Some relationships of meteorological, hydrographic, and biological variables in the Gulf of Panama

ENGLISH: An average of 78 m. of water was vertically displaced by wind-driven upwelling during the dry season (January-April) in Panama Bay at the head of the Gulf of Panama. The standing crop of phytoplankton and its productivity were significantly greater during the months of upwelling than during the rainy season. Equivalent results were found by three different methods used to calculate photosynthesis: direct measurement with radiocarbon; increase of dissolved oxygen in the water column; and decrease of phosphate-phosphorus in the water column. About 90 g. of carbon per square meter of sea surface were fixed by the phytoplankton during each upwelling season (January-April) and about 90 g. of carbon were fixed during each rainy season (May-December) resulting in an annual production of about 180 g. of carbon per square meter of sea surface SPANISH: Un promedio de 78 m. de agua fué desplazado verticalmente por la fuerza de los vientos que ocasionan el fenómeno conocido por afloramiento durante la estación seca (enero a abril) en la Bahía de Panamá, a la cabeza del Golfo de Panamá. La cosecha estable de fitoplancton y su productividad fueron significativamente mayores durante los meses de afloramiento, que durante la estación lluviosa. Se obtuvieron resultados equivalentes por medio de tres diferentes métodos usados para calcular la fotosíntesis: medición directa con radiocarbono, aumento del oxígeno disuelto en la columna de agua, y disminución del fosfato-fósforo en la columna de agua. Por medio del fitoplancton durante cada estación de afloramiento (enero-abril), se fijaron alrededor de 90 g. de carbono por metro cuadrado de la superficie del mar, y durante cada estación lluviosa (mayo-diciembre) se fijaron 90 g. de carbono lo que resulta en una producción anual de aproximadamente 180 g. de carbono por metro cuadrado de la superficie del mar.

A quantitative analysis of the phytoplankton of the Gulf of Panama: I. Results of the regional phytoplankton surveys during July and November 1957 and March 1958

ENGLISH: 1. Quantitative phytoplankton samples were collected by the Inter-American Tropical Tuna Commission at the surface and ten meters in the Gulf of Panama, as follows: a) 18-21 March, 1958 (31 stations)-during the height of the upwelling season, b) 10-12 July, 1957 (10 stations)-during the transition to the rainy season at a time when mild upwelling winds reappear, c) 7-8 November, 1957 (15 stations)-during the height of the rainy season. 2. Maximum phytoplankton populations occurred during the upwelling season, followed by a considerable decline during July, and a further Subsidence during November. 3. A remarkable regional uniformity in species composition was observed during the surveys despite regional differences in growth conditions. Diatoms overwhelmingly dominated the communities. 4. During all surveys, the innermost regions, generally north of 8°30'N, were the most productive. The least productive areas were in the offing of San Miguel Bay and Parita Bay, suggesting that nutrient accretion via runoff is inadequate to sustain sizeable autotrophic plant populations in those regions. 5. During all surveys, phytoplankton growth appeared to be limited by nutrient availability. 6. During all surveys, phytoplankton growth appeared to be related to depth of the water column. 7. Although below average rainfall contributed to unusually favorable growth conditions (reduced stability, increased transparency and, presumably, nutrient reserves) during the November survey relative to November 1955 and 1956 at 8°45'N, 79°23'W, the anticipated heightened phytoplankton response was not observed. 8. During the November survey, the local diatom responses and their regional fluctuations could be satisfactorily related to the accompanying surface salinity conditions. However, this correspondence is undoubtedly attributable to factors associated with the observed salinity levels, probably nutrients, rather than salinity directly. 9. Unusually warm conditions occurred during the March survey, attributable to considerably weaker upwelling winds than normally occurring then, which contributed to a considerably lower standing crop and a retardation in succession of three to five weeks relative to that observed during 1955-1957 at 8°45'N, 79°23'W in the Gulf of Panama. 10. During the March survey, a well defined inverse relationship existed between mean temperature and mean diatom abundance in the upper ten meters, and between transparency and mean diatom abundance. A direct relationship occurred between surface salinity and mean diatom abundance in the upper ten meters. These relationships are interpreted to indicate that diatom abundance primarily reflected the nutrient concentrations associated with a given upwelling intensity, rather than describing casual relationships. 11. The survey results indicate that the phytoplankton dynamics observed at 8°45'N, 79°23'W from November, 1954 through May, 1957 are generally representative of the Gulf of Panama. 12. The following new forms, to be described in a later publication, were observed during the surveys: Actinoptychus undulatus f. catenata n.f., Asterionella japonica f. tropicum n.f., Leptocylindrus maximus n. sp., Skeletonema costatum f. tropicum n.f. SPANISH: 1. La Comisión Interamericana del Atun Tropical recolectó en el Golfo de Panama muestras cuantitativas de fitoplancton en la superficie y a los diez metros, como sigue: a) Del 18 al 21 de marzo de 1958 (31 estaciones)-durante el maximum de la estación de afloramiento. b) Del 10 al 12 de julio de 1957 (10 estaciones)-durante la epóca de transición a la estación lluviosa cuando reaparecen los vientos ligeros que causan el afloramiento. c) Del 7 al 8 de noviembre de 1957 (15 estaciones)-durante el maximum de la estación lluviosa. 2. Las poblaciones maximas de fitoplancton aparecieron durante la estación de afloramiento, seguido por una considerable disminución durante el mes de julio y una calma durante noviembre. 3. Durante la investigación se observó una remarcable uniformidad regional en la composición de las especies a pesar de las diferencias regionales en las condiciones de crecimiento. Las diatomeas predominaban en gran numero en las comunidades. 4. Durante todas las investigaciones, las regiones mas cerca de la costa, generalmente al norte de los 8°30'N, eran las mas productivas. Las areas menos productivas fueron las mar afuera de las Bahias de San Miguel y Parita, lo que sugiere que el aumento en las sales nutritivas causado por las escorrentias es inadecuado para sostener poblaciones grandes de plantas autotróficas en estas regiones. 5. Durante todas las investigaciones, el crecimiento del fitoplancton parecio estar limitado por la disponibilidad de las. sales nutritivas. 6. Durante todas las investigaciones el crecimiento del fitoplancton parecio estar relacionado con la profundidad de la columna de agua. 7. Aunque las precipitacion por debajo del promedio normal contribuyo a condiciones desusadamente favorables de crecimiento (estabilidad reducida, aumento de la transparencia y, presumiblemente, de la reserva de sales nutritivas) durante la investigación de noviembre en relación a noviembre de 1955 y de 1956 en los 8°45'N, 79°23'W, no se observo-la alta reacción de fitoplancton que se esperaba. 8. Durante la investigación de noviembre, las reacciones locales de las diatomeas y sus fluctuaciones regionales pudieron relacionarse en forma satisfactoria con condiciones asociadas con la salinidad de la superficie. Sin embargo, esta correspondencia puede atribuirse sin duda a factores asociados con los niveles observados de salinidad, probablemente con las sales nutritivas, en lugar de directamente con la salinidad. 9. Condiciones calurosas no comunes ocurrieron durante la investigación de marzo, las que pueden atribuirse a que los vientos que ocasionan el afloramiento fueran mas debiles que los normales, lo que contribuyó a que la cosecha estable fuera considerablemente mas baja y a la demora de tres a cinco semanas en la sucecion relativa a la que se observó durante 1955-1957 en los 8°45'N, 8°23'W, en el Golfo de Panama. 10. Durante la investigación de marzo, existió una relación inversa bien definida entre la temperatura y la abundancia media de las diatomeas en los diez metros superiores, y entre la transparencia y la abundancia media de las diatomeas. Una relación directa ocurrio entre la salinidad de superficie y la abundancia media de las diatomeas en los diez metros superiores. Estas relaciones se interpretan como indicadoras de que la abundancia de diatomeas refleja primeramente las concentraciones de las sales nutritivas asociadas con una intensidad de afloramiento dada, en lugar de describir relaciones causales. 11. Los resultados de la investigacion indican que la dinamica del fitoplancton observada en los 8°45'N, 79°23'W, desde noviembre de 1954 a mayo de 1957, es generalmente representativa del Golfo de Panama. 12. Durante las investigaciones se observaron las siguientes formas nuevas, las que seran descritas en una publicación posterior: Actinoptychus undulatus f. catenata n.f., Asterionella japonica f. tropicum n.f., Leptocylindrus maximus n. sp., Skeletonema costatum f. tropicum n.f.

Some aspects of upwelling in the Gulf of Panama

ENGLISH: Strong coastal upwelling occurs in the Gulf of Panama regularly each year during the season, from about January through April, when strong northerly winds are blowing offshore. Because of the evident importance of upwelling to the ecology of the Gulf of Panama, we commenced in the fall of 1954 a study of various physical, chemical, and biological phenomena associated therewith. Observations were taken at bi-weekly intervals at a fixed location in the Gulf (approximately 10 miles SE of Taboga Island) to supplement the serial observations of sea level, sea temperature, and winds that have been gathered for many years by the Panama Canal Company. SPANISH: Cado año, en la estación de enero a abril, cuando los vientos del norte soplan vigorosamente frente a la costa, ocurre en el Golfo de Panamá un fuerte afloramiento costanero. Se cree que este afloramiento periódico en el Golfo de Panamá es responsable de la alta productividad biológica que sostiene considerables cantidades de organismos de importancia comercial. Esta región, por ejemplo, es una fuente importante de la especie Cetengraulis mysticetus) pez de carnada para el atún, (Alverson y Shimada, 1957) y mantiene una considerable pesca de camarones llamados langostinos (Burkenroad, Obarrio y Mendoza,1955). (PDF contains 54 pages.)

Survey of El Nino 1957-58 in its relation to tropical pacific meteorology

ENGLISH: The survey aims at demonstrating the close relationship between anomalies of sea temperature observed along the tropical Pacific coast of the Americas and those observed in the oceanwide tropical belt. The survey also covers the variations, from 1952 to the present, of the trade-wind circulations which prove to be responsible for the major part of the anomalies in sea surface temperature. Finally, the thermal feedback effects of the oceanic anomalies upon the large-scale circulation of the atmosphere are treated in a preliminary fashion. SPANISH: El estudio trata de demostrar la estrecha relación que existe entre las anomalías observadas de la temperatura del mar a lo largo de la costa tropical de las Américas y las observadas en la faja tropical de todo el océano. El estudio incluye también las variaciones, desde 1952 hasta el presente, de la circulación de los vientos alisios que demuestra ser responsable por la mayor parte de las anomalías de temperatura de la superficie del mar. Finalmente los efectos termales de las anomalías oceánicas sobre la circulación en gran escala de la atmósfera son tratados en forma preliminar. (PDF contains 62 pages.)

On the physical and biological oceanography near the entrance of the Gulf of California, October 1966-August 1967

ENGLISH: A study of the temporal and spatial distribution of larval tunas and the concomitant oceanic conditions was made in cooperation with the Direccion General de Pesca e Industrias Conexas of Mexico. Field work consisted of eight hydrographic cruises made from October 1966 through August 1967 near the entrance of the Gulf of California. From January through April, surface currents were southerly at velocities up to 20 cm/sec; currents in June were variable in direction and mostly less than 10 cm/sec; by August the surface current was northerly at 10-15 cm/sec. Surface winds were usually secondary to the distribution of mass as an influence on the surface circulation. Currents at 100 m were generally similar in direction to those at the surface, but the water moved more slowly. Between the surface and 100 m, southbound currents crossed the entrance of the Gulf at velocities of 5-10 cm/sec during January and April, forming frontal boundaries with the California Current water, which often occurred south of the entrance. From April to August, the median concentration of surface chlorophyll a increased from 0.65 to 0.97 mg/m3, while the median productivity increased from 5.6 mgC/m3/day in April to 17.8 mgC/m3/day in June before returning to 2.6 mgC/m3/day in August. Primary productivity was closely correlated with the concentration of surface chlorophyll a. Productivity was generally higher in the vicinity of the Gulf than that found for water in the open Pacific. Productivity was highest near Islas Las Tres Marias and second highest near Cabo San Lucas, both locations of local upwelling. The standing crop of phytoplankton was shown to be subjected to progressively heavier grazing pressure in the spring and summer by zooplankton. SPANISH: Un estudio de la distribución temporal y espacial de las larvas de atún y de las condiciones oceánicas concomitantes fue realizado en cooperación con la Dirección General de Pesca e Industrias Conexas de México. El trabajo experimental consistió en ocho cruceros hidrográficos realizados desde octubre 1966 hasta agosto 1967, cerca a la entrada del Golfo de California. De enero a abril, las corrientes superficiales fueron meridionales alcanzando velocidades hasta de 20 cm/seg; las corrientes en junio fueron variables en dirección y la mayoría con una velocidad de menos de 10 cm/seg; en agosto la corriente superficial fue septentrional a 10-15 cm/seg, Los vientos superficiales fueron por lo común secundarios a la dístríbucíón de la masa, como una influencia de la circulación superficial. Las corrientes a 100 m fueron generalmente similares en dirección a las de la superficie, pero el agua se movió más lentamente. Entre la superficie y los 100 m, las corrientes que se dirigen hacia el sur cruzaron la entrada del Golfo a velocidades de 5-10 cm/seg durante enero y abril formando límites frontales con el agua de la Corriente de California, que apareció a menudo al sur de la entrada. De abril a agosto, la concentración media de la clorofila a superficial aumentó de 0.65 a 0.97 mg/m3, mientras que la productividad mediana aumentó de 5.6 mgC/m3/día en abril hasta 17.8 mgC/m3/día en junio antes de regresar a 2.6 mgC/m3/día en agosto. La productividad primaria se correlacionó estrechamente con la concentración de clorofila a superficial. La productividad fue generalmente más alta en la vecindad del Golfo que aquella encontrada en el agua de alta mar del Pacífico. La productividad fue más alta cerca a las Islas Tres Marías, y el segundo máximo fue cerca al Cabo San Lucas, ambas localidades de afloramiento local. Se indicó que la reserva permanente de fitoplancton estaba sujeta por el zooplancton a una fuerta presión progresiva de apacentamiento en la primavera y el verano. (PDF contains 116 pages.)

The El Nino of 1972-1973 in the Eastern Tropical Pacific Ocean

ENGLISH: Beginning in February 1972 the usual seasonal cooling of the surface water of the eastern Pacific Ocean in the region of the Peru Current and along the equator failed to develop. By July tropical coastal and equatorial island stations and ships crossing the equator were recording sea-surface temperatures which were 6° to 8°F (3.3°-4.4°C) above the long-term mean. The anomalies spread over most of the eastern tropical Pacific and westward into the central equatorial Pacific through September. During October surface temperatures at coastal stations along South America were returning to normal, but in November and December 1972 temperatures rose rapidly again, with a near-record temperature anomaly of 8.1°F (4.2°C) above the long-term mean recorded at Puerto Chieama, Peru (7°42'S-79°27'W). After January 1973 sea-surface temperatures began returning to normal over most of the eastern tropical Pacific, and by March 1973 the El Nino had completed its cycle. Monthly sea-surface temperature anomalies over the eastern tropical Pacific are discussed to show the extent and magnitude of warming. Annual temperature profiles at several South American coastal and equatorial island stations are compared with temperature profiles for the 1957-1958 and 1965 EI Nino years. Characteristics of the temperature anomaly profiles at Puerto Chicama during several very warm years for the 1925-1972 period are also compared. Finally, meteorological factors contributing to a relaxation of the southeast trade winds and to the decreased unwilling along the coast of South America in 1972-1973 are examined. SPANISH: A comienzos de febrero de 1972, no se registró el enfriamiento común estacional del agua superficial del Océano Pacífico oriental en la región de la Corriente del Perú y a lo largo del ecuador. En julio las estaciones tropicales, costeras y de las islas ecuatoriales, y los barcos que cruzaban la linea ecuatorial registraron temperaturas superficiales del mar de 6° a 8°F (3.3°-4.4°C) más altas que la media a largo plazo. Las anomalías se esparcieron sobre la mayoría del Pacífico oriental tropical, y al oeste en el Pacífico central ecuatorial. En octubre, las temperaturas superficiales de las estaciones costaneras a lo largo de Sudamérica volvieron a la normalidad, pero en noviembre y diciembre de 1972, las temperaturas de nuevo ascendieron rápidamente con una anomalía de temperatura que alcanzó 8.1°F (4.2°C) sobre la media a largo plazo registrada en Puerto Chicama, Perú (7°42'S-79°27'W). Después de enero 1973 las temperaturas de la superficie del mar volvieron rápidamente a la normalidad en la mayoría del Pacífico oriental tropical y en marzo de 1973 el Niño había completado su ciclo. Se discuten las anomalías mensuales de las temperaturas de la superficie del mar en el Pacífico oriental tropical para indicar la extensión y magnitud del calentamiento. Los perfiles anuales de temperatura en varias estaciones costeras y de las islas ecuatoriales sudamericanas se comparan con los perfiles de temperatura de los años en que ocurrió el Niño en 1957-1958 y 1965. Se comparan también las características de los perfiles de las anomalías de temperatura en Puerto Chicama durante varios años muy cálidos para el período de 1925-1972. Finalmente, se examinan los factores meteorológicos que contribuyen al debilitamiento de los vientos alisios del sudeste y a la reducción del afloramiento a lo largo de la costa sudamericana en 1972-1973. (PDF contains 48 pages.)