Chirripo Hydrological Research Site: advancing stable isotope hydrology in the Central American Paramo

Abstract

Tropical mountainous ecosystems are recognized as providers of valuable ecological and hydrological services (Viviroli et al, 2007). In Central America, the P aramo, a high-elevation tropical grassland ecosystem, extends over ~ 200 km2 in Costa Rica and Panama, with ~50% of this area located within the Chirripo National Park between 3,100 and 3,820 m asl (-83.49deg, 9.46deg). Vegetation mostly consists of 0.5 to 2.5 m tall bamboo dominated (Chusquea subtessellata ) grasslands, covering up to 60% of the total Paramo area in Costa Rica (Fig.1a). The climate is controlled by the northeast trade winds, the latitudinal migration of the Intertropical Convergence Zone (ITCZ), cold continental outbreaks (i.e., northerly winds), and the seasonal influence of Caribbean cyclones. These circulation patterns produce two rainfall maxima on the Paci fic slope, one in June and one in September, which are interrupted by a relative minimum between July-August, known as the Mid-Summer Drought, due to intensi cation of trade winds over the Caribbean Sea (Magana et al., 1999; Waylen, 1996). The wettest season extends from May to November (contributing up to 89% of the annual precipitation), whereas the driest season is from December to April (Fig. 2a; Esquivel-Hernandez et al., 2018). The surface water system of Chirripo is characterized by a lake district which comprises approximately 30 lakes of glacial origin and streams owing down the Caribbean and Pacifi c slopes (Fig1b).

Los ecosistemas montañosos tropicales son reconocidos como proveedores de valiosos servicios ecológicos e hidrológicos (Viviroli et al, 2007). En Centroamérica, el P aramo, un ecosistema de pastizales tropicales de gran altitud, se extiende sobre ~ 200 km2 en Costa Rica y Panamá, con ~ 50% de esta área ubicada dentro del Parque Nacional Chirripó entre 3100 y 3820 m snm (-83,49 grados. , 9,46 grados). La vegetación consiste principalmente en pastizales dominados por bambú (Chusquea subtessellata) de 0,5 a 2,5 m de altura, que cubren hasta el 60% del área total de páramo en Costa Rica (Figura 1a). El clima está controlado por los vientos alisios del noreste, la migración latitudinal de la Zona de Convergencia Intertropical (ITCZ), los brotes continentales fríos (es decir, los vientos del norte) y la influencia estacional de los ciclones del Caribe. Estos patrones de circulación producen dos máximos de precipitación en la vertiente del Pacífico, uno en junio y otro en septiembre, que son interrumpidos por un mínimo relativo entre julio y agosto, conocido como la sequía de mediados de verano, debido a la intensi cación de los vientos alisios en el Mar Caribe (Magana et al., 1999; Waylen, 1996). La temporada más húmeda se extiende de mayo a noviembre (aportando hasta el 89% de la precipitación anual), mientras que la temporada más seca es de diciembre a abril (Fig.2a; Esquivel-Hernandez et al., 2018). El sistema de aguas superficiales de Chirripó se caracteriza por un distrito lacustre que comprende aproximadamente 30 lagos de origen glaciar y arroyos que descienden por las laderas del Caribe y el Pacífico (Figura 1b).