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

Abstract

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.