A multi-scale analysis of moisture supply associated with precipitation on Isla del Coco, Costa Rica

Wrapped by the Pacific waters and the mist of shipwrecks and pirates stories, one of the rainiest Eastern Pacific islands protects a biodiversity treasure: Isla del Coco. This study presents the analysis of moisture sources linked with contributions to precipitation in the area. The diurnal cycle of precipitation on the island was reviewed from GPS station data previously evaluated using available meteorological data from field campaigns held on the island in 2011 and 2012. Near-surface salinity patterns were also analyzed along with sea surface temperature, evaporation, Ongoing Longwave Radiation (OLR) as well as latent and sensible heat fluxes. Moisture contributions to precipitation on the island are supplied by evaporative sources, and moisture recycling is important. Regional precipitation is a continuous supply of moisture for the atmosphere whereas transport from evaporative sources is seasonally constrained. The analysis of the diurnal cycle of moisture supply suggests that contributions from available moisture linked with precipitation recycling show a slightly delayed response to deep convection in the region. The diurnal cycle of contributions to precipitation from evaporative moisture sources, based on the modeling component of the work, is consistent with the diurnal cycle of precipitation. The trajectory analysis remarks the role of the low level winds, the Intertropical Convergence Zone (ITCZ) position and the stability conditions to modulate the supply of moisture. The moisture contributions from the sources present a different sensitivity to El Niño-Southern Oscillation (ENSO). Contributions from precipitation recycling showed a large variability linked to ENSO as increasing contributions were determined to be related with El Niño during boreal summer and autumn months. The variability of the contributions from a North-east evaporative source is modulated by the response of the Caribbean Low Level Jet (CLLJ; Amador, 1998; Amador, 2008) to ENSO. The South-western evaporative source showed sensitivity to El Niño, as transport was found to decrease (increase) from November to March (May to July), meanwhile the response to La Niña was small. Good agreement amongst the ENSO response of the fields and the known dynamics of the region was found. Rodeada por las aguas del Pacífico e historias de naufragios y piratas, una de las islas con mayores lluvias en el Pacífico oriental protege un tesoro de biodiversidad: La Isla del Coco. Este estudio presenta un análisis de las fuentes de humedad relacionadas con las contribuciones a la precipitación en la región. El ciclo diurno de la precipitación en la isla fue revisado utilizando datos de una estación meteorológica del arreglo GPS de COCONet previamente evaluada con datos de estaciones meteorológicas automáticas de campañas de observación realizadas entre 2011 y 2012. Los patrones de salinidad cerca de la superficie fueron analizados junto con temperatura superficial del mar, evaporación, radiación saliente de onda larga así como flujos de calor sensible y calor latente. Las contribuciones de la humedad a la precipitación en la isla es proporcionada por fuentes evaporativas y el reciclaje de humedad es también un proceso relevante. La lluvia regional es un suplidor de humedad continuo mientras que el transporte de humedad tiene un comportamiento estacional muy bien definido. El análisis del ciclo diurno del suministro de humedad sugiere que las contribuciones de humedad relacionadas con el reciclaje de precipitación muestran una respuesta ligeramente desfasada a la convección profunda en la región. El ciclo diurno de las contribuciones de las fuentes evaporativas, basado en los resultados del modelado, es consistente con el ciclo diurno de la precipitación en la isla. El análisis de trayectorias remarca el papel de los vientos de bajo nivel, la posición de la Zona de Convergencia Inter Tropical y las condiciones de estabilidad para modular el suministro de humedad. Las contribuciones de las fuentes evaporativas presentan una sensitividad a El Niño- Oscilación del Sur (ENOS). Las contribuciones del reciclaje de humedad muestran una fuerte variabilidad relacionada con el ENOS como un aumento del aporte de humedad durante eventos cálidos del ENOS durante los meses de verano y otoño boreal. La variabilidad de las contribuciones de la fuente evaporativa Noreste es modulada por la respuesta del Jet de Bajo Nivel del Caribe al ENOS. La fuente evaporativa Suroeste es sensitiva al Niño, el transporte de humedad disminuye (aumenta) entre Noviembre y Marzo (Mayo a Julio) mientras que la respuesta a la Niña se determinó como débil. Se encontró una buena relación entre la respuesta de los campos analizados al ENOS y la dinámica regional.