t r o n i c s   ( S B E ) ,   3 6 - p l a c e   p y l o n ,   a n d   S B E   3 3   d e c k   u n i t   
 w e r e   u s e d .   T h e   r o s e t t e   w a s   d e p l o y e d   f r o m   t h e   s t a r b o a r d   s i d e   h a n g a r ,   a n d   t h e   
 p o r t   s i d e   M a r k e y   C T D   w i n c h   w a s   u s e d   t h r o u g h o u t   s e c t i o n   A 2 4 .   A t   t h e   b e g i n n i n g   
 o f   e a c h   s t a t i o n ,   t h e   t i m e ,   p o s i t i o n ,   a n d   b o t t o m   d e p t h   w e r e   l o g g e d , ;   t h e   
 s e n s o r s   w e r e   p o w e r e d ;   a n d   c o n t r o l   w a s   t r a n s f e r r e d   t o   t h e   C T D   a c q u i s i t i o n   a n d   
 c o n t r o l   s y s t e m   i n   t h e   s h i p s   l a b o r a t o r y   a n d   t h e   C T D   l o w e r e d   t o   w i t h i n   1 0   m   o f   
 t h e   b o t t o m .   T h e   C T D   p r o v i d e d   r e a l - t i m e   p r e s s u r e ,   d e p t h ,   t e m p e r a t u r e ,   s a l i n i t y   
 ( c o n d u c t i v i t y ) ,   o x y g e n ,   a n d   d e n s i t y ,   a n d   t h e s e   v a r i a b l e s   w e r e   u s e d   t o   s e l e c t   
 t h e   s a m p l i n g   d e p t h s .     
 
 A t   t h e   e n d   o f   e a c h   c a s t ,   w a t e r   s a m p l e s   ( f u l l   s u i t e )   w e r e   d r a w n   i n   t h e   
 f o l l o w i n g   o r d e r :   c h l o r o f l u o r o c a r b o n s   ( C F C s ) ,   h e l i u m ,   o x y g e n ,   p C O 2 ,   T C O 2 ,   
 T A L K ,   t r i t i u m ,   n u t r i e n t s ,   a n d   s a l i n i t y .   H o w e v e r ,   o n l y   s a l i n i t y ,   o x y g e n ,   a n d   
 n u t r i e n t s   w e r e   m e a s u r e d   a t   e v e r y   s t a t i o n .   A   l o g   w a s   k e p t   t o   d o c u m e n t   t h e   
 s a m p l i n g   s e q u e n c e   a n d   t o   n o t e   a n o m a l i e s   ( e . g . ,   l e a k s ,   e t c . ) ,   a n d   W H P   q u a l i t y   
 f l a g s   w e r e   a s s i g n e d   t o   e a c h   s a m p l e   u s i n g   t h e   a n a l y z e d   b o t t l e   s a l i n i t i e s ,   
 o x y g e n ,   a n d   n u t r i e n t s .   N o   m a j o r   p r o b l e m s   w i t h   t h e   C T D   o p e r a t i o n   w e r e   
 e x p e r i e n c e d ,   a n d   t h e   o r i g i n a l   s e t   o f   3 1   N i s k i n   b o t t l e s   w a s   u s e d   t h r o u g h o u t   
 s e c t i o n   A 2 4 .   A t   t h e   e n d   o f   t h e   c r u i s e ,   t h e   C T D   a n d   t h e   e n t i r e   a c q u i s i t i o n   a n d   
 c o n t r o l   s y s t e m   w e r e   p a c k e d   a n d   s h i p p e d   b a c k   t o   S I O .     
 
 T h e   C T D   w a s   c a l i b r a t e d   f o r   p r e s s u r e   a n d   t e m p e r a t u r e   a t   t h e   O D F   c a l i b r a t i o n   
 f a c i l i t y   ( L a   J o l l a ,   C a l i f o r n i a A )   i n   A p r i l   1 9 9 7 ,   p r i o r   t o   W O C E   s e c t i o n   A 2 4 .   A t   
 s e a ,   b o t t l e   s a l i n i t y   a n d   o x y g e n   w e r e   u s e d   t o   c a l i b r a t e   t h e   c o n d u c t i v i t y   a n d   
 o x y g e n   s e n s o r s ,   r e s p e c t i v e l y ,   a n d   t h e   t e m p e r a t u r e   c a l i b r a t i o n   w a s   c h e c k e d   
 w i t h   a n   S B E   3 5   l a b o r a t o r y - g r a d e   r e f e r e n c e   m a t e r i a l .   F u r t h e r   d e t a i l s   
 c o n c e r n i n g   t h e   p r e -   a n d   p o s t - c r u i s e   c a l i b r a t i o n   o f   t h e   C T D   s e n s o r s   c a n   b e   
 f o u n d   i n   t h e   c r u i s e   r e p o r t   a v a i l a b l e   f r o m   W H P O .   A D C P   a n d   L A D C P   p r o f i l e s   w e r e   
 m a d e   t h r o u g h o u t   t h e   s e c t i o n   u s i n g   t h e   h u l l - m o u n t e d   A D C P   s y s t e m   p e r m a n e n t l y   
 i n s t a l l e d   o n   t h e   K n o r r   a n d   t h e   L A D C P   m o u n t e d   v e r t i c a l l y   i n s i d e   t h e   r o s e t t e   
 f r a m e   b o t t l e   r i n g s .   T h e   q u a l i t y   o f   t h e   s h i p b o a r d   A D C P   t o   d e p t h s   o f   5 0 0   m   w a s   
 g o o d   t h r o u g h o u t   t h e   c r u i s e ,   a s   w e r e   t h e   L A D C P   s t a t i o n   p r o f i l e s .     
 
 B o t t l e   s a l i n i t y   s a m p l e s   w e r e   c o l l e c t e d   a f t e r   t h r e e   r i n s e s   i n   2 0 0 - m L   K i m a x   
 h i g h   a l u m i n a   b o r o s i l i c a t e   b o t t l e s ,   s e a l e d ,   a n d   d e t e r m i n e d   a f t e r   t h e r m a l   
 e q u i l i b r a t i o n ,   u s u a l l y   w i t h i n   8   t o   1 2   h o u r s   o f   c o l l e c t i o n .   S a l i n i t y   w a s   
 d e t e r m i n e d   a t   2 4  C   o n   t w o   G u i l d l i n e   A u t o s a l   M o d e l   8 4 0 0 A   s a l i n o m e t e r s   l o c a t e d   
 i n   a   t e m p e r a t u r e - c o n t r o l l e d   l a b o r a t o r y   ( 2 1 . 4   -   2 4 . 6  C ) .   T h e   s a l i n o m e t e r   w a s   
 s t a n d a r d i z e d   w i t h   I n t e r n a t i o n a l   A s s o c i a t i o n   f o r   t h e   P h y s i c a l   S c i e n c e s   o f   t h e   
 O c e a n   ( I A P S O )   s t a n d a r d   s e a w a t e r   ( S S W )   b a t c h   P - 1 2 7 ,   u s i n g   a t   l e a s t   o n e   f r e s h   
 
 v i a l   p e r   c a s t .   T h e   a c c u r a c y   o f   t h e   d e t e r m i n a t i o n   w a s   0 . 0 0 2   r e l a t i v e   t o   t h e   
 S S W   b a t c h   u s e d .   S a l i n i t y   w a s   t h e n   c a l c u l a t e d   f o r   e a c h   s a m p l e   ( U N E S C O ,   1 9 8 1 )   
 a n d   m e r g e d   i n t o   t h e   d a t a   b a s e .     
 
 B o t t l e   o x y g e n   w a s   d e t e r m i n e d   b y   f i l l i n g   1 2 5 - m L   i o d i n e   f l a s k s   t o   o v e r f l o w i n g   
 ( 3   x   b o t t l e   v o l u m e )   w i t h   a   d r a w   t u b e   a f t e r   t w o   b o t t l e   r i n s e s .   S a m p l e   
 t e m p e r a t u r e   w a s   m e a s u r e d   i m m e d i a t e l y   w i t h   a   t h e r m o m e t e r   i m b e d d e d   i n   t h e   d r a w   
 t u b e .   T h e   W i n k l e r   r e a g e n t s   w e r e   a d d e d ,   t h e   f l a s k s   s t o p p e r e d ,   a n d   s h a k e n   u p o n   
 s t o p p e r i n g   a n d   s h a k e n   a g a i n   2 0   m i n u t e s   l a t e r   t o   e n s u r e   t h a t   t h e   d i s s o l v e d   
 o x y g e n   w a s   c o m p l e t e l y   f i x e d .   O x y g e n   w a s   d e t e r m i n e d   a c c o r d i n g   t o   t h e   t e c h n i q u e   
 o f   C a r p e n t e r   ( 1 9 6 5 ) ,   i n c o r p o r a t i n g   t h e   m o d i f i c a t i o n s   o f   C u l b e r s o n   e t .   a l   
 ( 1 9 9 1 )   w i t h i n   4   h o u r s   o f   c o l l e c t i o n   o n   a n   S I O - d e s i g n e d   a u t o m a t e d   o x y g e n   
 t i t r a t o r   u s i n g   p h o t o m e t r i c   e n d p o i n t   d e t e c t i o n   a t   a n   u l t r a - v i o l e t   w a v e   l e n g t h   
 o f   3 6 5   n m .   S t a n d a r d s   p r e p a r e d   f r o m   p r e - w e i g h e d   p o t a s s i u m   i o d a t e   w e r e   r u n   e a c h   
 t i m e   t h e   a u t o m a t e d   t i t r a t o r   w a s   u s e d ,   a n d   r e a g e n t   b l a n k s   w e r e   d e t e r m i n e d   b y   
 a n a l y z i n g   d i s t i l l e d   w a t e r .   T h e   f i n a l   o x y g e n   r e s u l t s   h a v e   b e e n   c o n v e r t e d   t o   
  m o l / k g .   C o n v e r s i o n   w a s   m a d e d o n e   u s i n g   t h e   i n - s i t u   t e m p e r a t u r e ,   n o t   t h e   
 t e m p e r a t u r e   o f   t h e   s a m p l e   f r o m   t h e   N i s k i n   b o t t l e s ,   b e c a u s e   o f   d u e   t o   a   
 s o f t w a r e   f a i l u r e .   B o t t l e   v o l u m e s   w e r e   p r e c a l i b r a t e d   a t   S I O .   T h e   p r e c i s i o n   o f   
 t h e   a n a l y s i s   c a l c u l a t e d   f r o m   5 7   r e p l i c a t e   p a i r s   ( d u p l i c a t e s   d r a w n   f r o m   t h e   
 s a m e   N i s k i n   b o t t l e )   w a s      0 . 0 0 4   m L / L .     
 
 P h o s p h a t e ,   n i t r a t e ,   n i t r i t e ,   a n d   s i l i c a t e   w e r e   d e t e r m i n e d   o n   v i r t u a l l y   e v e r y   
 N i s k i n   b o t t l e   c l o s e d   f r o m   s t a t i o n s   1   t h r o u g h   1 5 3 .   T h e   s a m p l e s   w e r e   c o l l e c t e d   
 i n   4 5 - m L   h i g h - d e n s i t y   p o l y p r o p y l e n e ,   n a r r o w - m o u t h ,   s c r e w - c a p p e d   c e n t r i f u g e   
 t u b e s   w h i c h t h a t   w e r e   r i n s e d   w i t h   H C L   a n d   t h e n   r i n s e d   t h r e e   t i m e s   w i t h   s a m p l e   
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 T e c h n i c o n   A u t o A n a l y z e r   I I ,   u s u a l l y   w i t h i n   1   h o u r   o f   t h e   c a s t ,   i n   a   
 t e m p e r a t u r e - c o n t r o l l e d   l a b o r a t o r y .   I f   t h e   s a m p l e s   w e r e   s t o r e d   f o r   l o n g e r   t h a n   
 1   h o u r   p r i o r   t o   a n a l y s i s ,   t h e y   w e r e   s t o r e d   a t   4  C   ( n o   m o r e   t h a n   4   h o u r s ) .   
 T h e   A u t o   A n a l y z e r   i n s t r u m e n t a t i o n   w h i c h   i n c o r p o r a t e s   t h e   m e t h o d   o f   A r m s t r o n g ,   
 S t e a r n s ,   a n d   S t r i c k l a n d   e t   a l .   ( 1 9 6 7 )   f o r   s i l i c a t e ,   t h e   m e t h o d   o f   A r m s t r o n g   
 e t   a l .   ( 1 9 6 7 )   a s   m o d i f i e d   f o r   n i t r a t e   a n d   n i t r i t e ,   a n d   t h e   m e t h o d   o f   
 B e r n h a r d t   a n d   W i l h e l m s   ( 1 9 6 7 )   f o r   p h o s p h a t e   i s   d e s c r i b e d   b y   G o r d o n   a n d   c o - 
 w o r k e r s   ( A t l a s   e t   a l . ,   1 9 7 1 ;   H a g e r   e t   a l . ,   1 9 7 2 ;   G o r d o n   e t   a l . ,   1 9 9 2 ) .   
 S t a n d a r d s   w e r e   a n a l y z e d   a t   t h e   b e g i n n i n g   a n d   e n d   o f   e a c h   g r o u p   o f   s a m p l e   
 a n a l y s e s   w i t h   a   s e t   o f   s e c o n d a r y   i n t e r m e d i a t e   c o n c e n t r a t i o n s   p r e p a r e d   b y   
 d i l u t i n g   p r e - w e i g h e d   p r i m a r y   s t a n d a r d s .   T h e   p r i m a r y   s t a n d a r d   f o r   s i l i c a t e   w a s   
 N a 2 S i F 6 ;   a n d   f o r   n i t r a t e ,   n i t r i t e ,   a n d   p h o s p h a t e ,   K N O 3 ,   N a N O 2 ,   a n d   K H 2 P O 4   
 w e r e   u s e d ,   r e s p e c t i v e l y .   C h e m i c a l   p u r i t i e s   r a n g e d   f r o m   9 9 . 9 7 %   ( N a N O 3 )   t o   
 9 9 . 9 9 9 %   ( K N O 3 ) .   D e e p   s e a w a t e r   w a s   a l s o   u s e d   a s   a   s u b s t a n d a r d .   S o m e   3 4 3 9   
 n u t r i e n t   s a m p l e s   w e r e   a n a l y z e d   d u r i n g   s e c t i o n   A 2 4 .   
 
 
 3 . 1 . 2   W H O I   M e t h o d s   a n d   I n s t r u m e n t a t i o n   ( S e c t i o n s   A R 2 4 ,   A 2 0 ,   a n d   A 2 2 )   
 
 U n l e s s   o t h e r w i s e   s t a t e d ,   p r o c e d u r e s   r e m a i n   a s   i n   S e c t i o n   3 . 1 . 1   a b o v e .   T h e   
 u n d e r w a y - D o p p l e r   s p e e d   l o g   d i d   n o t   f u n c t i o n   d u r i n g   s a m p l i n g   o f   s e c t i o n   A 2 2 ,   
 a n d   t h e   h u l l - m o u n t e d   t r a n s d u c e r   h a d   t o   b e   r e m o v e d   f o r   r e p a i r .   O t h e r w i s e ,   
 n a v i g a t i o n a l   a n d   m e t e o r o l o g i c a l   d a t a   w e r e a s   l o g g e d   b y   t h e   s h i p b o a r d   d a t a   
 a c q u i s i t i o n   s y s t e m   ( d u b b e d   A t h e n a )   a t   1 - m i n u t e   i n t e r v a l s .   T h e s e   d a t a   i n c l u d e   
 h e a d i n g ,   t i m e   a n d   d a t e ,   g e o g r a p h i c   p o s i t i o n i n g   s y s t e m   ( G P S ) ,   w i n d   s p e e d   a n d   
 d i r e c t i o n ,   s e a   s u r f a c e   t e m p e r a t u r e   a n d   c o n d u c t i v i t y ,   a n d   a d d i t i o n a l   
 m e t e o r o l o g i c a l   d a t a .   A   s e c o n d a r y   s u i t e   o f   d a t a   c a l c u l a t e d   o r   d e r i v e d   f r o m   
 t h e s e   d a t a   w a s   a l s o   l o g g e d   a t   1 - m i n u t e   i n t e r v a l s .   T h e s e   f i l e s   w e r e   a l s o   t h e   
 s o u r c e   o f   e v e n t - s p e c i f i c   d a t a   ( e . g . ,   s t a t i o n   l o c a t i o n ) .   U n d e r w a y   s a l i n i t y   w a s   
 c a l i b r a t e d   w i t h   b o t t l e   s a l i n i t y .   
 
 F o r   t h e   W H O I   s e c t i o n s ,   t h e   K n o r r   w a s   o u t f i t t e d   w i t h   e q u i p m e n t   b e l o n g i n g   t o   
 W H O I .   F o r   d e t a i l s   s e e   t h e   c h i e f   s c i e n t i s t s   r e p o r t   f o r   S e c t i o n s   A 2 0   a n d   A 2 2   o n   
 t h e   W H P O   w e b   s i t e :   h t t p : / / w h p o . u c s d . e d u / d a t a / o n e t i m e / a t l a n t i c / i n d e x . h t m .   T h e   
 C T D   u s e d   w a s   a   W H O I - m o d i f i e d   N B I S   M a r k - I I I   C T D   w i t h   o x y g e n   s e n s o r ,   
 c o n d u c t i v i t y   c e l l ,   L A D C P ,   p r e s s u r e   t r a n s d u c e r ,   t e m p e r a t u r e   s e n s o r ,   a n d   p i n g e r   
 m o u n t e d   o n   a   3 3 - p o s i t i o n   1 0 - L   N i s k i n   b o t t l e   r o s e t t e   f r a m e .   T h e   A R 2 4   s e c t i o n   
 d i f f e r e d   f r o m   t h e   a b o v e   A 2 0   a n d   A 2 2   s e c t i o n s   a n d   v i r t u a l l y   a l l   o t h e r   C O 2   
 s u r v e y   w o r k   b e c a u s e   a   2 4 - b o t t l e   r o s e t t e   w a s   u s e d   w i t h   4 - L   s a m p l i n g   b o t t l e s ,   
 i n s t e a d   o f   t h e   u s u a l   1 0 - L   N i s k i n   b o t t l e s ,   i n   o r d e r   t o   r e d u c e   s a m p l i n g   t i m e   a t   
 t h e   r o s e t t e   w h e n   i n   l a t e   f a l l   w h e n   s e a s   w e r e   e x p e c t e d   t o   b e   r o u g h e r .   A   
 G e n e r a l   O c e a n i c s - 1 0 1 6   p y l o n   w a s   u s e d   a n d   w a s   c o n t r o l l e d   u s i n g   a n   S I O - 
 f u r n i s h e d   S u r f a c e   C o n t r o l   I n t e r f a c e ,   a   d e d i c a t e d   P C ,   a n d   s o f t w a r e   p r o v i d e d   b y   
 S I O / O D F .   T e m p e r a t u r e   a n d   p r e s s u r e   c a l i b r a t i o n s   w e r e   p e r f o r m e d   a t   W H O I   b e f o r e   
 s e c t i o n   A 2 0 .   T h e   C T D   w a s   r e - c a l i b r a t e d   a f t e r   i t s   r e t u r n   t o   W H O I   i n   D e c e m b e r   
 1 9 9 7 .   F o r   d e t a i l s   c o n c e r n i n g   t h e   p r e - c r u i s e ,   a t - s e a ,   a n d   p o s t - c r u i s e   C T D   
 c a l i b r a t i o n s ,   s e e   t h e   c r u i s e   r e p o r t   a n d   M i l l a r d   a n d   Y a n g   ( 1 9 9 3 ) .   
 
 O x y g e n ,   n u t r i e n t s ,   a n d   s a l t s   w e r e   a n a l y z e d   f r o m   v i r t u a l l y   e v e r y   N i s k i n   b o t t l e   
 c l o s e d   d u r i n g   t h e   c r u i s e .   B o t t l e   s a l i n i t y   s a m p l e s   w e r e   c o l l e c t e d   a f t e r   t w o   
 r i n s e s   i n   8 - o u n c e   g l a s s   b o t t l e s .   T h e n   t h e y   w e r e   t h e r m a l l y   e q u i l i b r a t e d   t o   
 2 2  C   a n d   a n a l y z e d   o n   a   G u i l d l i n e   A u t o s a l   M o d e l   8 4 0 0 B   s a l i n o m e t e r .   T h e   
 s a l i n o m e t e r   w a s   s t a n d a r d i z e d   o n c e   a   d a y   u s i n g   I A P S O   S S W   B a t c h   P - 1 3 1   ( d a t e d   
 O c t o b e r   1 0 ,   1 9 9 6 ) .   T h e   a c c u r a c y   w a s      0 . 0 0 2 .     
 
 B o t t l e   o x y g e n   w a s   d e t e r m i n e d   b y   f i l l i n g   1 5 - m L   b r o w n   g l a s s   t i n c t u r e   b o t t l e s .   
 O x y g e n   w a s   d e t e r m i n e d   u s i n g   a   m o d i f i e d   W i n k l e r   t e c h n i q u e   s i m i l a r   t o   t h a t   
 d e s c r i b e d   b y   S t r i c k l a n d   a n d   P a r s o n s   ( 1 9 7 2 ) .   T h e   t i t r a t i o n   i s   a u t o m a t e d   u s i n g   
 a   P C   c o n t r o l l e r   a n d   a   M e t r o h m   M o d e l   6 6 5   D o s i m a t   b u r e t .   T h e   e n d p o i n t   i s   
 d e t e r m i n e d   a m p e r o m e t r i c a l l y   u s i n g   a   d u a l   - p l a t e   p l a t i n u m   e l e c t r o d e ,   w i t h   a   
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 o f   t h e   t h i o s u l p h a t e   t i t r a n t   w a s   m a d e d o n e   d a i l y .   N o   p r o b l e m s   w e r e   n o t e d   d u r i n g   
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 S t a n l e y e t   a l .   ( 1 9 9 0 ) .   
 
 T h e   n u t r i e n t   s a m p l e s   w e r e   c o l l e c t e d   i n   3 0 - m L   h i g h - d e n s i t y   p o l y p r o p y l e n e   
 b o t t l e s   w h i c h t h a t   w e r e   l o a d e d   d i r e c t l y   i n t o   t h e   a u t o s a m p l e r   t r a y .   T h e   b o t t l e s   
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 3 0 3   a u t o s a m p l e r   w a s   s u b s t i t u t e d   f o r   t h e   O D F   a u t o s a m p l e r .   T h e   a n a l y t i c a l   
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 
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 
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 s a m p l e   p r o c e s s o r s   ( S O M M A )   w i t h   c o u l o m e t r i c   d e t e c t i o n   o f   t h e   C O 2   e x t r a c t e d   
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 c a l i b r a t i o n   c a n   b e   f o u n d   i n   J o h n s o n   e t   a l . ,   ( 1 9 8 7 ) ,   J o h n s o n   a n d   W a l l a c e ,   
 ( 1 9 9 2 ) ,   a n d   J o h n s o n   e t   a l . ,   ( 1 9 9 3 ) .   A   s c h e m a t i c   d i a g r a m   o f   t h e   S O M M A   
 a n a l y t i c a l   s e q u e n c e   m a y   b e   f o u n d   i n   e a r l i e r   c r u i s e   r e p o r t s   ( s e e   J o h n s o n   e t   
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 b e   f o u n d   i n   H u f f m a n   ( 1 9 7 7 )   a n d   J o h n s o n ,   K i n g ,   a n d   S i e b u r t h   ( 1 9 8 5 ) .   T h e   
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 w i t h   i n   p r e v i o u s   r e p o r t s   ( J o h n s o n   e t   a l . ,   1 9 9 8 a )   a n d   o n l y   n e e d   o n l y t o   b e   
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 p a s s e d   t o   t h e   T A L K   g r o u p   f o r   t h e   p o t e n t i o m e t r i c   a l k a l i n i t y   t i t r a t i o n .   T h e r e   
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 s a m p l e   f o r   T C O 2   r e p l i c a t e   a n a l y s e s   f r o m   t h e   s a m e   5 0 0 - m L   s a m p l e   b o t t l e .   T h e   4 - 
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 s a m e   s a m p l i n g   b o t t l e .   W i t h o u t   d u p l i c a t e   s a m p l e s   f r o m   t h e   h y d r o g r a p h i c   
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 c o l l e c t i o n   ( D O E ,   1 9 9 4 ) . 
 
 F o r   s e c t i o n s   A 2 4 ,   A 2 0 ,   A 2 2 4 ,   s i n g l e   o r   d u p l i c a t e   s a m p l e s   w e r e   c o l l e c t e d   i n   
 3 0 0 - m L   b i o l o g i c a l   o x y g e n   d e m a n d   ( B O D )   b o t t l e s ,   p o i s o n e d   w i t h   1 0 0    L   o f   a   5 0 %   
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                                 M e a n / t o t a l                         0 . 1 0               1 . 0 8           1 0 8 
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                                     A 2 2                 0 3 0             0 . 2 6               1 . 2 2             1 9 
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                                 O v e r a l l   m e a n / t o t a l         0 . 6 1               1 . 4 7           2 7 5 
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   
 
 T h e   o v e r a l l   a c c u r a c y   o f   t h e   C R M   a n a l y s e s   w a s   b e t t e r   t h a n   1    m o l / k g   o n   b o t h   
 s y s t e m s   f o r   t h e   f o u r   N o r t h   A t l a n t i c   s e c t i o n s ,   w i t h   a   c o m b i n e d   o v e r a l l   m e a n   
 d i f f e r e n c e   o f   +   0 . 6 1    m o l / k g   ( n   =   2 7 5 ) .   H o w e v e r ,   T a b l e   4   s h o w s   t h a t   o n   t h e   
 A R 2 4   s e c t i o n   ( 1 9 9 6 ) ,   t h e   m e a n   d i f f e r e n c e   a n d   t h e   s t a n d a r d   d e v i a t i o n   o f   t h e   
 d i f f e r e n c e s   w e r e   n o t i c e a b l y   l a r g e r   f o r   b o t h   s y s t e m s   c o m p a r e d   t o w i t h   t h e   1 9 9 7   
 s e c t i o n s   ( A 2 4 / A 2 0 / A 2 2 ) .   T h i s   m a y   b e   d u e   i n   p a r t   t o   m e c h a n i c a l   p r o b l e m s   
 e x p e r i e n c e d   b y   t h e   A R 2 4   m e a s u r e m e n t   g r o u p ,   o p e r a t o r   p r o c e d u r e s ,   a n d   p o s s i b l y   
 t h e   r e l a t i v e l y   s h o r t   t i m e   a v a i l a b l e   t o   s e r v i c e   a n d   r e - c a l i b r a t e   t h e   s y s t e m s   
 p r i o r   t o   t h e   A R 2 4   s e c t i o n .   T h e   l a t t e r   w a s   b r o u g h t   a b o u t   b y   t h e   f a c t   t h a t   t h e   
 s y s t e m   0 0 4   h a d   b e e n   u s e d   i n   t h e   I n d i a n   O c e a n   f r o m   1 9 9 4 - 1 9 9 6 ,   a n d   w a s   o n l y   
 r e t u r n e d   t o   B N L   f o r   s e r v i c e ,   r e p a i r ,   a n d   r e - c a l i b r a t i o n   i n   t h e   f a l l   o f   1 9 9 6 .   
 S y s t e m   0 3 0 ,   w h i c h   w a s   a   n e w l y   b u i l t   s y s t e m   r e t u r n e d   t o   t h e   l a b o r a t o r y   a f t e r   a   
 t e s t   c r u i s e   i n   t h e   N o r t h   A t l a n t i c ,   a l s o   w a s   n o t   r e t u r n e d   u n t i l   t h e   s u m m e r   o f   
 1 9 9 6 .   F o r   t h e   1 9 9 7   s e c t i o n s ,   b o t h   s y s t e m s   w e r e   a v a i l a b l e   i n   t h e   l a b o r a t o r y   
 f o r   s e r v i c i n g   f r o m   J a n u a r y   t h r o u g h   M a y   o f   1 9 9 7 .   I n d e e d ,   t h e   1 9 9 7   W O C E   
 s e c t i o n s   r e p r e s e n t e d   t h e   o n l y   o p p o r t u n i t y   d u r i n g   t h e   C O 2   s u r v e y   f o r   t h e   B N L   
 m e a s u r e m e n t   g r o u p   t o   t h o r o u g h l y   s e r v i c e   a n d   t e s t   t h e   s y s t e m s ,   r e a g e n t s ,   a n d   
 a n a l y t i c a l   g a s e s   i n   t h e   l a b o r a t o r y   w i t h   r e a l   s a m p l e s   a n d   C R M   p r i o r   t o   
 s h i p m e n t .   A s   a   r e s u l t ,   t h e   a c c u r a c y   a n d   p r e c i s i o n   o f   t h e   C R M   a n a l y s e s   m a d e   i n   
 1 9 9 7   ( s e e   T a b l e   4 )   p r o b a b l y   r e p r e s e n t s   t h e   h i g h e s t   q u a l i t y   p o s s i b l e   f o r   t h e s e   
 s y s t e m s   u n d e r   f i e l d   c o n d i t i o n s .   
 
 A l l   C R M   a n a l y s e s   m a d e   o n   t h e   d i s c r e t e   s y s t e m s   ( 0 0 4   a n d   0 3 0 )   d u r i n g   t h e   1 9 9 7   
 s e c t i o n s   a r e   r e p o r t e d   i n   T a b l e   4 .   H o w e v e r ,   f o r   s e c t i o n   A R 2 4 ,   t w o   C R M   a n a l y s e s   
 w e r e   c l a s s i f i e d   a s   o u t l i e r s   a n d   d r o p p e d   f r o m   t h e   d a t a   s e t .   T h e s e   w e r e   C R M   N o .   
 2 0 6   r u n   o n   s y s t e m   0 3 0   o n   N o v e m b e r   2 3   ( d i f f e r e n c e   =   +   1 0 . 1 7    m o l / k g )   a t   a   c e l l   
 c a r b o n   a g e   o f   3 9 . 5   m g C ,   a n d   C R M   N o .   6 0 0   o n   s y s t e m   0 3 0   o n   N o v e m b e r   2 8   
 ( d i f f e r e n c e   =   +   7 . 9 9    m o l / k g )   a t   a   c a r b o n   a g e   o f   3 5 . 7   m g C .   O n e   C R M   a n a l y s i s   
 ( C R M   N o .   3 5 2 )   r u n   o n   s y s t e m   0 0 4   o n   D e c e m b e r   1   i s   n o t   i n c l u d e d   i n   t h e   d a t a   s e t   
 b e c a u s e   t h e   t i t r a t i o n   d i d   n o t   a t t a i n   a n   e n d p o i n t .       
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 T h e   s e c o n d   p h a s e   o f   t h e   Q C - Q A   p r o c e d u r e   w a s   a n   a s s e s s m e n t   o f   p r e c i s i o n .   A s   
 d e s c r i b e d   i n   t h e   t e x t ,   d u p l i c a t e   s a m p l e s   c o u l d   n o t   b e   t a k e n   d u r i n g   t h e   A R 2 4   
 s e c t i o n   i n   1 9 9 6 .   H e n c e   t h e   o n l y   e s t i m a t e   o f   A R 2 4   s a m p l e   p r e c i s i o n   w a s   t h e   
 s t a n d a r d   d e v i a t i o n   o f   t h e   d i f f e r e n c e s   b e t w e e n   t h e   m e a s u r e d   a n d   c e r t i f i e d   T C O 2   o n   
 b o t h   s y s t e m s   ( s e e   T a b l e   4 ) .   B e c a u s e   d i f f e r e n c e s   f r o m   b o t h   s y s t e m s   h a v e   b e e n   
 c o m b i n e d ,   t h e   C R M   m e a s u r e m e n t s   a r e   a n a l o g o u s   t o   t h e   s a m p l e   d u p l i c a t e s   a n a l y z e d   
 o n   e a c h   s y s t e m   a n d   s h o u l d   r e f l e c t   b o t h   r a n d o m   a n d   s y s t e m i c   e r r o r   ( b i a s ) .   T h e   
 d e c r e a s e   i n   p r e c i s i o n   f o r   t h e   C R M   a n a l y z e d   o n   t h e   A R 2 4   s e c t i o n   i n   1 9 9 6   (    1 . 9 2   
  m o l / k g )   c o m p a r e d   t o w i t h   t h e   C R M   a n a l y z e d   i n   1 9 9 7   (    1 . 2 0    m o l / k g )   w a s   
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 s l i g h t l y   l e s s   p r e c i s e   t h a n   t h e   s i n g l e - s y s t e m   p r e c i s i o n .   T h i s   i n d i c a t e d   t h a t   
 c h a n g e s   i n   s y s t e m   r e s p o n s e   d u r i n g   t h e   c o u l o m e t e r   c e l l   l i f e t i m e   i n   1 9 9 7   w e r e   
 c l e a r l y   w i t h i n   t h e   p r e c i s i o n   o f   t h e   m e t h o d   (    1 . 5 9    m o l / k g ) ,   w h i l e   t h e   s l i g h t   
 b u t   c o n s i s t e n t   d e c r e a s e   i n   s a m p l e   p r e c i s i o n   c o m p a r e d   t o w i t h   s i n g l e - s y s t e m   
 p r e c i s i o n   w a s   p r o b a b l y   d u e   a t   l e a s t   i n   p a r t   t o   a   s m a l l   b i a s   b e t w e e n   t h e   0 0 4   
 a n d   0 3 0   s y s t e m s .   A l t h o u g h   t h e   p r e c i s i o n   w a s   e q u i v a l e n t   f o r   b o t h   s y s t e m s ,   
 s y s t e m   0 3 0   g a v e   o n   a v e r a g e   s l i g h t l y   h i g h e r   r e s u l t s   t h a n   s y s t e m   0 0 4 .   F o r   
 e x a m p l e ,   t h e   m e a n  " T C O 2   f o r   s y s t e m   0 0 4   C R M   w a s   + 0 . 1 0    m o l / k g ,   b u t   i t   w a s   + 0 . 5 7   
  m o l / k g   f o r   s y s t e m   0 3 0   C R M   ( s e e   T a b l e   4 ) ;   w h i l e   t h e   m e a n   o f   t h e   s e a w a t e r   
 s a m p l e s   ( n   =   5 6 ,   T a b l e   5 )   a n a l y z e d   o n   0 3 0   w a s   + 1 . 1 7    m o l / k g   h i g h e r   t h a n   t h e   
 m e a n   f o r   t h e   s a m e   s a m p l e s   a n a l y z e d   o n   s y s t e m   0 0 4 .   H e n c e   t h e   u n i f o r m l y   
 e x c e l l e n t   s i n g l e - s y s t e m   p r e c i s i o n s   f o r   1 9 9 7   c a n   n o t   b e   u s e d   f o r   s a m p l e   
 p r e c i s i o n ,   a n d   a n a l y z i n g   d u p l i c a t e   r e p l i c a t e s   o n   e a c h   s y s t e m   r e m a i n s   t h e   
 d e f i n i t i v e   m e a s u r e   o f   t h e   o v e r a l l   p r e c i s i o n   o f   t h e   1 9 9 7   d a t a   s e t   a n d   t h e   T C O 2   
 c a l i b r a t i o n   p r o c e d u r e s .   T h e   t w o   d i s c r e t e   s y s t e m s   s h o u l d   g i v e   t h e   s a m e   r e s u l t   
 f o r   t h e   s a m e   s a m p l e ,   a n d   t h e   e x t e n t   t o   w h i c h   t h e y   d i f f e r   i s   a   m e a s u r e   o f   t h e   
 o v e r a l l   p r e c i s i o n   o f   t h e   d a t a   s e t   o b t a i n e d   w i t h   t w o   i n d e p e n d e n t   s y s t e m s .   F o r   
 T C O 2   o n   t h e   1 9 9 7   N o r t h   A t l a n t i c   W O C E   s e c t i o n s ,   t h e   p r e c i s i o n   o f   t h e   T C O 2   
 d e t e r m i n a t i o n   w a s      1 . 5 9    m o l / k g   ( K =   5 6 ) .   
 
 T h e   N o r t h   A t l a n t i c   s a m p l e   p r e c i s i o n   f o r   a l l   f o u r   s e c t i o n s   i n   1 9 9 6   a n d   1 9 9 7   (    
 1 . 9 2   a n d      1 . 5 9    m o l / k g ,   r e s p e c t i v e l y )   i s   i n   g o o d   a g r e e m e n t   w i t h   t h e   p u b l i s h e d   
 a n d   u n p u b l i s h e d   s a m p l e   p r e c i s i o n   f o r   o t h e r   W O C E   s e c t i o n s   w h e r e   s y s t e m s   w e r e   
 r u n   i n   p a r a l l e l :   A E 1 ,   1 9 9 1   (    1 . 6 5    m o l / k g ) ;   P 6 ,   1 9 9 2   (    1 . 6 5    m o l / k g ) ;   A 1 0 ,   
 1 9 9 3   (    1 . 9 2    m o l / k g ) ;   A 8 ,   1 9 9 4   (    1 . 1 7    m o l / k g ) ;   I n d i a n   O c e a n ,   1 9 9 5   (    1 . 2 0   
  m o l / k g ) .   D u r i n g   t h e   1 9 9 7   N o r t h   A t l a n t i c   s e c t i o n s ,   a   l i m i t e d   n u m b e r   o f   
 d u p l i c a t e   s a m p l e s   ( K   =   6 )   w e r e   a n a l y z e d   f r o m   t w o   d i f f e r e n t   N i s k i n   b o t t l e s   
 c l o s e d   a t   t h e   s a m e   d e p t h ,   a n d   t h e   m e a n   a b s o l u t e   d i f f e r e n c e   a n d   s t a n d a r d   
 d e v i a t i o n   w a s   0 . 7 7      0 . 5 0    m o l / k g ,   w h i c h   w a s   c o n s i s t e n t   w i t h   e a r l i e r   f i n d i n g s   
 ( e . g . ,   J o h n s o n   e t   a l . ,   1 9 9 8 a , ;   J o h n s o n   e t   a l .   2 0 0 1 )   t h a t   t h e r e   w e r e   l i k e l y   n o   
 s i g n i f i c a n t   a n a l y t i c a l   e f f e c t s   d u e   t o   g a s   e x c h a n g e   w i t h   t h e   o v e r l y i n g   
 h e a d s p a c e   o f   t h e   N i s k i n   b o t t l e s   d u r i n g   s a m p l i n g .   
 
 T a b l e s   4   a n d   5   s h o w   a n   i n t e r n a l l y   c o n s i s t e n t   d a t a   s e t   o f   h i g h   q u a l i t y   w i t h   
 e x c e l l e n t   a c c u r a c y   ( <   o r   =   2 . 0    m o l / k g ) ,   h i g h   s i n g l e - s y s t e m   p r e c i s i o n   ( <   o r   =   
    1 . 0    m o l / k g ) ,   a n d   a   s l i g h t l y   h i g h e r   i m p r e c i s i o n   f o r   t h e   s a m p l e   p r e c i s i o n s   (    
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 c r i t e r i a o n   f o r   a c c u r a c y   ( <   o r   =   4 . 0    m o l / k g )   a n d   p r e c i s i o n ,   a n d   a s   w i t h   
 p r e v i o u s   d a t a   s u b m i s s i o n s ,   n o   c o r r e c t i o n   f o r   i n s t r u m e n t a l   b i a s   o r   C R M   
 a n a l y t i c a l   d i f f e r e n c e s   h a s   b e e n   a p p l i e d   t o   t h e   T C O 2   d a t a .   
 
 
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 
 T A L K   a n d   p H ,   w e r e   m e a s u r e d   u s i n g   a n   a u t o m a t e d   p o t e n t i o m e t r i c   t i t r a t i o n   s y s t e m   
 d e v e l o p e d   a t   t h e   U n i v e r s i t y   o f   M i a m i   ( h e r e a f t e r   d e s i g n a t e d   a s   M A T S ) .   T h e   M A T S   
 i s   d e s c r i b e d   b y   M i l l e r o   e t   a l .   ( 1 9 9 3 a ) .   I t   c o n s i s t e d   o f   t w o   p a r t s :   a   M e t r o h m   
 m o d e l   6 6 5   D o s i m a t   t i t r a t o r   a n d   a   p H   m e t e r   ( O r i o n ,   M o d e l   7 2 0 A )   w h i c h   a r e   
 i n t e r f a c e d   w i t h   a   P C .   A   w a t e r - j a c k e t e d ,   f i x e d   - v o l u m e   ( ~ 2 0 0   m L ) ,   c l o s e d   
 P l e x i g l a s s   s a m p l e   c e l l ,   o f   g r e a t e r   v o l u m e   t h a n   b u t   o t h e r w i s e   s i m i l a r   t o   t h o s e   
 u s e d   b y   B r a d s h a w   a n d   B r e w e r   ( 1 9 8 8 ) ,   w a s   u s e d   t o   i n c r e a s e   t h e   p r e c i s i o n   o f   t h e   
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 W i n d o w s / C V I   p r o g r a m   w a s   u s e d   t o   r u n   t h e   t i t r a t o r s ,   r e c o r d   t h e   v o l u m e   o f   
 t i t r a n t   a d d e d ,   a n d   t o   r e c o r d   t h e   m e a s u r e d   e l e c t r o m a g n e t i c   f r e q u e n c y   ( e m f )   o f   
 t h e   e l e c t r o d e s   t h r o u g h   R S 2 3 2   s e r i a l   i n t e r f a c e s .   T h e   e l e c t r o d e s   f o r   m e a s u r i n g   
 t h e   e m f   d u r i n g   t h e   t i t r a t i o n   c o n s i s t e d   o f   a   R O S S   g l a s s   p H   e l e c t r o d e   ( O r i o n ,   
 M o d e l   8 1 0 1 0 0 )   a n d   a   d o u b l e - j u n c t i o n   A g / A g C l   r e f e r e n c e   e l e c t r o d e   ( O r i o n ,   M o d e l   
 9 0 0 2 0 0 ) .   
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 S e a w a t e r   s a m p l e s   w e r e   t i t r a t e d   b y   a d d i n g   e n o u g h   H C l   t o   e x c e e d   t h e   c a r b o n i c   
 a c i d   e n d   p o i n t   o f   t h e   t i t r a t i o n .   D u r i n g   a   t y p i c a l   t i t r a t i o n ,   t h e   e l e c t r o - 
 m a g n e t i c   f r e q u e n c y   ( e m f )   r e a d i n g s   w e r e   r e c o r d e d   u n t i l   s t a b l e   (    0 . 0 5   m V ) .   
 N o r m a l l y ,   a t   t h i s   p o i n t ,   a   f i x e d   v o l u m e   o f   a c i d   w o u l d   b e   a d d e d , ;   h o w e v e r ,   t h e   
 M A T S   w e r e   d e s i g n e d   t o   a d d   e n o u g h   a c i d   t o   i n c r e a s e   t h e   v o l t a g e   b y   a   p r e - 
 a s s i g n e d   i n c r e m e n t   ( 1 3   m V ) .   T h i s   w a s   d o n e   t o   g i v e   a n   e v e n   d i s t r i b u t i o n   o f   d a t a   
 p o i n t s   o v e r   t h e   c o u r s e   o f   a   f u l l   t i t r a t i o n ,   w h i c h   c o n s i s t s   o f   2 5   d a t a   p o i n t s   
 a n d   t a k e s   a b o u t   2 0   m i n u t e s .   W i t h   t w o   s y s t e m s ,   a p p r o x i m a t e l y   7   h o u r s   w a s   
 r e q u i r e d   t o   r u n   a   3 1 - b o t t l e   s t a t i o n   c a s t .   A s   n o t e d   i n   S e c t i o n s   3 . 1   a n d   3 . 2   
 a b o v e ,   a   4 - L   N i s k i n   s a m p l i n g   b o t t l e s   w e r e   e m p l o y e d   o n   t h e   r o s e t t e ,   w h i c h   
 l i m i t e d   t h e   a m o u n t   o f   s a m p l e   a v a i l a b l e   f o r   t h e   c a r b o n a t e   s y s t e m   a n a l y s t s   t o   
 o n e   5 0 0 - m L   b o t t l e .   H e n c e   t h e r e   w a s   n o t   e n o u g h   s a m p l e   t o   c o m p l e t e   d u p l i c a t e   
 a l k a l i n i t y   a n a l y s e s   f r o m   t h e   s a m e   b o t t l e   o r   t o   d r a w   d u p l i c a t e   s a m p l e s   f r o m   t h e   
 s a m e   s a m p l i n g   b o t t l e .   
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 T h e   t i t r a n t   ( a c i d )   u s e d   t h r o u g h o u t   t h e   c r u i s e s   w a s   p r e p a r e d ,   s t a n d a r d i z e d ,   a n d   
 s t o r e d   i n   5 0 0 - m L   b o r o s i l i c a t e   g l a s s   b o t t l e s   f o r   u s e   i n   t h e   f i e l d .   A   s i n g l e   5 5 - 
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 ( A R   S e l e c t     M a l l i n c k r o d t ) .   T h e   a c i d   w a s   p r e p a r e d   i n   0 . 4 5   m   N a C l   t o   y i e l d   a   
 t o t a l   i o n i c   s t r e n g t h   s i m i l a r   t o   t h a t   o f   s e a w a t e r   s a l i n i t y   3 5 . 0   ( I   =   ~   0 . 7   M ) .   
 T h e   a c i d   w a s   s t a n d a r d i z e d   b y   c o u l o m e t r y   ( T a y l o r   a n d   S m i t h ,   1 9 5 9 ;   M a r i n e n k o   a n d   
 T a y l o r ,   1 9 6 8 ) .   T h e   a c i d   m o l a l i t y   w a s   a l s o   c h e c k e d   b y   t i t r a t i o n   o n   s e a w a t e r s   
 w i t h   k n o w n   a l k a l i n i t i e s ,   a n d   s u b   s a m p l e s   w e r e   s e n t   t o   t h e   l a b o r a t o r y   o f   A .   
 D i c k s o n   a t   S I O   f o r   a n   i n d e p e n d e n t   l a b o r a t o r y   d e t e r m i n a t i o n   o f   t h e   m o l a l i t y .   
 T h e   c a l i b r a t e d   m o l a l i t y   o f   t h e   a c i d   u s e d   f o r   t h e   N o r t h   A t l a n t i c   W O C E   S e c t i o n s   
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 t h e   c e r t i f i e d   T A L K   i n   t h e   s a m e   m a n o n e r   a s   f o r   T C O 2   ( s e e   a l s o   S e c t i o n   3 . 2   f o r   
 b a t c h   d a t a ) .   T h e   m e a n   d i f f e r e n c e s   b e t w e e n   a t - s e a   m e a s u r e m e n t s   a n d   t h e   
 c e r t i f i e d   T A L K   v a l u e s   a r e   g i v e n   i n   T a b l e   6 .   T h e   T A L K   o f   e a c h   b a t c h   w a s   a l s o   
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 w i t h   t h e   c e r t i f i e d   v a l u e s   t o      2    m o l / k g .   I n   a d d i t i o n ,   t h e   p H   o f   t h e   C R M   
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 t o   t h e   m e t h o d s   o f   C l a y t o n   a n d   B y r n e   ( 1 9 9 3 )   p r i o r   t o   t h e   c r u i s e .   T h e   a t - s e a   
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 s p e c t r o p h o t o m e t r i c   v a l u e s ,   a n d   a n d   t h e   r e a d e r   i s   r e f e r r e d   t o   M i l l e r o   e t   a l .   
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 T a b l e   6 :   T h e   m e a n   a n a l y t i c a l   d i f f e r e n c e   b e t w e e n   a n a l y z e d   a n d   c e r t i f i e d   T A L K   
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                   A 2 2   ( 1 9 9 7 ) 
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 T h e   m e a n   d i f f e r e n c e s   b e t w e e n   t h e   a t   - s e a   m e a s u r e m e n t s   a n d   t h e   c e r t i f i e d   T A L K   
 w e r e   w i t h i n   3 . 0  m o l / k g   ( T a b l e   6 ) .   H e n c e   t h e   m e a s u r e d   a n d   c e r t i f i e d   T A L K   w e r e   
 i n   g o o d   a g r e e m e n t .   F o r   p H   a n d   T C O 2 ,   t h e   c o r r e s p o n d i n g   r e s u l t s   w e r e   0 . 0 2 1   a n d   9   
  m o l / k g ,   r e s p e c t i v e l y ,   w i t h   t h e   l a r g e r   d e v i a t i o n   i n   p H   a t t r i b u t a b l e   t o   t h e   
 n o n - N e r n s t i a n   b e h a v i o r   o f   t h e   e l e c t r o d e s   n e a r   a   p H   o f   8   ( M i l l e r o   e t   a l . ,   
 1 9 9 3 b ) . 
   
 T h e   a t   - s e a   s a m p l e   a l k a l i n i t y   t i t r a t i o n s   w e r e   c o r r e c t e d   u s i n g   t h e   r e s u l t s   f o r   
 t h e   C R M .   F o r   T A L K ,   t h e   C A L F A C   u s e d   t o   c o r r e c t   t h e   a t   s e a   m e a s u r e m e n t s   w a s : 
 
                             C A L F A C   =   C R M   ( c e r t i f i e d   v a l u e ) / ( a t -   s e a   v a l u e ) , 
 
 a n d   f o r   p H   t h e   C A L F A C   w a s : 
 
                                               p H   =   p H   ( C R M ) / p H   ( a t - s e a ) . 
 
 D u p l i c a t e   s a m p l e s   w e r e   u s u a l l y   t a k e n   f o r   e a c h   s t a t i o n   i n   t h e   s a m e   m a n n e r   a s   
 f o r   T C O 2   ( s u r f a c e   a n d   d e e p )   a n d   a n a l y z e d   t o   d e t e r m i n e   a n d   m o n i t o r   t h e   
 p r e c i s i o n   o f   t h e   M A T S .   T h e   a v e r a g e   d i f f e r e n c e   b e t w e e n   r e p l i c a t e s   w a s      1 . 0 ,   
  1 . 1 ,   a n d      1 . 1    m o l / k g   f o r   s e c t i o n s   A 2 4 ,   A 2 0 ,   a n d   A 2 2 ,   r e s p e c t i v e l y ,   w h i c h   
 d e m o n s t r a t e d   t h e   h i g h   p r e c i s i o n   o f   t h e   M A T S   t h r o u g h o u t   t h e   s t u d y .   A   
 p r e l i m i n a r y   d e s c r i p t i o n   o f   t h e   m a j o r   t r e n d s   i n   t h e   d a t a   a n d   t h e   b e h a v i o r   o f   
 a l k a l i n i t y   o v e r   t i m e   i n   t h e   N o r t h   A t l a n t i c   i s   g i v e n   b y   M i l l e r o   e t   a l .   ( 1 9 9 9 ) .       
 
 
 3 . 4 .     D i s c r e t e   p C O 2   M e a s u r e m e n t s 
 
 T h e   d i s c r e t e   m e a s u r e m e n t s   o f   p C O 2   w e r e   p e r f o r m e d   b y   t h e   L D E O   g r o u p   o n   t h r e e   o f   
 f o u r   s e c t i o n s   o f   t h e   N o r t h   A t l a n t i c   s u r v e y .   D u r i n g   t h e   W O C E   s e c t i o n s   A 2 4 ,   A 2 0 ,   
 a n d   A 2 2 ,   a   t o t a l   o f   2 , 4 6 5   s a m p l e s   w e r e   a n a l y z e d   o n b o a r d   t h e   R / V   K n o r r   ( 1 , 1 0 3 ,   
 5 9 5 ,   a n d   7 6 7   s a m p l e s   r e s p e c t i v e l y ) .   O n   t h e   e a r l i e r   W O C E   s e c t i o n   A R 2 4 ,   d i s c r e t e   
 p C O 2   w a s   n o t   m e a s u r e d . 
 
 A n   a u t o m a t e d   e q u i l i b r a t o r - i n f r a r e d   ( I R )   g a s   a n a l y z e r   s y s t e m   w a s   u s e d   d u r i n g   
 t h e   e x p e d i t i o n   f o r   t h e   d e t e r m i n a t i o n   o f   p a r t i a l   p r e s s u r e   o f   C O 2   i n   t h e   
 s e a w a t e r   s a m p l e s .   I t s   d e s i g n   i s   s i m i l a r   t o   t h a t   d e s c r i b e d   b y   C h i p m a n   e t   a l . ,   
 M a r r a ,   a n d   T a k a h a s h i   ( 1 9 9 3 )   w i t h   t h e   e x c e p t i o n   t h a t   t h e   g a s   c h r o m a t o g r a p h   w a s   
 r e p l a c e d   w i t h   a n   i n f r a r e d I R   g a s   a n a l y z e r .   T h e   e q u i l i b r a t o r - I R   s y s t e m   i s   s h o w n   
 s c h e m a t i c a l l y   i n   F i g .   4 .     
 
 T h e   s y s t e m   c o n s i s t s   o f   a   c i r c u l a t i o n   p u m p   p l u m b e d   t o   r e - c i r c u l a t e   a i r   i n   a   
 c l o s e d   s y s t e m   t h r o u g h   p o r o u s   p l a s t i c   g a s   d i s p e r s e r s   i m m e r s e d   i n   a   2 5 0   - m L   
 s e a w a t e r   s a m p l e .   T h e   s e a w a t e r   s a m p l e   i s   c o n t a i n e d   i n   a   2 5 0 - m L   P y r e x   r e a g e n t   
 b o t t l e   w i t h   a   s t a n d a r d   t a p e r - g r o u n d   g l a s s   s t o p p e r   w h i c h t h a t   s e r v e s   a s   a n   
 e q u i l i b r a t i o n   v e s s e l .   A   P y r e x   e x t e n s i o n   t u b e   ( ~   2 0   m L ) ,   t h a t w h i c h   h a s   a   s t a n d a r d   
 t a p e r - g r o u n d   g l a s s   m a l e - j o i n t   t o   f o r m   a n   a i r - t i g h t   s e a l   w i t h   t h e   r e a g e n t   b o t t l e ,   
 i s   c o n n e c t e d   t o   t h e   m o u t h   o f   t h e   r e a g e n t   b o t t l e   t o   p r o v i d e   a n   e x t r a   h e a d s p a c e   
 f o r t o   p r e v e n t i n g   s e a w a t e r   f r o m   e n t e r i n g   t h e   g a s   c i r c u l a t i o n   l i n e .   F o u r   s e t s   o f   
 f l a s k s   a n d   c i r c u l a t i o n   p u m p s   a r e   u s e d   s o   t h a t   f o u r   w a t e r   s a m p l e s   c a n   b e   
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 t e m p e r a t u r e ,   t h e   e q u i l i b r a t i o n   f l a s k s   a r e   k e p t   i m m e r s e d   i n   a   w a t e r   b a t h   
 m a i n t a i n e d   a t   2 0  C .   T h e   t e m p e r a t u r e   a t   w h i c h   t h e   w a t e r   s a m p l e   i s   e q u i l i b r a t e d   
 w i t h   c i r c u l a t i n g   g a s   i s   m e a s u r e d   w i t h   a   p r e c i s i o n   o f      0 . 0 1  C   a n d   i s   r e c o r d e d .   
 
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 i n   F i g .   4 )   i s   u s e d   t o   i s o l a t e   e a c h   o f   t h e   e q u i l i b r a t o r s   d u r i n g   t h e   i n i t i a l   
 e q u i l i b r a t i o n .   M a n u a l l y   o p e r a t e d   2 - w a y   a n d   3 - w a y   W h i t e y   v a l v e s   a l l o w   t h e   
 h e a d s p a c e   i n   e a c h   e q u i l i b r a t o r   t o   b e   f i l l e d   w i t h   a   c a l i b r a t i o n   g a s   o f   k n o w n   
 C O 2   c o n c e n t r a t i o n ,   c r e a t i n g   a   k n o w n   i n i t i a l   c o n d i t i o n   f o r   t h e   h e a d s p a c e   ( a b o u t   
 4 0   m L )   b e f o r e   e q u i l i b r a t i o n .   T h e   e q u i l i b r a t o r   i s   o p e n   t o   t h e   l a b o r a t o r y   a i r   
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 p r e c i s i o n   e l e c t r o n i c   b a r o m e t e r   w i t h   a n   a c c u r a c y   o f   b e t t e r   t h a n   0 . 0 5 % ,   a n d   i s   
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 e q u i l i b r a t e d   w i t h   t h e   c o n s t a n t - t e m p e r a t u r e   w a t e r   b a t h ,   a n d   t h e   h e a d s p a c e   g a s   
 i s   r e - c i r c u l a t e d   t h r o u g h   t h e   w a t e r   s a m p l e   t h r o u g h o u t   t h e   p e r i o d   t o   i e n s u r e   C O 2   
 e q u i l i b r a t i o n .   
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 A n   e l e c t r i c a l l y   d r i v e n   V a l c o   6 - p o r t   v a l v e   ( t h e   s a m p l e   s e l e c t i o n   v a l v e   i n   F i g .   
 4 )   i s   c o n n e c t e d   t o   t h e   e q u i l i b r a t o r   e l e c t i o n   v a l v e   a n d   t o   t h e   c a l i b r a t i o n   g a s   
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 C O 2 :   t h e   e q u i l i b r a t e d   s a m p l e   g a s   o r   o n e   o f   t h e   f o u r   c a l i b r a t i o n   g a s e s .   A   2 - w a y   
 n o r m a l l y - c l o s e d   S k i n n e r   s o l e n o i d   v a l v e   o n   t h e   o u t p u t   o f   t h e   c a l i b r a t i o n   g a s   
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 c o n t r o l   m a l f u n c t i o n .   T h e   c o n c e n t r a t i o n   o f   C O 2   i n   t h e   g a s   e q u i l i b r a t e d   w i t h   t h e   
 s e a w a t e r   s a m p l e   i s   d e t e r m i n e d   u s i n g   I R   g a s   a n a l y z e r   ( L I C O R   M o d e l   6 1 2 5 )   i n   a   
 f l o w - t h r o u g h   m o d e .   A   0 . 5 - m L   a l i q u o t   o f   e q u i l i b r a t e d   h e a d s p a c e   g a s ,   
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 T h e   a n a l y t i c a l   p r o c e d u r e   b e g i n s   w i t h   w a t e r   s a m p l e s   b e i n g   d r a w n   f r o m   t h e   1 0 - L   
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 c o n t i n u o u s l y   f o r   a b o u t   2 0   m i n u t e s   t h r o u g h   a   g a s   d i s p e r s e r   i m m e r s e d   i n   t h e   
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         A n a l y s e s   ( r e v i s e d ) .   T e c h n i c a l   R e p o r t   2 1 5 ,   R e f e r e n c e   7 1 - 2 2 ,   O r e g o n   S t a t e   
         U n i v e r s i t y ,   D e p a r t m e n t   o f   O c e a n o g r a p h y ,   O r e g o n . 
 
 B e r n h a r d t ,   H .   a n d   A .   W i l h e l m s .   1 9 6 7 .   T h e   c o n t i n u o u s   d e t e r m i n a t i o n   o f   l o w - 
         l e v e l   i r o n ,   s o l u b l e   p h o s p h a t e   a n d   t o t a l   p h o s p h a t e   w i t h   t h e   A u t o A n a l y z e r .   
         T e c h n i c o n   S y m p o s i a   1 : 3 8 5 - 9 . 
 
 B r a d s h a w ,   A .   L .   a n d   P .   G .   B r e w e r .   1 9 8 8 .   H i g h - p r e c i s i o n   m e a s u r e m e n t s   o f   
         a l k a l i n i t y   a n d   t o t a l   c a r b o n   d i o x i d e   i n   s e a w a t e r   b y   p o t e n t i o m e t r i c   
         t i t r a t i o n :   1 .   P r e s e n c e   o f   u n k n o w n   p r o t o l y t e   ( s ) .   M a r i n e   C h e m i s t r y   
         2 8 : 6 9 - 8 6 . 
 
 B r e w e r ,   P .   G . ,   C .   G o y e t ,   a n d   D .   D y r s s e n .   1 9 8 9 .   C a r b o n   d i o x i d e   t r a n s p o r t   b y   
         o c e a n   c u r r e n t s   a t   2 5    N   l a t i t u d e   i n   t h e   A t l a n t i c   O c e a n .   S c i e n c e   
         2 4 6 : 4 7 7 - 7 9 . 
 
 B r y d e n ,   H .   L . ,   a n d   M .   M .   H a l l .   1 9 8 0 .   H e a t   t r a n s p o r t   b y   o c e a n   c u r r e n t s   a c r o s s   
         2 5    N   l a t i t u d e   i n   t h e   N o r t h   A t l a n t i c   O c e a n .   S c i e n c e   2 0 7 : 8 8 4 . 
 
 C a r p e n t e r ,   J .   H .   1 9 6 5 .   T h e   C h e s a p e a k e   B a y   I n s t i t u t e   t e c h n i q u e   f o r   t h e   W i n k l e r   
         d i s s o l v e d   o x y g e n   m e t h o d .   L i m n o l o g y   a n d   O c e a n o g r a p h y   1 0 : 1 4 1 - 3 . 
 
 C h i p m a n ,   D .   W . ,   J .   M a r r a ,   a n d   T .   T a k a h a s h i .   1 9 9 3 .   P r i m a r y   p r o d u c t i o n   a t   4 7    N   
         a n d   2 0    W   i n   t h e   N o r t h   A t l a n t i c   O c e a n :   A   c o m p a r i s o n   b e t w e e n   t h e   1 4 C   
         i n c u b a t i o n   m e t h o d   a n d   t h e   m i x e d   l a y e r   c a r b o n   b u d g e t .   D e e p - S e a   R e s e a r c h   
         4 0 : 1 5 1 - 6 9 . 
 
 C l a y t o n ,   T .   a n d   R .   H .   B y r n e .   1 9 9 3 .   C a l i b r a t i o n   o f   m - c r e s o l   p u r p l e   o n   t h e   
         t o t a l   h y d r o g e n   i o n   c o n c e n t r a t i o n   s c a l e   a n d   i t s   a p p l i c a t i o n   t o   C O 2 - s y s t e m   
         c h a r a c t e r i s t i c s   i n   s e a w a t e r .   D e e p - S e a   R e s e a r c h   4 0 : 2 1 1 5 - 2 9 . 
 
 C u l b e r s o n ,   C .   H . ,   G .   K n a p p ,   M .   S t a l c u p ,   R .   T .   W i l l i a m s ,   a n d   F .   Z e m l y a k .   1 9 9 1 .   
         A   C o m p a r i s o n   o f   M e t h o d s   f o r   t h e   D e t e r m i n a t i o n   o f   D i s s o l v e d   O x y g e n   i n   
         S e a w a t e r .   W H P   O f f i c e   R e p o r t ,   W H P O   9 1 - 2 .   W O C E   H y d r o g r a p h i c   P r o g r a m   O f f i c e ,   
         W o o d s   H o l e ,   M a s s .   U . S . A . 
 
 D O E   ( U . S .   D e p a r t m e n t   o f   E n e r g y ) .   1 9 9 4 .   H a n d b o o k   o f   M e t h o d s   f o r   t h e   A n a l y s i s   
         o f   t h e   V a r i o u s   P a r a m e t e r s   o f   t h e   C a r b o n   D i o x i d e   S y s t e m   i n   S e a w a t e r .   
         V e r s i o n   2 . 0 .   O R N L / C D I A C - 7 4 .   A . G . D i c k s o n   a n d   C .   G o y e t   ( e d s . ) .   C a r b o n   
         D i o x i d e   I n f o r m a t i o n   A n a l y s i s   C e n t e r ,   O a k   R i d g e   N a t i o n a l   L a b o r a t o r y ,   O a k   
         R i d g e ,   T e n n . ,   U . S . A .   
 
 G o r d o n ,   L .   I . ,   J .   C .   J e n n i n g s ,   J r . ,   A .   A .   R o s s ,   a n d   J .   M .   K r e s t .   1 9 9 2 .   A   
         S u g g e s t e d   P r o t o c o l   f o r   C o n t i n u o u s   F l o w   A u t o m a t e d   A n a l y s i s   o f   S e a w a t e r   
         N u t r i e n t s   ( P h o s p h a t e ,   N i t r a t e ,   N i t r i t e   a n d   S i l i c i c   A c i d )   i n   t h e   W O C E   
         H y d r o g r a p h i c   P r o g r a m   a n d   t h e   J o i n t   G l o b a l   O c e a n   F l u x e s   S t u d y .   G r p .   T e c h .   
         R p t .   9 2 - 1 .   C h e m i c a l   O c e a n o g r a p h y   G r o u p ,   O r e g o n   S t a t e   U n i v e r s i t y ,   C o l l e g e   
         o f   O c e a n o g r a p h y ,   O r e g o n ,   U . S . A . 
 
 G o r d o n ,   L .   I . ,   J .   C .   J e n n i n g s ,   J r . ,   A .   A .   R o s s ,   a n d   J .   M .   K r e s t .   1 9 9 4 .   A   
         S u g g e s t e d   P r o t o c o l   f o r   C o n t i n u o u s   F l o w   A u t o m a t e d   A n a l y s i s   o f   S e a w a t e r   
         N u t r i e n t s   ( P h o s p h a t e ,   N i t r a t e ,   N i t r i t e   A a n d   S i l i c i c   A c i d )   i n   t h e   W O C E   
         H y d r o g r a p h i c   P r o g r a m   a n d   t h e   J o i n t   G l o b a l   O c e a n   F l u x e s   S t u d y .   I n   W O C E   
         O p e r a t i o n s   M a n u a l .   W H P   O f f i c e   R e p o r t   W H P O   9 1 - 1 .   W O C E   R e p o r t   N o .   6 8 / 9 1 .   
         R e v i s i o n   1 .   W o o d s   H o l e ,   M a s s . ,   U . S . A . 
 
 H a g e r ,   S .   W . ,   E .   L .   A t l a s ,   L .   I .   G o r d o n ,   A .   W .   M a n t y l a ,   a n d   P .   K .   P a r k .   1 9 7 2 .   
         A   c o m p a r i s o n   a t   s e a   o f   m a n u a l   a n d   a u t o a n a l y z e r   a n a l y s e s   o f   p h o s p h a t e ,   
         n i t r a t e ,   a n d   s i l i c a t e .   L i m n o l o g y   a n d   O c e a n o g r a p h y   1 7 : 9 3 1 - 7 . 
 
 H o l f o r t ,   J . ,   K .   M .   J o h n s o n ,   B .   S c h n e i d e r ,   G .   S i e d l e r ,   a n d   D .   W .   R .   W a l l a c e .   
         1 9 9 8 .   M e r i d i o n a l   t r a n s p o r t   o f   d i s s o l v e d   i n o r g a n i c   c a r b o n   i n   t h e   S o u t h   
         A t l a n t i c   O c e a n .   G l o b a l   B i o g e o c h e m i c a l   C y c l e s   1 2 : 4 7 9 - 4 9 9 . 
 
 H u f f m a n ,   E .   W .   D . ,   J r .   1 9 7 7 .   P e r f o r m a n c e   o f   a   n e w   a u t o m a t i c   c a r b o n   d i o x i d e   
         c o u l o m e t e r .   M i c r o c h e m i c a l   J o u r n a l   2 2 : 5 6 7 - 7 3 . 
 
 J o h n s o n ,   K .   M . ,   A .   E .   K i n g ,   a n d   J .   M c N .   S i e b u r t h .   1 9 8 5 .   C o u l o m e t r i c   T C O 2   
         a n a l y s e s   f o r   m a r i n e   s t u d i e s :   A n   i n t r o d u c t i o n .   M a r i n e   C h e m i s t r y   1 6 : 6 1 - 8 2 . 
 
 J o h n s o n ,   K .   M . ,   P .   J .   W i l l i a m s ,   a n d   L .   B r a n d s t r o e m ,   a n d   J .   M c N .   S i e b u r t h .   
         1 9 8 7 .   C o u l o m e t r i c   T C O 2   a n a l y s i s   f o r   m a r i n e   s t u d i e s :     A u t o m a t i o n   a n d   
         c a l i b r a t i o n .   M a r i n e   C h e m i s t r y   2 1 : 1 1 7 - 3 3 . 
 
 J o h n s o n ,   K .   M . ,   a n d   D .   W .   R .   W a l l a c e .   1 9 9 2 .   T h e   S i n g l e - o p e r a t o r   
         M u l t i p a r a m e t e r   M e t a b o l i c   A n a l y z e r   f o r   T o t a l   C a r b o n   D i o x i d e   w i t h   
         C o u l o m e t r i c   D e t e c t i o n .   D O E   R e s e a r c h   S u m m a r y   N o .   1 9 .   C a r b o n   D i o x i d e   
         I n f o r m a t i o n   A n a l y s i s   C e n t e r ,   O a k   R i d g e   N a t i o n a l   L a b o r a t o r y ,   O a k   R i d g e ,   
         T e n n . ,   U . S . A . 
 
 J o h n s o n ,   K .   M . ,   K .   D .   W i l l s ,   D .   B .   B u t l e r ,   W .   K .   J o h n s o n ,   a n d   C .   S .   W o n g .   
         1 9 9 3 .   C o u l o m e t r i c   t o t a l   c a r b o n   d i o x i d e   a n a l y s i s   f o r   m a r i n e   s t u d i e s :   
         M a x i m i z i n g   t h e   p e r f o r m a n c e   o f   a n   a u t o m a t e d   g a s   e x t r a c t i o n   s y s t e m   a n d   
         c o u l o m e t r i c   d e t e c t o r .   M a r i n e   C h e m i s t r y   4 4 : 1 6 7 - 8 7 . 
 
 J o h n s o n ,   K .   M . ,   D .   W .   R .   W a l l a c e ,   R .   J .   W i l k e ,   a n d   C .   G o y e t .   1 9 9 5 .   C a r b o n   
         D i o x i d e ,   H y d r o g r a p h i c ,   a n d   C h e m i c a l   D a t a   O b t a i n e d   D u r i n g   t h e   R / V   M e t e o r   
         C r u i s e   1 5 / 3   i n   t h e   S o u t h   A t l a n t i c   O c e a n   ( W O C E   S e c t i o n   A 9 ,   F e b r u a r y - M a r c h   
         1 9 9 1 ) .   O R N L / C D I A C - 8 2 ,   N D P - 0 5 1 .   C a r b o n   D i o x i d e   I n f o r m a t i o n   A n a l y s i s   
         C e n t e r ,   O a k   R i d g e   N a t i o n a l   L a b o r a t o r y ,   O a k   R i d g e ,   T e n n . 
 
 J o h n s o n ,   K .   M . ,   B .   S c h n e i d e r ,   L .   M i n t r o p ,   a n d   D .   W .   R .   W a l l a c e .   1 9 9 6 .   C a r b o n   
         D i o x i d e ,   H y d r o g r a p h i c ,   a n d   C h e m i c a l   D a t a   O b t a i n e d   D u r i n g   t h e   R / V   M e t e o r   
         C r u i s e   1 8 / 1   i n   t h e   N o r t h   A t l a n t i c   O c e a n   ( W O C E   S e c t i o n   A 1 E ,   S e p t e m b e r   
         1 9 9 1 ) .   N D P - 0 5 6 .   C a r b o n   D i o x i d e   I n f o r m a t i o n   A n a l y s i s   C e n t e r   ( C D I A C ) ,   O a k   
         R i d g e   N a t i o n a l   L a b o r a t o r y ,   O a k   R i d g e ,   T e n n . 
 
 J o h n s o n ,   K .   M . ,   B .   S c h n e i d e r ,   L .   M i n t r o p ,   a n d   D .   W .   R .   W a l l a c e .   1 9 9 8 a .   C a r b o n   
         D i o x i d e ,   H y d r o g r a p h i c ,   a n d   C h e m i c a l   D a t a   O b t a i n e d   D u r i n g   t h e   R / V   M e t e o r   
         C r u i s e   2 2 / 5   i n   t h e   S o u t h   A t l a n t i c   O c e a n   ( W O C E   S e c t i o n   A 1 0 ,   D e c e m b e r   1 9 9 2 - 
         J a n u a r y   1 9 9 3 ) .   O R N L / C D I A C - 1 1 3 ,   N D P - 0 6 6 .   C a r b o n   D i o x i d e   I n f o r m a t i o n   
         A n a l y s i s   C e n t e r ,   O a k   R i d g e   N a t i o n a l   L a b o r a t o r y ,   O a k   R i d g e ,   T e n n .   4 9   p p . 
 
 J o h n s o n ,   K .   M . ,   A .   G .   D i c k s o n ,   G .   E i s c h e i d ,   C .   G o y e t ,   P .   R .   G u e n t h e r ,   R .   M .   
         K e y ,   F .   J .   M i l l e r o ,   D .   P u r k e r s o n ,   C .   L .   S a b i n e ,   R .   G .   S c h o t l e ,   D .   W .   R .   
         W a l l a c e ,   R .   J .   W i l k e ,   a n d     C .   D .   W i n n .   1 9 9 8 b .   C o u l o m e t r i c   t o t a l   c a r b o n   
         d i o x i d e   a n a l y s i s   f o r   m a r i n e   s t u d i e s :   A s s e s s m e n t   o f   t h e   q u a l i t y   o f   t o t a l   
         i n o r g a n i c   c a r b o n   m e a s u r e m e n t s   m a d e   d u r i n g   t h e   U . S .   I n d i a n   O c e a n   C O 2   
         S u r v e y   1 9 9 4 - 1 9 9 6 .   M a r i n e   C h e m i s t r y   6 3 : 2 1 - 3 7 . 
 
 J o h n s o n ,   K .   M . ,   M .   H a i n e s ,   R .   M .   K e y ,   C .   N e i l l ,   B .   T i l b r o o k ,   R .   W i l k e ,   a n d   
         D . W . R .   W a l l a c e .   2 0 0 1 .   C a r b o n   D i o x i d e ,   H y d r o g r a p h i c ,   a n d   C h e m i c a l   D a t a   
         O b t a i n e d   D u r i n g   t h e   R / V   K n o r r   C r u i s e s   1 3 8 - 3 ,   - 4 ,   a n d   - 5   i n   t h e   S o u t h   
         P a c i f i c   O c e a n   ( W O C E   S e c t i o n s   P 6 E ,   P 6 C ,   a n d   P 6 W ,   M a y   2   -   J u l y   3 0 ,   1 9 9 2 ) .   
         O R N L / C D I A C - 1 3 2 ,   N D P - 0 7 7 .   C a r b o n   D i o x i d e   I n f o r m a t i o n   A n a l y s i s   C e n t e r ,   O a k   
         R i d g e   N a t i o n a l   L a b o r a t o r y ,   O a k   R i d g e ,   T e n n .   5 3   p p . 
 
 K n a p p ,   G .   P . ,   M .   C .   S t a l c u p ,   a n d   R .   J .   S t a n l e y .   1 9 9 0 .   A u t o m a t e d   O x y g e n   a n d   
         S a l i n i t y   D e t e r m i n a t i o n .   W o o d s   H o l e   O c e a n o g r a p h i c   I n s t i t u t i o n   T e c h n i c a l   
         R e p o r t   N o .   W H O I - 9 0 - 3 5 .   W o o d s   H o l e   O c e a n o g r a p h i c   I n s t i t u t i o n ,   W o o d s   H o l e ,   
         M a s s . ,   U . S . A . 
 
 M a r i n e n k o ,   G .   a n d   J .   K .   T a y l o r .   1 9 6 8 .   E l e c t r o c h e m i c a l   e q u i v a l e n t s   o f   b e n z o i c   
         a n d   o x a l i c   a c i d .   A n a l y t i c a l   C h e m i s t r y   4 0 : 1 6 4 5 - 5 1 .   
 
 M i l l a r d ,   R .   C .   a n d   K .   Y a n g .   1 9 9 3 .   C T D   C a l i b r a t i o n   a n d   P r o c e s s i n g   M e t h o d s   U s e d   
         a t   W o o d s   H o l e   O c e a n o g r a p h i c   I n s t i t u t i o n .   W o o d s   H o l e   O c e a n o g r a p h i c   
         I n s t i t u t i o n   T e c h n i c a l   R e p o r t .   W H O I   9 3 - 4 4 .   W o o d s   H o l e   O c e a n o g r a p h i c   
         I n s t i t u t i o n ,   W o o d s   H o l e ,   M a s s . ,   U . S . A . 
 
 M i l l e r o ,   F .   J . ,   a n d   A .   P o i s s o n .   1 9 8 1 .   I n t e r n a t i o n a l   o n e - a t m o s p h e r e   e q u a t i o n   
         o f   s t a t e   f o r   s e a w a t e r .   D e e p - S e a   R e s e a r c h   2 8 : 6 2 5 - 2 9 . 
 
 M i l l e r o ,   F .   J . ,   J .   Z .   Z h a n g ,   S .   F i o l ,   S .   S o t o l o n g o ,   R .   R o y ,   K .   L e e ,   a n d   S .   
         M a n e .   1 9 9 3 a .   T h e   u s e   o f   b u f f e r s   t o   m e a s u r e   t h e   p H   o f   s e a w a t e r .   M a r i n e   
         C h e m i s t r y   4 4 : 1 4 3 - 1 5 2 . 
 
 M i l l e r o ,   F .   J . ,   J .   Z .   Z h a n g ,   K .   L e e ,   a n d   D .   M .   C a m p b e l l .   1 9 9 3 b .   T i t r a t i o n   
         a l k a l i n i t y   o f   s e a w a t e r .   M a r i n e   C h e m i s t r y   4 4 : 1 5 3 - 1 5 6 . 
 
 M i l l e r o ,   F .   J . ,   F .   H u a n g ,   M .   G a l a n t e r ,   J .   G o e n ,   C .   S a b i n e ,   C .   T h o m a s ,   a n d   R .   
         R o t t e r .   1 9 9 9 .   T h e   T o t a l   A l k a l i n i t y   o f   N o r t h   A t l a n t i c   W a t e r s .   U n i v e r s i t y   
         o f   M i a m i   T e c h n i c a l   R e p o r t ,   N o .   R S M A S - 9 9 - 0 0 2 .   U n i v e r s i t y   o f   M i a m i ,   M i a m i ,   
         F l o r i d a . 
 
 R o e m m i c h ,   D . ,   a n d   C .   W u n s c h .   1 9 8 5 .   T w o   t r a n s a t l a n t i c   s e c t i o n s :   M e r i d i o n a l   
         c i r c u l a t i o n   a n d   h e a t   f l u x   i n   t h e   s u b t r o p i c a l   N o r t h   A t l a n t i c   O c e a n .   D e e p - 
         S e a   R e s e a r c h   3 2 : 6 1 9 - 6 4 . 
 
 S c h l i t z e r ,   R .   2 0 0 1 .   O c e a n   D a t a   V i e w .   h t t p : / / w w w . a w i - b r e m e r h a v e n . d e / G E O / O D V .   
         O n l i n e   p u b l i c a t i o n .   A l f r e d - W e g e n e r - I n s t i t u t e   f o r   P o l a r   a n d   M a r i n e   
         R e s e a r c h .   B r e m e r h a v e n ,   G e r m a n y . 
 
 S t r i c k l a n d ,   J .   D .   H .   a n d   T .   R .   P a r s o n s .   1 9 7 2 .   T h e   P r a c t i c a l   H a n d b o o k   o f   
         S e a w a t e r   A n a l y s i s .   B u l l e t i n   1 6 7 ,   F i s h e r i e s   R e s e a r c h   B o a r d   o f   C a n a d a ,   
         3 1 0   p p .   
 
 T a k a h a s h i ,   T . ,   D .   W .   C h i p m a n ,   S .   R u b i n ,   J .   G o d d a r d ,   a n d   S .   C .   S u t h e r l a n d .   
         1 9 9 8 .   M e a s u r e m e n t s   o f   t h e   T o t a l   C O 2   C o n c e n t r a t i o n   a n d   P a r t i a l   P r e s s u r e   o f   
         C O 2   i n   S e a w a t e r   d u r i n g   W O C E   E x p e d i t i o n s   P - 1 6 ,   P - 1 7   a n d   P - 1 9   i n   t h e   S o u t h   
         P a c i f i c   O c e a n ,   O c t o b e r ,   1 9 9 2   -   A p r i l ,   1 9 9 3 .   F i n a l   T e c h n i c a l   R e p o r t   o f   
         G r a n t   N o .   D E - F G O 2 - 9 3 E R 6 1 5 3 9   t o   U .   S .   D e p a r t m e n t   o f   E n e r g y ,   L a m o n t - D o h e r t y   
         E a r t h   O b s e r v a t o r y ,   P a l i s a d e s ,   N . Y .   1 0 9 6 4 ,   p p .   1 2 4 . 
 
 T a y l o r ,   J .   K .   a n d   S .   W .   S m i t h .   1 9 5 9 .   P r e c i s e   c o u l o m e t r i c   t i t r a t i o n   o f   a c i d s   
         a n d   b a s e s .   J o u r n a l   o f   R e s e a r c h   o f   t h e   N a t i o n a l   B u r e a u   o f   S t a n d a r d s   
         6 3 A : 1 5 3 - 9 . 
 
 U N E S C O   ( U n i t e d   N a t i o n s   E d u c a t i o n a l ,   S c i e n t i f i c ,   a n d   C u l t u r a l   O r g a n i z a t i o n ) .   
         1 9 8 1 .   B a c k g r o u n d   p a p e r s   a n d   s u p p o r t i n g   d a t a   o n   t h e   p r a c t i c a l   s a l i n i t y   
         s c a l e ,   1 9 7 8 .   U N E S C O   T e c h n i c a l   P a p e r s   i n   M a r i n e   S c i e n c e   3 7 : 1 4 4 . 
 
 W a l l a c e ,   D .   W .   R .   2 0 0 2 .   S t o r a g e   a n d   t r a n s p o r t   o f   e x c e s s   C O 2   i n   t h e   o c e a n s :   
         T h e   J G O F S / W O C E   G g l o b a l   C O 2   s u r v e y .   I n   J .   C h u r c h ,   G .   S i e d l e r ,   a n d   J .   G o u l d   
         ( e d s . ) .   O c e a n   C i r c u l a t i o n   a n d   C l i m a t e ,   A c a d e m i c   P r e s s ,   4 8 9 - 5 2 1 . 
 
 W i l k e ,   R .   J . ,   D .   W .   R .   W a l l a c e ,   a n d   K .   M .   J o h n s o n .   1 9 9 3 .   A   w a t e r - b a s e d ,   
         g r a v i m e t r i c   m e t h o d   f o r   t h e   d e t e r m i n a t i o n   o f   g a s   s a m p l e   l o o p   v o l u m e .   
         A n a l i y t i c a l   C h e m i s t r y   6 5 : 2 4 0 3 - 2 4 0 6 
 
 Y o u d e n ,   W .   J .   1 9 5 1 .   S t a t i s t i c a l   M e t h o d s   f o r   C h e m i s t s .   W i l e y ,   N e w   Y o r k .       
 
 
 
 7 .     D A T A   P A C K A G E   D E S C R I P T I O N S   
 
 7 . 1     F i l e   C o n t e n t   a n d   F o r m a t   D e s c r i p t i o n s   
 
 T h i s   s e c t i o n   d e s c r i b e s   t h e   c o n t e n t   a n d   f o r m a t   o f   e a c h   o f   t h e   d a t a   f i l e s   t h a t   
 c o n s t i t u t e   N D P - 0 8 2   ( s e e   T a b l e   7 ) .     
 
 T a b l e   7 .   C o n t e n t ,   s i z e ,   a n d   f o r m a t   o f   d a t a   f i l e s 
 
         _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 
         
           F i l e   n u m b e r ,   n a m e ,   a n d   d e s c r i p t i o n               F i l e   s i z e   i n   b y t e s 
           - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -               - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 
           1 - 2 .               n d p 0 8 2 . t x t                                                 1 0 6 , 7 7 9 
                                 n d p 0 8 2 . p d f                                             5 , 1 0 1 , 4 4 0 
           A   d e t a i l e d   d e s c r i p t i o n   o f     t h e   c r u i s e   n e t w o r k ,   a n d     o c e a n o g r a p h i c   
           d a t a   f i l e s   i n     s i m p l e   t e x t   a n d   P D F   f o r m a t s 
         
           3 - 6 .               a 2 0 s t a . d a t                                                     7 , 8 3 8 
                                 a 2 2 s t a . d a t                                                     6 , 9 2 6 
                                 a 2 4 s t a . d a t                                                   1 2 , 7 0 2 
                                 a r 2 4 s t a . d a t                                                 1 5 , 4 3 8 
           A   l i s t i n g   o f   t h e   s t a t i o n   l o c a t i o n s ,     s a m p l i n g   d a t e s ,   a n d   s o u n d i n g   
           b o t t o m   d e p t h s   f o r   e a c h   s t a t i o n   o f   W O C E     S e c t i o n s   A 2 0 ,   A 2 2 ,   A 2 4 ,   
           a n d   A R 2 4   i n   t h e   o r i g i n a l   W O C E   f o r m a t 
         
           7 - 1 0 .             a 2 0 . d a t                                                       4 7 6 , 0 6 0 
                                 a 2 2 . d a t                                                       4 0 3 , 8 6 0 
                                 a 2 4 . d a t                                                       6 5 7 , 5 1 0 
                                 a r 2 4 . d a t                                                     5 9 8 , 3 9 7 
           H y d r o g r a p h i c ,   c a r b o n   d i o x i d e ,   a n d     c h e m i c a l   d a t a   f r o m   a l l   s t a t i o n s     
           o c c u p i e d   o n   W O C E   S e c t i o n s   A 2 0 ,   A 2 2 ,     A 2 4 ,   a n d   A R 2 4 .   T h e   f i l e s   a r e   
           r e p o r t e d     i n   t h e   o r i g i n a l   W O C E   f o r m a t 
         
           1 1 - 1 4 .           a 2 0 _ h y 1 . c s v                                               8 5 7 , 3 7 7 
                                 a 2 2 _ h y 1 . c s v                                               7 0 1 , 7 0 6 
                                 a 2 4 _ h y 1 . c s v                                           1 , 0 5 0 , 2 1 5 
                                 a r 2 4 _ h y 1 . c s v                                             9 3 2 , 6 3 4 
           H y d r o g r a p h i c ,   c a r b o n   d i o x i d e ,   a n d     c h e m i c a l   d a t a   f r o m   a l l   s t a t i o n s     
           o c c u p i e d   o n   W O C E   S e c t i o n s   A 2 0 ,   A 2 2 ,     A 2 4 ,   a n d   A R 2 4 .   T h e   f i l e s   a r e   
           p r o v i d e d     a s   W O C E   e x c h a n g e   f o r m a t   f i l e s     [ c o m m a - s e p a r a t e d   v a l u e   
           ( C S V )   f i l e s ] . 
         
           1 5 .                 N A _ O D V _ d a t a . t x t                                   2 , 4 1 0 , 8 7 7 
           T h e   O c e a n   D a t a   V i e w   S s p r e a d   S s h e e t     d a t a   f i l e .   T h e   f i l e   c o n s i s t s   
           o f   d a t a   f r o m   a l l   f o u r   s e c t i o n s   o f   t h e   N o r t h     A t l a n t i c   s u r v e y   
         
                                                             T o t a l   s i z e               1 3 , 3 3 9 , 7 5 9 
         _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 
 
 
 7 . 2       D e s c r i p t i o n s   o f   V a r i a b l e s   
 
 T h e   s t a t i o n   i n v e n t o r y   f i l e   ( * s t a . d a t )   v a r i a b l e s   a r e   d e f i n e d   a s   f o l l o w s : 
 
 E X P O C O D E       C h a r a c t e r   ( A 1 0 )     e x p e d i t i o n   c o d e   o f   t h e   c r u i s e 
 S E C T               C h a r a c t e r   ( A 4 )       W O C E   s e c t i o n   n u m b e r 
 S T N B R             N u m e r i c       ( I 3 )       s t a t i o n   n u m b e r 
 C A S T               N u m e r i x c     ( I 1 )       c a s t   n u m b e r 
 D A T E               C h a r a c t e r   ( A 1 0 )     s a m p l i n g   d a t e   ( m o n t h / d a y / y e a r ) 
 T I M E               C h a r a c t e r   ( A 4 )       s a m p l i n g   t i m e   [ G r e e n w i c h   m e a n   t i m e   ( G M T ) ] 
 L A T I T U D E       N u m e r i c       ( F 7 . 3 )   l a t i t u d e   o f   t h e   s t a t i o n   ( i n   d e c i m a l   d e g r e e s ;   
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 L O N G I T U D E     N u m e r i c       ( F 8 . 3 )   l o n g i t u d e   o f   t h e   s t a t i o n   ( i n   d e c i m a l   d e g r e e s ;   
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 D E P T H             N u m e r i c       ( I 4 )       s o u n d i n g   d e p t h   o f   t h e   s t a t i o n   ( i n   m e t e r s ) 
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 T h e   d a t a   f i l e   ( * . d a t )   v a r i a b l e s   a r e   d e f i n e d   a s   f o l l o w s : 
 
 S T N B R             N u m e r i c       ( I 3 )       s t a t i o n   n u m b e r 
 C A S T N O           N u m e r i c       ( I 1 )       c a s t   n u m b e r 
 S A M P N O           N u m e r i c       ( I 2 )       s a m p l e   n u m b e r 
 B T L N B R *         N u m e r i c       ( I 2 )       b o t t l e   n u m b e r 
 C T D P R S           N u m e r i c       ( F 7 . 1 )   C T D   p r e s s u r e   ( d b a r ) 
 C T D T M P           N u m e r i c       ( F 7 . 4 )   C T D   t e m p e r a t u r e   (  C ) 
 C T D S A L *         N u m e r i c       ( F 7 . 4 )   C T D   s a l i n i t y   
 C T D O X Y *         N u m e r i c       ( F 7 . 1 )   C T D   o x y g e n   (  m o l / k g ) 
 T H E T A             N u m e r i c       ( F 7 . 4 )   p o t e n t i a l   t e m p e r a t u r e   (  C ) 
 S A L N T Y *         N u m e r i c       ( F 9 . 4 )   b o t t l e   s a l i n i t y   
 O X Y G E N *         N u m e r i c       ( F 7 . 1 )   o x y g e n   c o n c e n t r a t i o n   (  m o l / k g ) 
 S I L C A T *         N u m e r i c       ( F 7 . 2 )   s i l i c a t e   c o n c e n t r a t i o n   (  m o l / k g ) 
 N I T R A T *         N u m e r i c       ( F 7 . 2 )   n i t r a t e   c o n c e n t r a t i o n   (  m o l / k g ) 
 N I T R I T *         N u m e r i c       ( F 7 . 2 )   n i t r i t e   c o n c e n t r a t i o n   (  m o l / k g ) 
 P H S P H T *         N u m e r i c       ( F 7 . 2 )   p h o s p h a t e   c o n c e n t r a t i o n   (  m o l / k g ) 
 C F C 1 1 *           N u m e r i c       ( F 8 . 3 )   c h l o r o f l u o r o c a r b o n   1 1   ( p i c a m o l e / k g ) 
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 T C A R B N *         N u m e r i c       ( F 7 . 1 )   t o t a l   c a r b o n   d i o x i d e   c o n c e n t r a t i o n   (  m o l / k g ) 
 A L K A L I *         N u m e r i c       ( F 7 . 1 )   t o t a l   a l k a l i n i t y   (  m o l / k g ) 
 P C O 2 *             N u m e r i c       ( F 7 . 1 )   p a r t i a l   p r e s s u r e   o f   C O 2   ( ? a t m ) 
 P H *                 N u m e r i c       ( F 8 . 3 )   p H 
 Q U A L T 1           C h a r a c t e r   ( A 1 5 )     1 5 - d i g i t   c h a r a c t e r   v a r i a b l e   t h a t   c o n t a i n s   
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