Climate of an oceanic island in the Eastern Pacific: Isla del Coco, Costa Rica, Central America

Studies of atmosphere-ocean interaction in the Pacific of Costa Rican are scarce. To identify oceanographic systems that may be influencing climate near Cocos Island (Eastern Tropical Pacific Seascape) we conducted six scientific expeditions between 2007 and 2012. Two automated weather stations were set near Chatham and Wafer bays during the expeditions. Data included records from National Meteorological Institute, Global Precipitation Climatology Project (GPCP) and Extended Reconstructed Sea Surface Temperature (ERSST). The climate is typical of the Eastern Tropical Pacific. Its seasonality is driven by precipitation variability associated with meridional migration of the Intertropical Convergence Zone. The seasonal cycle has two peaks, in May and July, a relative minimum between them in June, and the absolute minimum in February. Most of the precipitation is recorded from April to November. Most rain events have short duration and low intensity. An SST trend was observed from January 1854 to December 2013, coherent with regional warming temperature observations. From 1998 to 2013 there were changes in distributions of almost all meteorological parameters. The combination of these factors resulted in higher evapotranspiration values through the daily cycle, especially during the night time. Precipitation (P) positive anomalies tended to be associated with positive air surface temperature (AST) and SST anomalies and negative global radiation (GR) anomalies. Negative P anomalies tended to be associated with negative AST, SST and positive GR anomalies. Relative humidity (RH) negative anomalies tend to be associated with positive wind speed (WS) anomalies, and the WS effect is opposite for positive RH anomalies. During the cold Niño 3 condition of October 2007, negative P, AST, SST and RH anomalies were observed in concordance with positive WS and GR anomalies, in agreement with the conceptual model of climate system response at Isla del Coco to cold ENSO conditions.Estudios de la interacción atmósfera-océano en el Pacífico de Costa Rica son escasos. Para identificar los sistemas oceanográficos que pueden estar influyendo el clima cerca de la Isla del Coco (Corredor de Protección Marina del Pacífico Tropical del Este), realizamos seis expediciones científicas entre 2007 y 2012. Dos estaciones meteorológicas automáticas fueron instaladas cerca de las bahías de Chatham y Wafer durante las expediciones. Entre los datos se incluyeron registros del Instituto Meteorológico Nacional, el Proyecto de Climatología Global de Precipitación (GPCP por sus siglas en inglés) y la Reconstrucción Extendida de Temperatura Superficial del Mar (ERSST por sus siglas en inglés). El clima es típico del Pacífico Tropical del Este. Su estacionalidad está impulsada por la variabilidad en la precipitación asociada con la migración meridional de la Zona de Convergencia Intertropical. El ciclo anual de precipitación tiene dos picos en mayo y julio, un mínimo relativo entre ellos en junio, y un mínimo absoluto en febrero. La mayoría de la precipitación se registra de abril a noviembre. La mayoría de los eventos tienen corta duración y baja intensidad. Una tendencia en temperatura superficial del mar (TSM) fue observada de enero 1854 a diciembre 2013, coherente con las observaciones de calentamiento en la región. De 1998 a 2013 hubo cambios en las distribuciones de casi todos los parámetros meteorológicos. La combinación de estos factores resultó en tasas más altas de evapotranspiración a través del ciclo diario, especialmente durante la noche. Anomalías positivas de precipitación (P) tienden a ser asociados con anomalías positivas de temperatura superficial del aire (TSA) y de TSM, y con anomalías negativas de radiación global (RG). Anomalías negativas de P tienden a ser asociadas con anomalías negativas de TSA, TSM y anomalías positivas de RG. Anomalías negativas de humedad relativa (HR) tienden a ser asociadas con anomalías positivas de velocidad del viento (VV), y el efecto de la VV es opuesto para anomalías positivas de HR. Durante la condición fría de Niño 3 de octubre del 2007, anomalías negativas de P, TSA, TSM y HR fueron observadas en concordancia con anomalías positivas de VV y RG, de acuerdo con el modelo conceptual de la respuesta del sistema climático en la Isla del Coco ante condiciones frías de ENOS

Uso de Esteroides Anabólicos en Jóvenes de Asunción

Los esteroides anabólicos típicamente usados por jóvenes, atletas y culturistas para incrementar el musculo y la fuerza son peligrosos, están accesibles, y se prescriben de manera errónea como eficaces, pero con riesgo bajo. No solo los atletas consumen esteroides anabólicos. Algunos jóvenes los toman para lucir más musculosos o para quemar grasa. El objetivo del estudio fue identificar los factores asociados al uso de anabólicos esteroides en jóvenes de 16 a 25 años que asisten al Gimnasio Fitness Family Caff de Asunción, conocer los datos socio-demográficos, caracterizar los conocimientos y el uso de esteroides anabólicos en el gimnasio y determinar el factor de consumo de esteroides anabólicos de acuerdo a la práctica en el gimnasio. Estudio tipo observacional descriptivo de corte transversal que contó con la participación de 41 jóvenes provenientes en su mayoría de Asunción. En cuanto a los factores se determinó que su uso está motivado por mejorar el aspecto físico, es decir, por un factor estético al igual que por la participación en competencias fitness

Tropical Cyclones Losses by Economic Sector in Costa Rica, Central America

Tropical cyclones normally affect Central America and Costa Rica. Population growth and inefficient land use planning increases the exposure to natural hazards related to tropical cyclones such as landslides and floods. The Ministry of National Planning and Economic Policy of Costa Rica gathered all the economic impacts by municipality in every economic sector since Hurricane Joan in 1988. Our results indicate that road infrastructure, agriculture, sewerage, and housing were the most affected economic sectors in the last three decades in the country. Normally, the Pacific basin municipalities are the most affected units due to the indirect impact of tropical cyclones in Costa Rica. These results unravel the most affected municipalities and economic sectors by tropical cyclones in the country and is a useful approach that can be applied to other countries and regions affected by these phenomena throughout the tropics.Universidad de Costa Rica/[805-B9-454]/UCR/Costa RicaUniversidad de Costa Rica/[805-C0-610]/UCR/Costa RicaUniversidad de Costa Rica/[805-A4-906]/UCR/Costa RicaUniversidad de Costa Rica/[805-B0-810]/UCR/Costa RicaUCR::Vicerrectoría de Investigación::Unidades de Investigación::Ciencias Básicas::Centro de Investigaciones Geofísicas (CIGEFI)UCR::Vicerrectoría de Docencia::Ciencias Sociales::Facultad de Ciencias Sociales::Escuela de Geografí

Visualization of 40 Years of Tropical Cyclone Positions and Their Rainfall

Correos de investigadores: [email protected] || [email protected] || [email protected] || [email protected] article focuses on a visualization of tropical cyclone track data occurring over a 40- year period (1970–2010) and their relationship with (extremely) heavy rainfall reported by 88 Central American weather stations. The purpose of the visualization is to associate the paths of tropical cyclones in oceanic areas with heavy rainfall inland. Thus, the potential for producing a set of rainfall patterns might somehow help in predicting where different impacts like flooding might occur when tropical cyclones develop in specific oceanic regions. The visualization will serve as a key tool for CIGEFI scientists to apply in their work to determine critical positions of the tropical cyclones associated with extremely heavy rainfall events at daily timescales.Universidad de Costa Rica/[805-B9-454]/UCR/Costa RicaUniversidad de Costa Rica/[805-C0-610]/UCR/Costa RicaUniversidad de Costa Rica/[EC-497]/UCR/Costa RicaUniversidad de Costa Rica/[805-A4-906]/UCR/Costa RicaUniversidad de Costa Rica/[805-C0-074]/UCR/Costa RicaUniversidad de Costa Rica/[805-A1-715]/UCR/Costa RicaUniversidad de Costa Rica/[805-B0-810]/UCR/Costa RicaUCR::Vicerrectoría de Investigación::Unidades de Investigación::Ciencias Básicas::Centro de Investigaciones Geofísicas (CIGEFI)UCR::Vicerrectoría de Docencia::Ciencias Básicas::Facultad de Ciencias::Escuela de FísicaUCR::Vicerrectoría de Investigación::Unidades de Investigación::Ciencias Básicas::Centro de Investigación en Ciencias del Mar y Limnología (CIMAR

Observed Changes (1970-1999) in Extreme Hydroclimatic Events in Central America

Previous studies have shown that most of Central America has been experiencing warming trends during the last 30-50 years, while precipitation annual totals have not changed much. Warming alone can exacerbate the effects of droughts as potential evapotranspiration increases, causing drier soils and higher aridity. It is evident that the demand of water from the atmosphere has becoming larger. Central America is a region known to be impacted by wet and dry extreme events. Within the scenario of higher aridity, severe and sustained droughts can produce a larger number of impacts in the region. But also, wet extreme events are the cause of severe impacts. Analysis of observed precipitation extremes show a trend toward more severe events in recent years. In this presentation, recent trends in different hydroclimatic variables as well as in metrics representing extreme events are analyzed.Universidad de Costa Rica/[805-B7-507]/UCR/Costa RicaUniversidad de Costa Rica/[805-B6-143]/UCR/Costa RicaUniversidad de Costa Rica/[805-B7-286]/UCR/Costa RicaUniversidad de Costa Rica/[805-B4-227]/UCR/Costa RicaUniversidad de Costa Rica/[805-B0-065]/UCR/Costa RicaUniversidad de Costa Rica/[805-A9-532]/UCR/Costa RicaUniversidad de Costa Rica/[805-A4-906]/UCR/Costa RicaUniversidad de Costa Rica/[805-B0-810]/UCR/Costa RicaUCR::Vicerrectoría de Investigación::Unidades de Investigación::Ciencias Básicas::Centro de Investigaciones Geofísicas (CIGEFI)UCR::Vicerrectoría de Docencia::Ciencias Básicas::Facultad de Ciencias::Escuela de FísicaUCR::Vicerrectoría de Investigación::Unidades de Investigación::Ciencias Básicas::Centro de Investigación en Ciencias del Mar y Limnología (CIMAR

Propuesta metodológica para la predicción climática estacional del veranillo en la cuenca del río Tempisque en el Pacífico Norte de Costa Rica

El ciclo anual de la precipitación en la vertiente del Pacífico de América Central, se caracteriza por tener dos máximos, uno entre mayo-junio y el otro entre setiembre-octubre, además de una estación seca de noviembre a abril y un periodo corto en el que las lluvias disminuyen durante julio-agosto, conocido como veranillo o canícula. En este trabajo se estudia la predictibilidad del veranillo, utilizando cuatro registros de precipitación diarios de las estaciones meteorológicas de Nicoya, Santa Cruz, Bagaces y Liberia, para el periodo 1937-2010 y localizadas en la cuenca del río Tempisque, provincia de Guanacaste, vertiente del Pacífico Norte de Costa Rica en América Central. Dentro de los aspectos considerados están la predictibilidad de la magnitud e intensidad del veranillo. Se explora la modulación de estos aspectos por fuentes de variabilidad climática asociadas con el Pacífico ecuatorial del Este (ENOS) y al océano Atlántico (AMO), incluyendo su variabilidad interanual y decenal. Cuando las anomalías normalizadas de ambos índices se comparan, se encontró que los eventos cálidos (fríos) del ENOS tienden a estar asociados con condiciones más (menos) secas durante el veranillo y estas condiciones se refuerzan cuando están asociados a su vez con condiciones de anomalías negativas (positivas) del AMO.On the Pacific slope of Central America, the precipitation annual cycle is characterized by two rainfall maxima in MayJune and September-October, an extended dry season from November to April, and a shorter reduced precipitation period during July-August known as Mid-Summer Drought (MSD) or “veranillo” and “canícula” in Spanish. Four daily gauge stations records, e.g. Nicoya, Santa Cruz, Liberia and Bagaces, located in the Tempisque river basin, province of Guanacaste, North Pacific slope of Costa Rica in Central America, were studied to explore the predictability of the MSD from 1937 to 2010. Among the aspects considered are the predictability of the MSD intensity and depth of the minimum. The modulation of these aspects by climate variability sources such as the Equatorial Eastern Pacific (ENSO) and the Atlantic Multidecadal Oscillation (AMO) was lately explored, including their interannual and decadal variability. When the normalized comparison is performed between the indices, it was found that warm (cool) ENSO events tend to be associated with dry (wet) MSD conditions and this condition is reinforced during periods with negative (positive) AMO anomalies.Universidad de Costa Rica/[805-B7-507]/UCR/Costa RicaUniversidad de Costa Rica/[805-B6-143]/UCR/Costa RicaUniversidad de Costa Rica/[805-B7-286]/UCR/Costa RicaUniversidad de Costa Rica/[805-B0-065]/UCR/Costa RicaUniversidad de Costa Rica/[805-A9-532]/UCR/Costa RicaUniversidad de Costa Rica/[805-A4-906]/UCR/Costa RicaUniversidad de Costa Rica/[805-B0-810]/UCR/Costa RicaUniversidad de Costa Rica/[805-B4-227]/UCR/Costa RicaUCR::Vicerrectoría de Investigación::Unidades de Investigación::Ciencias Básicas::Centro de Investigaciones Geofísicas (CIGEFI)UCR::Vicerrectoría de Docencia::Ciencias Básicas::Facultad de Ciencias::Escuela de FísicaUCR::Vicerrectoría de Investigación::Unidades de Investigación::Ciencias Básicas::Centro de Investigación en Ciencias del Mar y Limnología (CIMAR

CMIP5 climate change hydroclimatic projections for Central America

A review of a series of articles related to the use of General Circulation Models (GCMs) projections for characterizing future climate changes in Central America are presented. Previous work using Coupled Model Intercomparison Project 5 (CMIP3) models showed that aridity and drought (reflected for example in reductions in runoff, streamflow, and precipitation) will be more frequent in the future under low and high emission scenarios (B1 and A2). Data from 107 GCM runs from the CMIP5 version, were evaluated and ranked according to their skill in reproducing observed climatological temperature and precipitation patterns, as well as realistic El Niño-Southern Oscillation (ENSO) precipitation teleconnection patterns. The best 14 model runs were used in a projection of precipitation and temperature changes for the mid-century horizon. It is shown that for two forcing scenarios RCP4.5 and RCP8.5 the northern (southern) part of Central America will be drier (wetter) in the future than the baseline (historical) scenario. This is important, as the north-south socioeconomic contrast suggests that northern countries will suffer the most as a result of climate change, due to increased social vulnerabilities and aridity. The Caribbean Low-Level Jet (an important feature of the regional climate) show little change at mid-century horizons. The most significant changes for the mid-summer drought (MSD) in the future are for the duration, which is projected to increase by an average of over a week, and the MSD minimum precipitation, which is projected to decrease.Universidad de Costa Rica/[805-B7-286]/UCR/Costa RicaUniversidad de Costa Rica/[805-B7-507]/UCR/Costa RicaUniversidad de Costa Rica/[805-B0-810]/UCR/Costa RicaUniversidad de Costa Rica/[805-B8-766]/UCR/Costa RicaUniversidad de Costa Rica/[805-B9-454]/UCR/Costa RicaUniversidad de Costa Rica/[805-A4-906]/UCR/Costa RicaConsejo Nacional para Investigaciones Científicas y Tecnológicas/[805-B7-507]/CONICIT/Costa RicaMinisterio de Ciencia, Tecnología y Telecomunicaciones/[805-B7-507]/MICITT/Costa RicaUCR::Vicerrectoría de Investigación::Unidades de Investigación::Ciencias Básicas::Centro de Investigaciones Geofísicas (CIGEFI)UCR::Vicerrectoría de Docencia::Ciencias Básicas::Facultad de Ciencias::Escuela de FísicaUCR::Vicerrectoría de Investigación::Unidades de Investigación::Ciencias Básicas::Centro de Investigación en Ciencias del Mar y Limnología (CIMAR

Efecto de la administración de simbióticos en el crecimiento y en la variación de la microbiota intestinal de pacú (Piaractus mesopotamicus) en sistemas acuícolas de recirculación

Background. The application of symbiotics in aquaculture holds potential as a growth promoter and substitute for antibiotics, while also improving water quality and nutrient digestibility. Goals. This study aimed to assess the impact of symbiotics on the growth and bacterial populations dynamics of the intestinal contents of pacú (Piaractus mesopotamicus) cultured in recirculating aquaculture systems (RAS). Methods. 87-day cultures of P. mesopotamicus were conducted in RAS under three conditions: 1) food-mixed with symbiotic, 2) activated symbiotic directly added to the water and 3) control treatment (without symbiotic). The evaluation included growth parameters, water quality, and bacterial populations in both the water and intestinal content. Results. Under these conditions pacú showed isometric growth, and no significant differences were found between treatments for food conversion ratio and Fulton condition factor. Regarding the performance of the recirculating system, there were no differences in pH, dissolved oxygen and ammonia removal by the biofilter. However, pacú exhibited high ammonia tolerance (0.62 mg/L) in the 87-day cultures when the symbiotic was mixed with the food. Additionally, final weights and specific growth rate were significantly higher (5.4 g and 0.0321 days-1, respectively) compared to the other conditions. Based on 16S rRNA gene sequence analysis, seven bacterial populations were identified in the intestinal content of pacú and in the culture water: Microbacterium, Variovorax, Prosthecobacter, Bacillus, Asaccharospora, Turicibacter sanguinis, and Limnohabitans planktonicus. Conclusions: symbiotics mixed with food, significantly promoted the growth of P. mesopotamicus and enhanced ammonia tolerance in RAS. These results set a benchmark in the study of the length-weight relationship of P. mesopotamicus, the biofilter´s capability to remove ammonia, and the relationship between symbiotics and bacterial dynamics in the water and intestinal content during pacú crops in RAS.Antecedentes. La aplicación de simbióticos en acuicultura tiene potencial como promotor del crecimiento, como sustituto a los antibióticos, para mejorar la calidad del agua y la digestibilidad de nutrientes. Objetivos. Evaluar el efecto de los simbióticos sobre el crecimiento y la dinámica bacteriana del contenido intestinal de pacú (Piaractus mesopotamicus) y del agua de cultivo, en sistemas acuícolas de recirculación (SAR). Métodos. Se realizaron cultivos de 87 días con P. mesopotamicus en SAR bajo tres condiciones:1) simbiótico mezclado con el alimento, 2) simbiótico activado agregado directamente al agua, y 3) tratamiento control (sin simbiótico). Se evaluaron la calidad del agua, las poblaciones bacterianas en el agua y en el contenido intestinal, y el crecimiento midiendo parámetros morfofisiológicos, Resultados. Pacú presentó crecimiento isométrico y no se encontraron diferencias significativas entre los tratamientos en la tasa de conversión alimenticia, en el factor de condición de Fulton, pH, oxígeno disuelto ni en la eliminación de amonio en el biofiltro. Sin embargo, cuando el simbiótico se mezcló con el alimento, pacú mostró una alta tolerancia al amonio (0.62 mg/L) en cultivos de 87 días. Además, los pesos finales y la tasa de crecimiento específico fueron significativamente mayores (5.4 g y 0.0321 días-1, respectivamente) con probiótico en el alimento. Basado en análisis de secuencias del gen 16S rRNA, se identificaron siete poblaciones bacterianas en el contenido intestinal de pacú y en el agua de cultivo: Microbacterium, Variovorax, Prosthecobacter, Bacillus, Asaccharospora, Turicibacter sanguinis y Limnohabitans planktonicus. Conclusiones. Los simbióticos promueven un mayor crecimiento y tolerancia al amonio en P. mesopotamicus. Los resultados obtenidos marcan un referente en el estudio de la relación longitud-peso de pacú, en la capacidad del biofiltro para eliminar el amonio y en la relación de los probióticos con la dinámica bacteriana en el agua y en el contenido intestinal durante cultivos en SAR

Atmospheric circulation types controlling rainfall in the Central American Isthmus

Rainfall mechanisms in the Central American Isthmus are controlled by complex physical interactions across spatial and temporal scales, which are reflected on the dynamics of atmospheric circulation patterns affecting the region. However, physical mechanisms and their relationships with thermodynamic distributions connected to overturning circulations remain elusive. Here, a set of six recurrent daily atmospheric patterns, or weather types (WT), is defined using a k-means++ clustering algorithm on standardized fields of Convective Available Potential Energy (CAPE) and winds at 925, 850, and 200 hPa. The relationships between these weather types, their temporal characteristics, and anomalous distributions of moisture flux divergence, equivalent potential temperature (saturated and unsaturated), and observed rainfall are used to describe physical processes controlling the latter, for all seasons. Regional observed rainfall is analysed from a set of 174 automatic stations from all countries from Mexico to Panama. By modulating vertically integrated moisture fluxes, these weather types, and the different climate drivers linked to them, control the temporal and spatial rainfall characteristics in the region, especially over the Pacific side of the isthmus. During some stages of the regional rainy season, described by two weather types, thermal anomalies in convective quasiequilibrium characteristic of the upward branch of the Hadley cell force westerly flow over Central America, enhancing rainfall. While during other stages, the enhancement of the trades and the displacement of convection to the ITCZ area over the eastern tropical Pacific, characteristic of the midsummer drought, diminishes rainfall. This study sets the stage for a better understanding of the mechanistic relationship between these weather types and rainfall characteristics in general, like onset, demise, and duration of rainy seasons. Hence, these results can inform process-based model diagnostics aiming at bias-correcting climate predictions at multiple timescalesUniversidad de Costa RicaUCR::Vicerrectoría de Investigación::Unidades de Investigación::Ciencias Básicas::Centro de Investigaciones Geofísicas (CIGEFI)UCR::Vicerrectoría de Docencia::Ciencias Básicas::Facultad de Ciencias::Escuela de FísicaUCR::Vicerrectoría de Investigación::Unidades de Investigación::Ciencias Básicas::Centro de Investigación en Ciencias del Mar y Limnología (CIMAR

Examination of WRF-ARW experiments using different planetary boundary layer parameterizations to study the rapid intensification and trajectory of Hurricane Otto 2016

Hurricane Otto (2016) was characterised by remarkable meteorological features of relevance for the scientific community and society. Scientifically, among the most important attributes of Otto is that it underwent a rapid intensification (RI) process. For society, this cyclone severely impacted Costa Rica and Nicaragua, leaving enormous economic losses and many fatalities. In this study, a set of three numerical simulations are performed to examine the skill of model estimations in reproducing RI and trajectory of Hurricane Otto by comparing the results of a global model to a regional model using three different planetary boundary layer parameterizations (PBL). The objective is to set the basis for future studies that analyse the physical reasons why a particular simulation (associated with a certain model setup) performs better than others in terms of reproducing RI and trajectory. We use the regional model Weather Research and Forecasting—Advanced Research WRF (WRF-ARW) with boundary and initial conditions provided by the Global Forecast System (GFS) analysis (horizontal resolution of 0.5 degrees). The PBL used are the Medium Range Forecast, the Mellor-Yamada-Janjic (MYJ), and the Yonsei University (YSU) parameterizations. The regional model is run in three static domains with horizontal grid spacing of 27, 9 and 3 km, the latter covering the spacial extent of Otto during the simulation period. WRF-ARW results improve the GFS forecast, in almost every aspect evaluated in this study, particularly, the simulated trajectories in WRF-ARW show a better representation of the cyclone path and movement compared to GFS. Even though the MYJ experiment was the only one that exhibited an abrupt 24-h change in the storm’s surface wind, close to the 25-knot threshold, the YSU scheme presented the fastest intensification, closest to reality. View Full-TextUCR::Vicerrectoría de Investigación::Unidades de Investigación::Ciencias Básicas::Centro de Investigaciones Geofísicas (CIGEFI)UCR::Vicerrectoría de Investigación::Unidades de Investigación::Ciencias Básicas::Centro de Investigación en Ciencias del Mar y Limnología (CIMAR)UCR::Vicerrectoría de Docencia::Ciencias Básicas::Facultad de Ciencias::Escuela de Físic