Prediction of MJ rainfall season using CCA models

The prediction of the May-June (MJ) precipitation as the first peak of the rainy season is important in the Central American isthmus because wetter (drier) MJ seasons tend to be associated with early (late) onsets of the rainy season on the Pacific slope. Having a late start of the rains, followed by a drier season in MJ in conjunction with a deep Mid-Summer Drought (MSD), would affect significantly key socioeconomic sectors in the isthmus like hydropower generation, water supply for human consumption (as main cities in the isthmus are located on the Pacific slope) and agriculture. Using 162 gauge stations, we built skillful Canonical Correlation Analysis (CCA) prediction models for MJ season as the first peak of the rainy season, using as predictands monthly rainfall accumulations and Standardized Precipitation Index (SPI) values over Central America. Sea Surface Temperature anomalies (SSTA) were used as predictors handling a domain bounded by 63° N-10° S and 152° E-15° W, along with the Palmer Drought Severity Index (PDSI) values covering the isthmus. Leading times from December to April were explored in the predictor fields. CCA models, using February´s SSTA and April´s PDSI showed significant skill values for the prediction of MJ accumulations and the SPI over an important portion of Central America. Models´ loadings showed that warmer (cooler) Eastern equatorial SSTAs in the Pacific along with cooler (warmer) SSTAs in the Tropical North Atlantic (TNA) during February, tend to be related with drier (wetter) conditions in almost all the isthmus during the next MJ season. It is suggested that Sea Surface Temperature (SST) mode could modulate MJ precipitation in Central America influencing the position of the Intertropical Convergence Zone (ITCZ) and the strength of the trade winds. Additionally, it was observed that drier (wetter) soil moisture (PDSI) in April tends to be related with drier (wetter) precipitation conditions in almost all the isthmus during next MJ season.Predecir la precipitación durante mayo-junio (MJ), como primer pico de la estación lluviosa en el istmo de América Central, es muy importante ya que se ha observado que condiciones más o menos húmedas durante MJ tienden a estar precedidas por inicios tempranos o tardíos de la época lluviosa. Un inicio tardío de las lluvias, por ejemplo, seguido de condiciones más secas que lo normal durante MJ y por un periodo posterior de veranillo o canícula intensa, puede afectar significativamente sectores socioeconómicos clave en el istmo como la generación hidroeléctrica, el abastecimiento de agua potable o la agricultura. En este trabajo se usaron los datos de 162 estaciones pluviométricas para construir modelos predictivos para MJ como primer pico de la estación lluviosa, usando el Análisis de Correlación Canónica (ACC). Los aspectos a predecir durante MJ son los acumulados de lluvia y el Índice Normalizado de Precipitación (INP) en América Central. Se usaron dos campos como predictores. El primero fue las anomalías de la temperatura superficial del mar (TSM) observada en el dominio 63° N-10° S y 152° E-15° W. El segundo fue el Índice de Severidad de Sequía de Palmer (ISSP), cubriendo la totalidad del istmo. Se estudió el potencial predictivo de estos dos campos desde diciembre hasta abril. Los modelos del ACC, usando las anomalías de la TSM en febrero y el ISSP en abril, evidencian una buena habilidad predictiva de los acumulados y del INP durante MJ, en una región importante de América Central. Los resultados mostraron que condiciones más cálidas (frías) en las anomalías de la TSM del Pacífico ecuatorial del este, junto con condiciones más frías (más cálidas) en el Atlántico Tropical Norte durante febrero, tienden a estar correlacionadas con periodos más secos (húmedos) durante el siguiente bimestre de MJ en prácticamente todo el istmo. Lo anterior sugiere que la TSM podría modular la lluvia durante MJ en América Central al influenciar la posición de la Zona de Convergencia Inter-Tropical y la magnitud de los vientos alisios. En forma adicional, se observó que condiciones más secas (húmedas) en la humedad del suelo (ISSP) durante abril, tendieron a estar relacionadas con periodos de lluvia más secos (húmedos) en casi todo el istmo durante el siguiente periodo de MJ.Universidad de Costa Rica/[805-B6-143]/UCR/Costa RicaUniversidad de Costa Rica/[805-B4-227]/UCR/Costa RicaUniversidad de Costa Rica/[805-B3-600]/UCR/Costa RicaUniversidad de Costa Rica/[805-B0-065]/UCR/Costa RicaUniversidad de Costa Rica/[805-A9-532]/UCR/Costa RicaUCR::Vicerrectoría de Investigación::Unidades de Investigación::Ciencias Básicas::Centro de Investigaciones Geofísicas (CIGEFI)UCR::Vicerrectoría de Docencia::Ciencias Básicas::Facultad de Ciencias::Escuela de FísicaUCR::Vicerrectoría de Investigación::Unidades de Investigación::Ciencias Básicas::Centro de Investigación en Ciencias del Mar y Limnología (CIMAR