De eerste week van de jaarlijkse Noordzee akoestische survey - The first week of the yearly North acoustic survey

Op maandagochtend 24 juni 2024 zijn we begonnen met onze reis. Het is mooi weer bij ons vertrek uit Scheveningen om 11:00 GMT. We zetten koers naar noordoost Schotland, waar onze eerste transect begint. Op maandag, tijdens deze overtocht verzamelen we akoestische gegevens op een vast transect tussen 53°19.00N-3°13.00E en 53°25.00N-3°07.00E en  voor een experimentele studie om te testen om of we de bodem kunnen gebruiken om de echoapparatuur te calibreren. Deze methode hopen we in de toekomst toe te passen voor werk waarbij we gebruik maken van commerciële trawler die niet zijn gecalibreerd. Wat de gekozen vaarlijn speciaal maakt, is dat de bodemstructuur relatief vlak is, consistent over de jaren met een ideale diepte van ongeveer 24-25 meter.

Monday morning, 24 june 2024, we begin our journey in beautiful weather, departing from Scheveningen after lunch and heading towards northeast Scotland, where our first transect starts. On Monday, during this transit, we collect acoustic data along a predefined line for an experimental study focused on seabed acoustic backscatter between 53°19.00N-3°13.00E en 53°25.00N-3°07.00E . We are using this line as a reference location in the North Sea to assess the potential of seabed echoes for aligning the gain levels of different ships, especially commercial trawlers that lack calibration. What makes this line special is that, the bottom structure is relatively flat, consistent over years with an ideal depth around 24-25m.

Tijdens een ligt het schip even stil voor werkzaamheden aan het trawl-net. Stuurman Riekelt Hakvoort, maakt gebruik van het mooie weer om mooi opnamen te maken met zijn drone. - During one the ship is stationary for work on the trawl net. Mate Riekelt Hakvoort, also takes the advantage of the good weather and made some footage with his drone.

26 juni - Hoewel we op de nacht van 25 juni 2024 aankwamen op de startlocatie (58°20' N, 2°32' W) en 's nachts begonnen met het opnemen van akoestische gegevens, begint de daadwerkelijke survey iets voor 4 uur 's ochtends lokale tijd. In deze survey verzamelen we alleen gegevens tijdens daglicht, omdat we veranderingen in het gedrag van haring tussen dag en nacht verwachten. Haring komt 's nachts naar boven, waardoor ze onzichtbaar worden voor de echolood. De opnames toonden aan dat de verstrooiingslagen in de waterkolom al reageerden op het ochtendlicht, wat gunstige omstandigheden creëerde om de survey te starten.

De eerste substantiële waarnemingen zijn scholen van schelvis, 10-20 meter boven de bodem, die na 15-20 nautische mijlen vanaf het begin van de transect om 4:30 GMT verschijnen. Hoewel we ze kunnen identificeren aan de hand van de echogramkenmerken op basis van eerdere ervaringen, hebben we nog steeds een ondubbelzinnige bevestiging nodig, dus voeren we de eerste trek van de survey uit. Zoals verwacht, werd de vangst gedomineerd door schelvis, met een gemiddelde lengte van 29 cm (132 kg in totaal), samen met 146 kg makreel, met een gemiddelde van 34 cm.

Hoewel de echogrammen duidelijk de aanwezigheid van schelvis aangeven, is het associëren van de makreel met akoestische waarnemingen lastig. Deze moeilijkheid ontstaat doordat makreel geen zwemblaas heeft en daardoor aanzienlijk zwakkere echo's produceert in vergelijking met vissen met zwemblaas. Bovendien kunnen makrelen als snelle zwemmers het schip ontwijken door zijwaarts dicht bij het oppervlak te zwemmen. Daarom kunnen we de makreelvangst, hoewel belangrijk voor de algemene ecologische karakterisering van het surveygebied, niet voor kwantitatieve doeleinden gebruiken. Desalniettemin meten we ze in het biologisch laboratorium van het schip en slaan we de informatie op in de database. Bovendien vangen we een kleine hoeveelheid haring (2,7 kg) met een gemiddelde grootte van 22,1 cm. Deze haringvangst geeft aan dat er waarschijnlijk snel meer zouden verschijnen. Daarom houden we het echogram, vooral de nabij-oppervlaktezone, nauwkeurig in de gaten.

Ongeveer 25-30 nautische mijlen verder naar het oosten, daalt de diepte van ongeveer 80 m naar 100 m, en de patronen beginnen te veranderen, met sterkere “kluiten” dichter bij de bodem. Deze kenmerken wijzen op de aanwezigheid van haring, waardoor we besluiten hierop te vissen. De vangst levert 1890 kg haring op, goed voor 98% van de vangst. De gemiddelde lengte van 24,5 cm kan als relatief groot worden beschouwd, met een bereik tussen 21 cm en 29 cm.

26 June - Although we arrived at the starting location (58°20’ N, 2°32’ W) on the night of June 25 and started recording acoustic data overnight, the actual survey begins slightly before 4 a.m. local time. In this survey, we only collect data during daylight, as we expect changes in herring behaviour between day and night. Herring are expected to rise at night, making them invisible to the echosounder. The recordings show that the scattering layers in the water column are already reacting to the morning light, creating favourable conditions to start the survey.

The first substantial observations are aggregates of haddock shoals 10-20 meters above the bottom, appearing after 15-20 nautical miles from the start of the transect. Although we can identify them by the echogram characteristics based on previous years' experience, we still need unequivocal confirmation, so we carry out the first haul of the survey. As expected, the catch was dominated by haddock, with an average length of 29 cm (132 kg in total), along with 146 kg of mackerel, averaging 34 cm.

While the echograms clearly indicate the presence of haddock, associating the mackerel with acoustic observations is challenging. This difficulty arises because mackerel lack a swimbladder, producing substantially weaker echoes than similarly sized fish with swimbladder. Additionally, as fast swimmers, mackerel may avoid the ship by swimming sideways near the surface. Therefore, while the mackerel catch is important for general environmental characterization in the survey area, we cannot use it for quantitative purposes. Nevertheless, we measure them in the vessel's biology lab and store the information in the database. Additionally, we capture a small amount of herring (2.7 kg) with an average size of 22.1 cm. This herring catch indicates a likely increased presence soon, prompting us to carefully inspect the echogram, especially the near-surface zone.

About 25-30 nautical miles further east, the depth drops from approximately 80 m to 100 m, and the patterns begins to change, showing stronger “clumps” closer to the bottom. These characteristics hint at the presence of herring, leading us to decide to fish. The catch yields 1890 kg of herring, accounting for 98% of the catch. The mean length of 24.5 cm can be considered relatively large, spanning a range between 21 cm and 29 cm.

Deze vismonsters zijn essentieel voor de nauwkeurige interpretatie van de akoestische waarnemingen. Het vissen op pelagische vis verschilt van standaard bemonsteringsmethoden zoals bemonstering van demersale (grond) vis of zoöplankton, omdat er speciale inspanningen nodig zijn om de verschillende soorten effectief te vangen. Dit proces vereist ervaring en specifieke vaardigheden. Onze kapitein, Kinne Reichgeld, is hier bedreven in en maakt gebruik van alle beschikbare hulpmiddelen, waaronder sonar, netsonar en diepte/geometriesensoren in het net. Als het benodigde monster in de kuil van het net zit, draagt hij de verantwoordelijkheid over aan de stuurman. Tijdens deze wacht is dat Louwe Post.

Kinne krijgt goed nieuws van het thuisfront. Zijn dochter is bevallen van een zoon: hij is opa geworden! - Kinne gets good news from the home frontier: his daughter got a baby son: he is grandpa now!

Terwijl Louwe en de bemanning aan dek het net halen, controleert Kinne berichten op zijn telefoon, omdat hij net grootvader is geworden van een gezonde babyjongen van zijn dochter. Het lijkt erop dat hij tijdens de weekendpauze in Aberdeen moet gaan winkelen voor de babyshower!

These fish samples are essential for the accurate interpretation of the acoustic observations. Fishing for pelagic fish differs from standard sampling methods such as demersal fish sampling or zooplankton sampling, as special efforts are needed to effectively capture the targeted species. This process requires experience and specific skills. Our captain, Kinne Reichgeld, is good at this, utilizing all available tools, including omnidirectional sonar, net sounders, depth/geometry sensors, and dedicated navigational charts. Once he ensures that the necessary sample is captured in the cod end, he passes the responsibility to the officer in charge, in this case, First Officer Louwer Post.

While Louwe and the crew on deck haul the net, Kinne checks messages on his phone, as he has just become a grandfather to a healthy baby boy, born to his daughter. It seems he will need to go shopping in Aberdeen during the weekend break for the baby shower!

Hans Tap en Tom Bangma snijden een haringmonster. - Hans Tap and Tom Bangma dealing with an herring sample.

De vangst wordt gesorteerd. - The catch is being sorted.

Tom met een Ierse pijlinktvis (Todaropsis eblanae). - Tom with a lesser flying squid (Todaropsis eblanae).

Opname van een CCTV camera: aan dek tijdens het halen van het net. - On the CCTV monitor: the crew on deck during hauling of the net.

Louwe achter de winchbediening, tijdens het halen van het net. - Louwe, with the help of the deck team in the aft, heaves the net up and recovers the samples.

We voeren de derde en laatste visvangst van de dag uit na nog eens 30 mijl oostwaarts te hebben gevaren, net voordat de haring echo’s beginnen te vervagen. Deze vangst word opnieuw gedomineerd door haring, met ongeveer 1,5 ton die goed is voor 99,2% van het totaal. De gemiddelde grootte is iets kleiner, met een gemiddelde lengte van 23,2 cm en een bereik van 20 tot 30,5 cm. Verder naar het oosten zien we geen haringaggregaties meer. Rond 22:30 lokale tijd stoppen we met het onderzoek en blijven drijven voor de nacht op deze locatie. Het was een intensieve dag, waarin we een flinke vooruitgang van , waardoor Hans Tap en Tom Bangma behoorlijk druk bezig waren.

We conducted the third and final fishing of the day after traveling another 30 miles east, just as the herring marks began to fade. This catch was again dominated by herring, with about 1.5 tons accounting for 99.2% of the total. The average size was slightly smaller, with a mean length of 23.2 cm and a range from 20 to 30.5 cm. Further east, we observed no more herring aggregations. Around 22:30 local time, we stopped surveying and anchored overnight at this location. It was an intensive day, with significant progress of 130 nautical miles and three successful hauls, keeping Hans Tap and Tom Bangma quite busy.

27 juni - Op donderdag pakken we de draad weer op waar we gebleven waren, en voltooien we het korte gedeelte in het oostelijke deel van de eerste transect zonder opvallende markeringen op het echolood te zien. Vervolgens gaan we over naar de volgende transect in het zuiden. De eerste aantekeningen op het echolood verschijnen nabij het oppervlak na 20-30 nautische mijlen westwaarts te hebben gevaren. Hoewel de indicaties in de vorm van kleine vlekken nabij het oppervlak waren, wijst de sonar op de aanwezigheid van grote scholen aan het oppervlak, waarschijnlijk haring. We besluiten om deze akoestische markeringen te bemonsteren.

Gezien de nabijheid van de scholen tot het oppervlak, gebruikten we ons tweede net, het Flex Net, dat efficiënter is nabij het oppervlak. Na ongeveer 30-40 minuten slepen, is Kinne ervan overtuigd dat we voldoende vis in de kuil hebben voor een monster en halen het net binnen. Een schone vangst van 750 kg haring van 22,4 cm en 36 kg makreel bevestigt dat sommige haringen zich zo dicht aan het oppervlak bevinden, dat ze niet zichtbaar zijn op het echogram.

Hopelijk kunnen we met de opnamen die we verzamelen met de omnidirectionele sonar "SU90" in de nabije toekomst kwantificeren. Zoals het er nu voor staat kunnen we alleen erkennen dat we wat haring nabij het oppervlak missen en hopen dat dit een uitzonderlijke gebeurtenis is die de resultaten niet significant beïnvloedt.

Kort na deze oppervlakteharing (8-9 nautische mijlen) beginnen we scholen dicht bij de bodem te zien en voeren we nog eentrek uit. De vangst was zeer vergelijkbaar met de vorige, met 99% haring van een gemiddelde lengte van 22,6 cm en een vergelijkbare lengtematenverdeling als de vorige trek. Dit is een raadselachtige situatie, omdat we er van uitgingen dat haring een voorkeur heeft voor bepaalde diepte en temperatuur. Deze observatie wijst echter op een alternatieve factor voor haring die onafhankelijk is van de temperatuur. Dit jaar verzamelen we systematisch genetische monsters, - stukjes van de staartvin van individuele haringen - die in ethanol worden bewaard. Hopelijk helpen deze monsters ons in de nabije toekomst bij het identificeren van potentiële verschillende bestanden in het gebied.

27 June - On Thursday, we pick up from where we left off, finishing the short section in the eastern part of the first transect without seeing any notable marks on the echosounder. We then transit to the following transect in the south. The first noticeable marks on the echosounder appear near the surface after steaming 20-30 nautical miles west. Although the indications are in form of tiny spots near the surface, the sonar suggest the presence of large surface schools, likely herring. We decide to sample these acoustic marks.

Given the proximity of the schools to the surface, we use our second net, the Flex Net, which is more efficient near the surface. After about 30-40 minutes of towing, Kinne is convinced that we have enough fish for sampling in the codend, and we haul the net. A clean catch of 750 kg of 22.4 cm herring  and 36 kg mackerel confirms that some herring near the surface is underrepresented in the echosounder data.

Hopefully, with the omnidirectional sonar “SU90” recordings we are collecting this year, we will be able to quantify this in the near future. For now, we can only acknowledge that we miss some herring near the surface and hope that this is an exceptional occurrence that does not significantly affect the results.

Soon after this surface herring ( 8-9 nautical miles) we start to see indications close to the bottom and we conduct another tow. The catch is very similar to the previous one with 99% herring of 22.6 cm mean length having very similar length frequency distribution to the previous haul. This is a puzzling situation as we expect herring to have a preferred distribution relative to the water temperature / depth. However this observation is hinting for an alternative driver for herring independent from the temperature. This year we are systematically collecting genetic samples, simply fin clips from individual herring preserved in ethanol. Hopefully in near future these samples will help us identify potential different stocks in the area.

Depending on the size of the catch, fish sorting can be overwhelming for the biology lab staff. For this the crew is a big help. Boatswain Rob van Leeuwen helping out for sorting the fish. - Afhankelijk van de grootte van de vangst kan het sorteren van vissen overweldigend zijn voor het personeel van het biologielaboratorium. Hiervoor is de bemanning een grote hulp. Bootsman Rob van Leeuwen helpt mee met het sorteren van de vis.

Een schone vangst haring. - A clean catch of herring.

Een drone opname tijdens het uitzetten van het net van Riekelt Hakvoort. - A drone clip while shooting the net made by Riekelt Hakvoort.

Moray Firth, 28 juni - Vrijdag, de derde dag, begint met een grote haringschool net aan het begin van de dag. We kunnen hier niet op vissen vanwege problemen met de netsonde. Ongeveer 1-2 uur later beginnen we echter weer scholen te zien, maar met andere kenmerken die duidden op de dominantie van schelvis. De trek rond 5 uur UTC bevestigt dit met 83% schelvis van gemiddeld 30,5 cm, gemengd met grauwe poon, makreel en wijting, en een zeer kleine hoeveelheid haring.

Kort daarna, 20 nautische mijlen naar het westen, zien we een vergelijkbaar patroon, hoewel met een andere, sterke school ertussen. We probeerden monsters te nemen van deze bijzondere (hoogstwaarschijnlijk haring) school, maar toen we terugkwamen, was de school verdwenen. We eindigden met het vangen van meer schelvis, grauwe poon en makreel.

Na het voltooien van dit transect beginnen we aan de Moray Firth, een apart gebied dat kenmerken heeft van een kraamgebied voor pelagische vis, vooral voor haring, spiering en zandspiering. Op dit moment begonnen we ook last te krijgen van slecht weer, met windkracht tot 8-9 Beaufort. Op het eerste transect zien we niets dat een monstername vereist. We moeten ook onze eerste transect inkorten vanwege windmolenparken. Vervolgens gaan we door naar het tweede transect, waar ook de dichtheden van de akoestische terugkaatsing zeer zwak blijven. Desondanks besluiten we te vissen op de zwakke echo's die we observeren, maar het resultaat, afgezien van 1,2 kg zandspiering van 11 cm, was opnieuw voornamelijk schelvis, wijting en makreel.

Dit markeert het einde van de eerste week van de survey en we beginnen richting Aberdeen te varen voor de verplichte 36 uur durende pauze (volgens arbeidsregels) tijdens het weekend.

Moray Firth, 28 June - Friday, the third day starts with an image of a large herring school just at the beginning of the day, we could not fish on it due to some issues with the net sounders but about 1-2 hours later we start to see some schools again but different characteristics indicating dominance of haddock. The haul around 5 am UTC, confirmed this by 83 % of haddock around 30.5 cm average length mixed with grey gurnard, mackerel and whiting and very small amount of herring. Shortly after this, 20 nm to the west, we keep seeing similar pattern although with a different, strong school among them. We make an attempt to take samples from this peculiar ( most likely-herring) school but as soon as we return, the school was gone. We ended u catching more haddock, grey gurnard and mackerel.

 

After finishing this transect we began the Moray Firth, an sperate stratum having nursery -area characteristics for the pelagic fish especially for herring, sprat and sandeels. At this time we also start to get effected by inclement weather with wind force reaching to 8-9 Beaufort. On the first transect we do not see anything significant that would require a net sampling.  Also we have to cut our first transect shorter due to windfarms. Then we proceed to the second transect on which also the acoustic backscatter densities remain very weak. Nevertheless we decide to fish on the weak echoes we observed but the result, except from 1.2 kg of sprat of 11 cm, was again mainly haddock and whiting and mackerel. This marks the end of the first week of the survey and we start to head towards Aberdeen for the obligatory 36 hours break  (labour rules) over the weekend. 

Tijdens de oppervalkte trek, zien we deze grote haring school. Als we erop vissen, zien we hem niet meer terug. - During the surface haul we see this herring school. When we try to fish on it we do not see it anymore.

De wind neemt toe. - The wind increases.

Regenboog. - Rainbow.

De vangst van de tweede trek in de Moray Firth. - The catch of the second haul in the Moray Firth.