Anomalías del perfil vertical de temperatura del punto fijo Paita como indicador de la propagación de Ondas Kelvin

La propagación frecuente de ondas Kelvin de hundimiento o “downwelling” atrapadas a la costa, suele caracterizar la ocurrencia de El Niño costero frente al Perú. Estas ondas causan la elevación del nivel del mar y se asocian a la profundización de la estructura vertical sub-superficial de la columna de agua, influenciando en la fertilidad del afloramiento costero. En el presente estudio se describe la variabilidad mensual de la estructura vertical de la columna de agua frente a la costa de Paita-Piura y se comparan con anomalías del nivel del mar frente a Galápagos y en la costa norte del país. Para tal propósito se calculó una climatología con la base de datos histórica de temperatura del punto fijo de Paita, puesta a disposición por el Monterey Bay Aquarium Research Institute (MBARI), para el periodo 1994-2010. Luego de la remoción de datos extremos dudosos, se realizó una interpolación vertical de los datos cada 10 m y una climatología de los datos a frecuencia mensual. La serie de tiempo de anomalía de temperatura muestra una gran consistencia con el arribo de ondas Kelvin a las costa de Sudamérica, por lo cual su monitoreo es de gran utilidad para la alerta temprana de El Niño.

La comunidad fitoplanctónica en el área de Tambo de Mora a Paita, agosto - setiembre 1995

El estudio se hizo durante el Crucero de Evaluación de la Biomasa Desovante de Anchoveta y Sardina BIC Humboldt 9508-09. Los volúmenes de plancton superficial para agosto-setiembre de 1995 fluctuaron entre 0,1 y 4,6 mL/m3. Las mayores concentraciones en biomasa, fueron localizadas dentro de las 30 mn, con un predominio del fitoplancton en el 50% de las estaciones. Las especies que tipificaron este ambiente, dentro de las 30 mn, correspondieron a diatomeas de alta tasa de reproducción, que constituyen la dieta de los peces fitoplanctófagos, composición que se vio alterada por la presencia de especies oceánicas, hasta muy cerca de la costa, principalmente entre Huarmey y Pucusana. A 10 m de profundidad se identificó un total de 70 especies de fitoplancton: 47 diatomeas, 15 dinoflagelados, 3 cocolitofóridos , 3 fitoflagelados y 2 silicoflagelados. Las diatomeas y el nanoplancton fueron los grupos taxonómicos más importantes, hasta con el 90% de dominancia. Los dinoflagelados y silicoflagelados fueron poco numerosos. Las mayores concentraciones celulares promedio (20.000 cel/50 mL) se encontraron cerca de la costa, con máximos de hasta 60.000 cel/50 mL en la región norte. El dinoflagelado Protoperidinium obtusun indicador de aguas costeras frías (ACF), estuvo restringido a la franja costera, ampliando su distribución hasta por fuera de las 30 mn entre Salaverry y Punta Falsa.

Condiciones oceanográficas frente a la costa norte-centro del Perú durante el invierno 1996. Crucero BIC Humboldt 9608-09

Los registros se efectuaron del 12 agosto al 22 setiembre de 1996, durante el Crucero BIC Humboldt 9608-09 de Evaluación de la Biomasa Desovante de Anchoveta desde Tambo de Mora hasta Paita y desde la costa hasta las 120 mn en promedio. Las características térmicas superficiales se presentaron frías para la época (14,5° C a 18,1 °C). Las anomalías térmicas tuvieron una variación de -2,0 °C en la zona costera entre Chimbote y Salaverry a +0,1 °C en la zona costera frente a Pucusana. Toda el área prospectada presentó anomalías térmicas negativas. La salinidad superficial del mar tuvo valores que oscilaron de 35,2 % (propio de las aguas oceánicas) a 34,95% (propio de las aguas costeras frías). La estructura vertical de salinidad mostró un mayor predominio de las aguas costeras frías desde la costa hasta las 60 mn y hasta una profundidad de 50 m. En la superficie del mar el oxígeno fluctuó entre 1,611 a 6,02 mL/L; los valores de 5,5 mL/L indicaron la presencia de las ASS y se ubicaron a 120 mn.

Composición y distribución del plancton en el litoral peruano en el verano de 1996

Presenta la estimación del volumen de plancton superficial del litoral peruano, entre el 07 de febrero y 05 de abril de 1996. Para ello se colectó 147 muestras de fitoplancton y 258 de zooplancton. Dentro del fitoplancton, las especies que tuvieron un amplio rango de distribución fueron las diatomas de afloramiento como chaetoceros debilis, c. didymus, c. affinis, entre otras, encontrándose además especies oceánicas como panktoniella sol, gunardia fláccida, proboscia alata, entre otras, cerca de la costa en la parte sur entre Pisco e Ilo.

Temperatura promedio de la superficie del mar frente a la costa peruana, periodo 1928-1969

El área considerada en el presente estudio es una pequeña porción costera del Pacífico Tropical Oriental, que se extiende entre las latitudes de 1°S-20°S y entre la costa y la longitud de 86°W. En la descripción empleamos el término de zona norte para referirnos a la parte situada al norte de los 6°S. Cuando decimos aguas oceánicas nos referimos a las aguas del océano abierto. Cuando hablamos de estaciones del año nos referimos a las estaciones del Hemisferio Sur. Las temperaturas promedio de la superficie del mar corresponden a observaciones realizadas en el período 1928-1969 (que viene a representar algo más de 4 décadas), y, por la densidad de las observaciones, son más representativas de las 4 estaciones del año pertenecen a: febrero, abril, setiembre y noviembre.

Variación estacional e interanual de la biomasa fitoplanctónica y concentraciones de clorofila A, frente a la costa peruana durante 1976 - 2000

La distribución de las diversas masas de agua influyó en los patrones espaciales y temporales de los volúmenes de fitoplancton y clorofila a. Los eventos EN fueron negativos para la producción primaria, registrándose valores <1,0 mL/m3, y las especies oceánicas son las más abundantes. Los periodos fríos o "la Niña" favorecieron la biomasa fitoplanctónica alcanzando volúmenes promedio >3,0 mL/m3; la composición del fitoplancton también varía en periodos fríos, con ampliación de las áreas de afloramiento y dominan especies pequeñas de alta tasa de reproducción de las primeras fases de la sucesión. Se observaron cambios significativos entre 1976-1987 y entre 1988-1999, asociados a periodos de baja y alta producción primaria.

Causas posibles de la drástica disminución de la longitud media de la merluza peruana en 1992

La drástica disminución de la longitud media de la merluza en 1992 fue hasta cierto punto inesperada para los biólogos pesqueros peruanos, acostumbrados a manejar esta población como un stock unitario controlando el rendimiento y la longitud mínima en las capturas. Durante toda la década de los años ochenta, el esfuerzo pesquero no fue muy alto y afectó principalmente a los grupos de edades IV+. Menos del 10% de los desembarques fueron de tallas menores a la longitud media de desove (35 cm). Por esto, la gran ocurrencia de tallas pequeñas de merluza a partir de marzo de 1992 en las capturas de todas las flotas dedicadas a esta especie, parecía deberse a las condiciones oceanográficas, ya que un evento El Niño Oscilación Sur (ENOS) se estaba desarrollando. Sin embargo, igual que en anteriores ENOS, se hubiera esperado un cambio de sitio de toda la población hacia el sur y lejos de la costa. Esto significaría que las merluzas jóvenes de tamaño mediano estarían mas al sur fuera del alcance de la flota de Paita. Contrario a lo esperado, durante El Niño 1991-93, debido a una intrusión de aguas oceánicas subtropicales, las merluzas grandes migraron hacia el norte. Mientras que El Niño podría haber actuado como un disparador, la causa fundamental de los cambios estructurales en la población fue la desaparición de la sardina como especie de presa principal para las merluzas grandes a partir de 1987, y la falta de pequeños Sciaenidae (bereche) durante El Niño, para las merluzas de tamaño medio. Lo primero podría deberse al alto esfuerzo pesquero sobre la sardina, en conjunto, probablemente, con una presión depredadora alta de una población sana de merluza a partir de mediados de la década de los años 80. Estudios futuros deben incluir las relaciones entre predador y presa en el ecosistema. Estas relaciones, que se desarrollaron durante largos períodos, probablemente soportan la estabilidad del sistema, y las pesquerías, que actúan como un fuerte depredador, deben ser incluidas en un modelo multiespecífico.

Variabilidad espacio-temporal de clorofila, producción primaria y nutrientes frente a la costa peruana

La serie de datos sobre clorófila, producción primaria y nutrientes de la costa pe­ ruana (4º -18º S) reunidos por el IMARPE a través de varios años ha permitido establecer los patrones promedio de su distribución en la superficial del mar. El principal objetivo del presente estudio fue la variabilidad a toda escala incluyendo "El Niño". Las fluctuaciones a corto plazo fueron evidentes dentro del periodo 1964-1978 pero no lograron alterar una distribución característica para todo el periodo. La intensidad estacional del afloramiento en el norte y sur (otoño e invierno) estuvo relacionada a la distribución de nutrientes, clorofila y productividad del fitoplancton cuya ocurrencia en ''patches" y lenguas reflejó la dinámica que gobierna la región costera de Perú como resultado del flujo de aguas oceánicas hacia la costa y del flujo de aguas afloradas Juera de la costa. El ciclo estacional de fitoplancton medido en base a su biomasa comienza en primavera cuando el régimen local de luz mejora, las concentraciones de clorófila alcanzan su máximo a mediados de verano y comienzos de otoño decreciendo en invierno; de esta variabilidad en la abundancia resulta una correlación estacional negativa con los nutrientes en verano e invierno. Similar tendencia mostró la distribución de producción primaria cuyas máximas estuvieron relacionadas con las aguas frías a lo largo de la costa. La distribución latitudinal de clorófila en la costa peruana durante los años de ocurrencia de El Niño mostró características diferentes del patrón normal especialmente en 1976. Las concentraciones se hallaron muy pegadas a la costa, una excepción fueron. las áreas donde dominó el dinoflagelado Gymnodinium splendens con una distribución más alejada de la costa. Los años cálidos se caracterizaron por una baja biomasa del fitoplancton en relación a la media de 1966 considerado como un año de condiciones promedio. El rango anual de la concentración de nutrientes encontrado a una temperatura dada mostró límites definidos para las diferentes estaciones del año. En respuesta al incremento de la temperatura Juera de la costa (norte y oeste) las variables químicas y biológicas decrecieron.

Impacto de la variación oceanográfica estacional e interanual sobre los ensambles de microfitoplancton, mesozooplancton, ictioplancton y macrozoobentos de dos áreas costeras del norte del Perú entre 1994 y 2002

Se ha analizado la variación oceanográfica y las respuestas de los ensambles de microfitoplancton, mesozooplancton, ictioplancton y macrobentos en las áreas costeras (<20 mn) frente a Paita (05°S) y a San José (06°45’S) durante el período 1994 a 2002. La variación oceanográfica presentó componentes a varias escalas temporales, moduladas por el ciclo ENOS, la propagación de ondas atrapadas hacia la costa y la intensificación estacional del afloramiento costero. La sucesión de los eventos El Niño (EN) 1997-98 y La Niña (LN) 1998-99 presentó características bien diferenciadas en las condiciones físicas superficiales y en la estructura vertical de la columna de agua. El evento EN 1997-98 fue antecedido por el impacto de una onda Kelvin en febrero de 1997, provocando anomalías positivas de temperatura, profundización de la estructura vertical y presencia de algunos indicadores de masas de agua cálida en el plancton, entre febrero y abril de 1997. Estas condiciones se mantuvieron, o se acentuaron, hasta el final del evento. El evento LN 1998-99 se caracterizó por la ausencia de masas de agua cálidas cerca de la costa y la dominancia de aguas costeras frías, la no propagación de ondas Kelvin, la posición somera de aguas frías y pobres en oxígeno, así como la hegemonía de indicadores planctónicos de aguas costeras frías. Estacionalmente, durante otoño-invierno tendieron a desarrollarse condiciones subsuperficiales más oxigenadas (una oxiclina más profunda), mientras que durante el verano las condiciones tendieron a ser menos oxigenadas (hipóxicas, con una oxiclina más somera). Tal patrón no responde a la estacionalidad del afloramiento costero y más bien coincide con la dinámica esperada de la Extensión Sur de la Corriente de Cromwell (ESCC). En general, se determinó un muy buen ajuste de los rangos de tolerancia de algunos organismos planctónicos a las características de las masas de agua dominantes en la capa superficial: Aguas Costeras Frías (ACF), Aguas Ecuatoriales Superficiales (AES) y Aguas Subtropicales Superficiales (ASS), validando la utilidad de estas especies como eficaces indicadores biológicos de masas de agua. Se determinaron los rangos de tolerancia en temperatura y salinidad de los dinoflagelados Protoperidinium obtusum (ACF), Ceratium breve (AES) y Ceratium praelongum (ASS), así como de los copépodos Centropages brachiatus (ACF), Eucalanus inermis (ACF), Centropages furcatus (AES) y Mecynocera clausi (ASS), entre otras. Los indicadores presentaron variaciones en su distribución a lo largo del período estudiado. Los indicadores de ACF fueron detectados durante la mayor parte del estudio, pero ocurrieron hechos sobresalientes durante EN 1997-98: (a) entre los dinoflagelados, Goniodoma polyedricum alcanzó su mayor frecuencia en San José y Pyrocystis lunula frente a Paita; (b) el copépodo Centropages furcatus (AES) incrementó su abundancia frente a Paita y fue hallado frente a San José; (c) se evidenciaron cambios en la composición específica del plancton, detectándose el ingreso de especies no residentes y aumento de la riqueza de especies; (d) las biomasas fitoplanctónica y zooplanctónica tendieron a mostrar una relación directa bajo condiciones neutras del ENOS; sin embargo, al ocurrir variaciones ambientales (EN y LN) presentaron una tendencia contraria; (e) las comunidades del macrobentos en estas dos áreas, mostraron disminuciones significativas en los parámetros comunitarios, contrastando con la respuesta de la macrofauna bentónica frente a la costa central. Este comportamiento frente a Paita pudo obedecer a la alteración del ambiente sedimentario por las muy altas des- cargas del río Chira; y frente a San José, pudo resultar de la disminución local de la producción primaria y del flujo de alimento particulado al bentos. Se sugiere que la disponibilidad de alimento, influenciada por los procesos erosivos sobre el fondo, marca una diferencia clave en la dinámica de estas comunidades en relación a las registradas frente a la costa central, ya que estas últimas habitan en áreas donde pre- dominan los procesos deposicionales y la acumulación de materia orgánica en los sedimentos. Los anfípodos gamáridos, especialmente de la familia Ampeliscidae, mostraron ser más sensibles a los cambios ambientales en el fondo (interfase sedimento-agua) al disminuir significativamente sus poblaciones, en ambas áreas costeras.

Una retrospectiva a El Niño 1982-83: ¿qué hemos aprendido?

El "Niño del siglo" 1982-83, debido a sus peculiaridades inesperadas, sorprendió fuertemente a la comunidad científica. Como consecuencia, incluso en las ciencias biológicas marinas, donde los efectos fueron drásticos y a menudo obvios, en general se colectó menos información de lo que hubiera sido posible y deseable. De este panorama hay algunas excepciones, principalmente en lo referente al estudio de las comunidades bénticas y costeras. La reciente información acumulada en estos campos forma la base para una evaluación crítica del avance científico durante y después del fenómeno. Al mismo tiempo permite la ubicación de problemas y la formulación de proyectos de investigación para el futuro. Si bien es evidente que en este momento ya disponemos de una visión más clara de los efectos inmediatos, sean positivos o negativos, de un fenómeno extraordinariamente fuerte, la incertidumbre ante un nuevo El Niño mucho más tenue en 1986-87, nos dió una lección que hay que evaluar. Por otro lado, se ha avanzado muy poco en el estudio de los mecanismos que desencadenan elevadas mortandades de algunas especies y la proliferación inusual de otras. Sin embargo, ya tenemos alguna visión más integral sobre el efecto latitudinal, la gradiente vertical, los efectos previos a la llegada de las ondas Kelvin, los efectos post-Niño y los efectos de largo plazo. No obstante, hasta el momento, sólo podemos hipotetizar tanto sobre la historia evolutiva de El Niño, como sobre su significancia para el origen de las comunidades marinas del presente. Las investigaciones futuras deben tener un enfoque multidisciplinario, sin descuidar los aspectos básicos. Esto debería implicar: un mayor esfuerzo de las universidades a lo largo del litoral pacífico; investigaciones más continuadas; trabajos experimentales comparativos en diferentes lugares, a fin de saber más sobre los mecanismos involucrados; una mayor cooperación entre los científicos que trabajan en comunidades y problemas semejantes de las diversas latitudes; y un mayor intercambio de información entre los investigadores de comunidades actuales, paleontólogos, sedimentólogos y arqueólogos. Se concluye que sin duda hemos aprendido algo durante El Niño 1982-83; sin embargo, estaríamos aprovechando muy poco si no aceptamos nuestro reto de continuar profundizando estas investigaciones.

Los efectos de "El Niño" 1982-83 y los mecanismos internacionales para la investigación

Durante 1982 -83 se presentó, frente a las costas sudamericanas del Pacífico, el fenómeno de «El Niño» (EN) catalogado como el más intenso del siglo. Inesperadamente, el régimen de temperaturas superficiales del mar se incrementó rápidamente a partir de octubre de 1982, superando más de 7 ºC por encima del promedio. Las precipitaciones normalmente altas en el Ecuador, sobrepasaron al promedio anual en más de 600 % y mucho más en las zonas semiáridas del norte del Perú. Las perturbaciones climáticas y oceánicas se manifestaron durante 12meses por lo menos; las lluvias se propagaron hasta la zona central del Perú y los cambios oceánicos a todo el Pacífico Sudeste. Las reuniones científicas realizadas en la región del Pacífico Sudeste y fuera de esta, dieron a conocer notables cambios tanto físicos como biológicos en toda la Cuenca del Pacífico. Estas alteraciones afectaron en el mar la actividad pesquera y en el continente la agricultura, infraestructura vial, industrial y viviendas, así como la educación y la salud. Los gobiernos de Ecuador y Perú se vieron precisados a declarar en emergencia las áreas afectadas. Los daños que se consignan en el presente informe se consideran sólo parciales por tener como base evaluaciones realizadas hasta febrero de 1983. Las lluvias continuaron aún con mayor fuerza en los meses siguientes. Los gobiernos y las instituciones de la región reaccionaron intensificando la vigilancia de los cambios climáticos y oceánicos en relación con los recursos. La Comisión Permanente del Pacífico Sur (CPPS), coor dinó las actividades del Grupo ERFEN y organizó reuniones científicas con apoyo de la COI-UNESCO y la OMM. Estos organismos así como la FAO propiciaron y estimularon por su parte programas globales. A pesar de lo anterior, la importancia socio-económica de EN requiere de una mayor coordinación y cooperación internacional. La meta de los programas es lograr una adecuada predicción de EN.

Condiciones ambientales del mar peruano durante el verano 2002

Analiza las condiciones ambientales del mar peruano, empleando las ondas kelvin.

Variabilidad de las condiciones oceanográficas en el punto fijo Paita (05°04’S – 81°16´W), abril 2014 – octubre 2015

En los años 2014 y 2015 el mar peruano ha presentado marcadas alteraciones que repercutieron positiva o negativamente en la concentración y distribución de los recursos vivos del mar. Estas alteraciones ocasionadas por factores océano-atmosféricos (ondas, vientos etc.) se reflejan claramente en la serie de parámetros oceanográficos del Punto Fijo Paita, lo que nos permite el seguimiento del arribo, intensidad y posibles efectos de las ondas en la costa peruana. En estos 2 últimos años, el IMARPE viene realizando un monitoreo continuo en el Punto Fijo Paita a través del programa: Proyecto por Resultados El Niño (PpR 068 EN), y se ha podido catalogar en el año 2014 el desarrollo de un evento El Niño costero de intensidad moderada según el Índice Costero El Niño (ICEN; ENFEN 2012), asimismo, a partir de mayo del 2015 a la actualidad, se viene desarrollando otro evento El Niño costero de intensidad fuerte; este último asociado a las anomalías en el acoplamiento océano-atmosfera en el Pacífico Central, a la propagación de ondas Kelvin hacia el Pacífico Oriental y a las fluctuaciones que vienen presentando los vientos en el Pacífico Ecuatorial Oriental y Sudoriental.

El evento El Niño 2014 y su impacto en la pesquería de anchoveta en el mar peruano,

En escala interanual, el evento El Niño es un factor que origina fuertes cambios en las condiciones oceanográficas de la Corriente de Humboldt, que afectan a los recursos pelágicos principalmente a la anchoveta, la que se distribuye en dos unidades poblacionales: el Stock norte-centro desde Zorritos (04°30’S) hasta los 15°59’S y el compartido Stock sur de Perú-norte de Chile desde los 16°00S’ hasta los 24°00’S (Chirichigno y Vélez 1998), produciendo alteraciones en su comportamiento, disminución de sus niveles poblacionales, procesos biológicos, depredación y un incremento de la mortalidad por pesca (Ñiquen y Bouchon 2004). Desde fines del 2013 al segundo semestre del 2014, se evidenció la propagación y arribo de ondas Kelvin con mayor frecuencia a la de años anteriores (IMARPE, 20141). El efecto acumulativo de estas ondas impactó al ecosistema, reduciendo la fertilidad del mar peruano, la disminución de la biomasa del fitoplancton y por ende disminución de la biomasa de la anchoveta (IMARPE, 20142)

Fitoplancton del mar peruano en el verano 2008

La biomasa planctónica en promedio fue 0,36 mL.m-3; el 95% de los volúmenes fue <0,5 mL.m-3, el fitoplancton fue 35% y se caracterizó por el dominio de diatomeas de afloramiento (Skeletonema costatum, Lithodesmium undulatum, Chaetoceros spp., Thalassiosira subtilis y Thalassionema nit schioides) entre Salaverry- Chancay y Pisco-Ilo (30 mn) y abundancia de diatomeas oceánicas y dinoflagelados termófilos (Guinardia striata, G. flaccida, Cerataulina pelagica, Coscinodiscus wailesii, Proboscia spp., Ceratium massiliense, C. tripos v. atlanticum y Goniodoma polyedricum) entre Puerto Pizarro-Chicama y Punta Mendieta–Ilo hasta 120 mn en la zona norte. La distribución de los indicadores biológicos estuvieron acorde a las condiciones ambientales, Protoperidinium obtusum, indicador de Aguas Costeras Frías se registró desde Punta Falsa hasta Ilo (30 mn). Ceratium praelongum y C. incisum, indicadores de Aguas Subtropicales Superficiales se registraron frente a Punta Falsa y San Juan (60 mn) ampliando su distribución en Atico (120 mn). Ceratium breve, indicador de AES estuvo ampliamente distribuido al norte de 10°S (120 mn), con acercamientos a la costa en Puerto Pizarro y Punta Falsa. Messodinium rubrum se registró desde Punta Mendieta hasta Matarani, concentración de 8756x103 cel.L-1.