Passive acoustic monitoring from profiling floats as a pathway to scalable autonomous observations of global surface wind
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. Wind forcing plays a pivotal role in driving upper-ocean physical and biogeochemical processes, yet direct wind observations remain sparse in many regions of the global ocean. While passive acoustic techniques have been used to estimate wind speed from moored and mobile platforms, their application to profiling floats has been demonstrated only in limited cases and remains largely unexplored. Here, we report on the first deployment of a profiling float equipped with a passive acoustic sensor, aimed at detecting wind-driven surface signals from depth. The float was deployed in the northwestern Mediterranean Sea near the DYFAMED meteorological buoy from February to April 2025, operating at parking depths of 500–1000 m. We demonstrate that wind speed can be successfully retrieved from subsurface ambient noise using established acoustic algorithms, with float-derived estimates showing good agreement with collocated surface observations from the DYFAMED buoy. To evaluate the potential for broader application, we simulate a remote deployment scenario by refitting the acoustic model of Nystuen et al. (2015) using ERA5 reanalysis as a proxy for surface wind. Refitting the model to ERA5 data demonstrates that the float–acoustic–wind relationship is generalizable in moderate conditions, but high-wind regimes remain systematically biased—especially above 10 m s-1. Finally, we apply a residual learning framework to correct these estimates using a limited subset of DYFAMED wind data, simulating conditions where only brief surface observations—such as those from a ship during float deployment—are available. The corrected wind time series achieved a 37 % reduction in RMSE and improved the coefficient of determination (R2) from 0.85 to 0.91, demonstrating the effectiveness of combining reanalysis with sparse in-situ fitting. This framework enables the retrieval of fine-scale wind variability not captured by reanalysis alone, supporting a scalable strategy for float-based wind monitoring in data-sparse ocean regions—with important implications for quantifying air–sea exchanges, improving biogeochemical flux estimates, and advancing global climate observations.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».