Bottom temperature is routinely measured as part of the bottom-trawl survey conducted every summer on the continental shelf of the eastern Bering Sea by the NOAA Alaska Fisheries Science Center. These data are widely used in ecosystem, stock assessment, and ocean modeling. We assessed the effect of alternative sampling designs and effort reduction on the quality of bottom-temperature information from the survey. Simple-random and stratified-random sampling were simulated and compared with the systematic sampling of fixed stations in the regular grid used in the standard survey, with respect to the use of survey data in the estimation of bottom temperatures and related indices. The effort simulated ranged from 34% to 100% of the full effort. In the simulated surveys, the use of each of the 3 sampling designs resulted in values of bottom-temperature metrics that are close to those from the real survey, even with as little as half the effort. Lower effort resulted in larger and more variable prediction errors of the indices. The decrease in prediction performance is most noticeable at the 34% effort level. Systematic sampling performed slightly better than simple-random and stratified-random sampling. One reason for this difference in performance is that random sampling may have been less effective than the standard sampling in capturing a small cold pool that is characteristic of the current warm ocean state.
Resumen
La temperatura del fondo se mide rutinariamente como parte del estudio de arrastre de fondo realizado cada verano en la plataforma continental del Mar de Bering oriental por el Centro de Ciencias Pesqueras de Alaska de la NOAA. Estos datos se utilizan ampliamente en la evaluación de ecosistemas, evaluación de poblaciones y modelación oceánica. Evaluamos el efecto de diseños de muestreo alternativos y de la reducción del esfuerzo, sobre la calidad de la información de la temperatura del fondo obtenida en la prospección. Se simuló y comparó el muestreo aleatorio simple y el muestreo aleatorio estratificado con el muestreo sistemático de estaciones fijas en una rejilla regular, en relación con el uso de datos de prospección en la estimación de las temperaturas del fondo marino y los índices relacionados. El esfuerzo simulado osciló entre el 34% y el 100% del esfuerzo total. En las prospecciones simuladas, el uso de cada uno de los 3 diseños de muestreo resulto en valores de temperatura del fondo cercanos a los de la prospección real, incluso con tan solo la mitad del esfuerzo. A menor esfuerzo, los errores de predicción de los índices son mayores y más variables. La disminución de los resultados de predicción es más notable en el nivel de esfuerzo del 34%. Los resultados del muestreo sistemático son ligeramente mejores que los del muestreo aleatorio simple y el muestreo aleatorio estratificado. Una de las razones de esta diferencia es que el muestreo aleatorio pudo haber sido menos eficaz que el muestreo estándar a la hora de captar una pequeña onda fría característica del actual estado cálido del océano.
