Hydrographic variability in the Gulf of Papagayo, Costa Rica during 2017-2019

Abstract

Abstract: Introduction: The Gulf of Papagayo (GP) is a site of socioeconomic importance located in the North Pacific of Costa Rica. The ecosystem services of this site represent a benefit in local communities, and its dynamics are influenced by a coastal upwelling system that affects fishing and commercial activity. Objective: The objective of this study was to characterize the spatio-temporal variability of the main hydrographic parameters through measurements in situ during the period 2017-2019. Methods: Eight measurement campaigns were carried out, where a CTD probe was deployed to perform vertical profiles in 23 stations distributed throughout the GP, to characterize the variations in temperature, salinity, dissolved oxygen and chlorophyll concentration. Results: A minimum in surface and bottom temperature associated with upwelling caused by the wind was found in the first period of the year. The increase in salinity was associated with the decrease in temperature, being its highest value in the first period of the year, decreasing until reaching a minimum in November. The maximum chlorophyll concentration coincided with the lowest surface temperatures and the minimum oxygen values were associated with the minimum bottom temperatures, both occurring during the upwelling season. The parameter distribution was similar on dry and rainy seasons in stations located inside Bahía Culebra, likely attributed to the bathymetry effect. Conclusions: Bathymetry determines a south-north asymmetry for salinity and temperature. Subsurface cooling events coincide with strong wind periods. Upwelling influences the surface and bottom hydrographic dynamic in GP and determines the seasonal variability. The negative ENSO phase of 2018 corresponded with the strongest upwelling period, possibly promoting the interaction of upwelled coastal waters and the Costa Rica Thermal Dome.Resumen. Introducción: El Golfo de Papagayo (GP) es un sitio de importancia socioeconómica ubicado en el Pacífico Norte de Costa Rica. Los servicios ecosistémicos de este sitio representan un beneficio en las comunidades locales, y su dinámica está influenciada por un sistema de surgencias costeras que afecta la actividad pesquera y comercial. Objetivo: El objetivo de este estudio fue caracterizar la variabilidad espacio-temporal de los principales parámetros hidrográficos mediante mediciones in situ durante el período 2017-2019. Métodos: Se realizaron ocho campañas de medición, donde se desplegó una sonda CTD para realizar perfiles verticales en 23 estaciones distribuidas a lo largo del GP, para caracterizar las variaciones de temperatura, salinidad, oxígeno disuelto y concentración de clorofila. Resultados: En el primer período del año se encontró un mínimo en la temperatura superficial y de fondo asociado a surgencias provocadas por el viento. El aumento de la salinidad estuvo asociado al descenso de la temperatura, siendo su valor más alto en el primer período del año, disminuyendo hasta alcanzar un mínimo en noviembre. La concentración máxima de clorofila coincidió con las temperaturas superficiales más bajas y los valores mínimos de oxígeno se asociaron con las temperaturas mínimas del fondo, ambas ocurriendo durante la temporada de afloramiento. La distribución de los parámetros fue similar en las estaciones seca y lluviosa en las estaciones ubicadas dentro de Bahía Culebra, probablemente atribuido al efecto batimétrico. Conclusiones: La batimetría determina una asimetría sur-norte para salinidad y temperatura. Los eventos de enfriamiento del subsuelo coinciden con períodos de fuertes vientos. El afloramiento influye en la dinámica hidrográfica de la superficie y el fondo en GP y determina la variabilidad estacional. La fase ENOS negativa de 2018 correspondió con el período de surgencia más fuerte, posiblemente promoviendo la interacción de las aguas costeras afloradas y el Domo Termal de Costa Rica.