Abstract Submesoscale eddies (1-10 km diameter) were identified using surface velocity observations obtained from a high-frequency radar system (HFR) operated in Todos Santos Bay (TSB), Baja California, Mexico. Eddies were detected through a special case of the Okubo-Weiss parameter for divergent flows in the form of eigenvalues of the Jacobian matrix. The detection method, applied for a surface velocity grid, shows encouraging results in the recognition and tracking of submesoscale features in TSB. The detection method is rapid and efficient. Results show the formation and persistence of an eddy structure inside the Bay in December 6, 2010, displaying a trajectory from NE to SW until disappearing at the center of the Bay. The eddy is approximately 4 km in diameter with a frequency of ~0.1f (f is the Coriolis parameter). The real part of the Okubo-Weiss parameter ranged between − 4 × 10 − 9 to − 1 × 10 − 9 s − 2, and outlined the eddy for approximately 9 hours. Although it is difficult to identify the origin of the detected submesoscale eddy, its appearance coincided with a drop in relative atmospheric humidity suggesting land-ocean Santa Ana winds as a possible generating mechanism.

Abstract Eddies are transient structures that strongly influence mean ocean circulation. They modify the distribution of mass and properties such as heat, salt, chlorophyll, and passive particles. The capacity of eddies to transport properties or particles depends on their retention capacity. In this study the mesoscale eddies of the northwestern Gulf of Mexico (NWGM) were identified and characterized through a Lagrangian method that allows estimating the retention time and the mass fraction that they can retain and transport. For the analysis, daily 1993-2016 altimetry data were used. A total of 254 eddies, 73 anticyclones, and 181 cyclones, were detected in the study period. Approximately 30% of total detected eddies were identified to occur in a region at 94.75º W and 26.75º N, between the 1,000- and 2,500-m isobaths. On average, eddy radius was ~40 km for isobath <1,000 m and ~70 km for isobath >2,500 m. Mesoscale eddies in the NWGM can transport ~60% of the mass they had when they were detected. On average, mass transport occurs over 33 d for cyclones and 26 d for anticyclones. It rarely occurs for 60 d or more.

Resumen Los remolinos son estructuras transitorias que influyen en gran medida en la circulación promedio del océano. Modifican la distribución de masa y propiedades como calor, sal, clorofila y partículas inertes. La capacidad que tienen los remolinos para transportar propiedades o partículas depende de su capacidad de retención. En este estudio se identificaron y caracterizaron los remolinos de mesoescala del noroeste del golfo de México (NOGM) a través de un método lagrangiano que permite evaluar el tiempo de retención y la fracción de masa que pueden retener y transportar. Para el análisis, se utilizaron datos diarios de altimetría de 1993 a 2016. En el periodo de estudio se detectaron un total de 254 remolinos, 73 anticiclones y 181 ciclones. Se identificó una región (94.75º W, 26.75º N) donde ocurren ~30% del total de los remolinos ciclónicos detectados entre las isóbatas de 1,000 y 2,500 m. En promedio, el radio de los remolinos fue de ~40 km para la isobata <1,000 m y ~70 km para la isobata >2,500 m. Los remolinos de mesoescala del NOGM pueden trasportar ~60% de la masa que contenían al momento de ser detectados. En promedio, el transporte de masa ocurrió por 33 d para los ciclones y por 26 d para los anticiclones. Rara vez ocurrió por 60 d o más.

ABSTRACT The influence of easterly and northeasterly dry and warm Santa Ana winds (SAw) on the surface circulation of Todos Santos Bay, Mexico, is studied from surface currents and wind data measured during the most extreme periods of activity (autumn-winter season). Sea surface currents were measured using a system of coastally-based HF radar stations between 2009 and 2015. Winter-mean surface circulation showed a cyclonic tendency. Atmospheric variables allowed the grouping of ~122 SAw events, 23% of which caused a noticeable change in the background circulation. Event-mean current patterns showed dissimilar responses to the acting winds, with some SAw events driving weak offshore currents, another that developed an eddy-pair circulation inside the bay, and one rather intense (winds of 8-10 m s-1) that developed a clockwise circulation overturning the cyclonic long-term winter-mean. In general, changes in the circulation were related to an offshore transport of surface waters into the open ocean.

RESUMEN Se utilizan datos de vientos y corrientes superficiales para estudiar la influencia de vientos de Santa Ana (SAw), relativamente secos y cálidos del este y noreste, sobre la circulación superficial de la Bahía de Todos Santos, México. El análisis se realiza para periodos de vientos intensos en la época de otoño-invierno. Las corrientes superficiales fueron medidas entre 2009 y 2015 usando un sistema de estaciones de radar HF sobre la costa. La circulación superficial promedio durante el invierno mostró una tendencia ciclónica. Las variables atmosféricas permitieron identificar ~122 eventos SAw, de los cuales 23% causó un cambio notable en la circulación media. Los patrones de circulación promedio durante los eventos cálidos mostraron respuestas diferentes a los vientos forzantes. En algunos eventos la influencia de los vientos generó corrientes débiles hacia afuera de la costa, mientras que en otros se desarrolló una circulación de dos remolinos ciclónicos dentro de la bahía. Un evento intenso (8-10 ms-1) desarrolló una circulación anticiclónica, opuesta a la circulación ciclónica promedio de invierno. En general, los cambios en la circulación mostraron relación con un transporte en la misma dirección del viento hacia el océano abierto.

ABSTRACT The distribution of ichthyoplankton assemblages (summer 1999 and winter 2000) from the southern region of the California Current (CC) off the Baja California Peninsula were analyzed. Latitudinal and ocean-coast distribution limits of the assemblages were associated with the geostrophic flow, which showed the presence of cyclonic and anticyclonic eddies in the northern and central region of the Baja California Peninsula. The comparative analysis of distribution and abundance of the developmental stages (egg to preflexion, flexion, and postflexion larval stages), showed that each mesoscale eddy had a specific ichthyoplankton assemblage, and the ichthyogeographic regionalization of the study area was determined by the presence of eddies and fronts. Retention processes were observed on epipelagic and demersal species where the fish larvae were maintained near the coastal region.

The southern Mexican Pacific Ocean presents seasonal changes related to the rainy season and Tehuano winds, which generate mesoscale processes affecting biological productivity and marine biodiversity. Size distributions of squid paralarvae collected in this region during the rainy season (July 2007 and May-June 2008) were analyzed in relation to regional oceanography. Samples were collected through oblique hauls, and CTD casts were used to determine the structure of the water column. Between surveyed periods, there were no significant changes in the water temperature at 10 m, but there were significant variations in the mixed layer depth (MLD). The number of taxa, community composition and total abundance of paralarvae were similar between periods. However, in July paralarvae ≤2.0 mm were distributed along the margins of cyclonic and anticyclonic eddies associated with high temperatures. In May-June, the MLD and high concentrations of chlorophyll-a (Chl-a) determined the presence of a group of oceanic paralarvae and another of coastal paralarvae, separated by an upwelling front. The percentage of recently spawned paralarvae (≤2.0) nearly doubled during this period as a result of increased coastal sampling and high concentrations of Chl-a, indicating a coupling of adult reproduction with regional productivity. In the absence of winds, the mesoscale oceanographic complexity generates gradients and a differential effect on the distribution, transport and survival of cephalopod paralarvae.

Abstract Phytoplankton photosynthetic parameters (maximum light utilization coefficient, α*; maximum photosynthetic rate, P m * maximum quantum yield, ɸ max ) off Baja California were estimated from samples collected at the 50% light level during winter, spring, summer, and autumn 1999. Chlorophyll concentration was also determined, and in situ experiments were conducted using the 14C method to determine primary production (PP) in the euphotic zone. The highest α* and ɸ max values were found during the spring survey, mainly at the coastal areas, associated with diatom and dinoflagellate abundances and high chlorophyll concentrations. However, high P m * values were measured during autumn in both inshore and offshore areas due to the presence of smaller phytoplankton cells. The average profiles of the photosynthetic parameters ( α ( z ) *and P m ( z ) *) in the water column were estimated for 2 regions. These parameters were used to estimate PP with semi-analytical models. Modeled PP was contrasted with in situ PP to validate our calculated photosynthetic parameters in the euphotic zone. In general, modeled PP values were similar to in situ values (94 mg C m-2 h-1), with a high correlation coefficient (r = 0.85). Modeled PP for coastal waters in the northern and central regions was 1.5-fold greater than in situ estimates during spring. In conclusion, when used with remotely sensed phytoplankton pigment and surface irradiance data, the average profiles of α ( z ) *and P m ( z ) * could be a useful tool to calculate PP in our study area.

Resumen Los parámetros fotosintéticos (coeficiente de máxima utilización de la luz, α*; tasa fotosintética máxima, P m *; eficiencia cuántica máxima, ɸ max ) fueron estimados para la región frente a Baja California a partir de muestras recolectadas del 50% de irradiancia superficial durante invierno, primavera, verano y otoño de 1999. Además, se determinó la concentración de clorofila y se realizaron experimentos in situ para determinar la producción primaria (PP) en la zona eufótica con el método 14C. Los valores más altos de α* y ɸ max se registraron durante la primavera, principalmente en la zona costera, y estuvieron relacionados con la abundancia de diatomeas y dinoflagelados y con las altas concentraciones de clorofila. Sin embargo, los valores altos de P m * se midieron durante el otoño en la zona costera y la zona oceánica debido a la presencia de fitoplancton de menor tamaño. Los perfiles promedio de los parámetros fotosintéticos ( α ( z ) *and P m ( z ) *) fueron estimados para la columna de agua en 2 regiones (norte y central). A partir de estos datos, se estimó la PP de ambas regiones oceanográficas usando modelos semi-analíticos. Para validar los parámetros fotosintéticos calculados para la zona eufótica, la PP modelada se comparó con la PP in situ. En general, la PP modelada fue similar a los valores in situ (94 mg C m-2 h-1), con un alto coeficiente de correlación (r = 0.85). Se encontró que la PP modelada para aguas costeras de las regiones norte y central fue 1.5 veces mayor que la estimada in situ durante la primavera. Los resultados sugieren que, junto con información sobre pigmentos de fitoplancton y datos de irradiancia superficial medidos por sensores remotos, los perfiles promedio de ( α ( z ) *and P m ( z ) *) pueden ser una herramienta útil para calcular la PP en nuestra área de estudio.

Abstract The ocean off the Baja California Peninsula (Mexico) has been affected by interannual processes. Some of these processes have produced changes in oceanic circulation and the atmosphere, which have been reflected in the structure of the water column. Stratification, defined as the amount of energy needed to mix water throughout the water column, determines nutrient availability in the euphotic zone for phytoplankton growth. The aim of this study is to describe and relate the interannual variations of phytoplankton production and biomass with changes in the structure of the water column. To this end, we analyzed time series (1997-2016) for integrated Chlorophyll a, integrated primary production, pycnocline depth, mixed layer depth, and stratification indices along line 100 of the Investigaciones Mexicanas de la Corriente de California (IMECOCAL) program. The results showed 2 periods of high stratification and a decrease in phytoplankton production and biomass off Baja California, corresponding to the intrusion of subarctic water and El Niño 2015-2016. Finally, by using generalized additive models, we related 2 photosynthethic parameters-maximum photosynthetic rate and maximum light utilization coefficient-with water stratification. These relationships explained interannual variations in phytoplankton production in terms of water column stratification. The time series and the analysis reported here for IMECOCAL line 100 could be used to extrapolate the effects of interannual physical processes on phytoplankton in other zones off the Baja California peninsula.

Resumen El océano frente a las costas de la península de Baja California ha sido afectado por diferentes procesos interanuales. Algunos de estos procesos han generado cambios en la circulación oceánica y en la atmósfera que se han reflejado en la estratificación de la columna de agua. La estratificación, definida como la cantidad de energía necesaria para mezclar una columna de agua, determina la disponibilidad de nutrientes necesarios para el crecimiento del fitoplancton. El objetivo de este artículo es describir y relacionar las variaciones interanuales de la biomasa y producción del fitoplancton con la estructura de la columna de agua. Para esto, se analizaron las series de tiempo (1997-2016) de clorofila a y producción primaria integradas, profundidad de la picnoclina y de la capa de mezcla y los índices de estratificación entre la superficie y los 100 y 200 m en la Línea 100 del programa Investigaciones Mexicanas de la Corriente de California (IMECOCAL). Los resultados mostraron que los periodos de mayor estratificación en la columna de agua fueron durante la intrusión de agua subártica 2002-2007 y El Niño 2015-2016, los cuales trajeron como consecuencia el mayor declive en la biomasa del fitoplancton (en ambos periodos) y de producción primaria (durante El Niño 2015-2016) en la zona norte frente a Baja California. Finalmente, se relacionaron la tasa fotosintética máxima y el coeficiente de utilización máxima de la luz, con el índice de estratificación por medio de modelos aditivos generalizados. Estas relaciones explicaron las variaciones interanuales en la producción primaria en correspondencia con la estratificación de la columna de agua. Las series de tiempo y el análisis presentado aquí para la línea 100 del IMECOCAL podrán ser extrapoladas a otras zonas frente a la península para entender la relación entre los procesos físicos con la biomasa y producción primaria del fitoplancton.

Abstract The response of primary producers to seasonal and interannual variabilities in the hydrographic conditions observed between 1997 and 2012 is analyzed for the southern portion of the California Current System (CCS). The analysis uses the optimum rate of primary productivity (PP) normalized by units of chlorophyll (Chla) in the water column ( P o p t B ) and Chla concentration. In situ PP estimations using the 14C method were obtained as part of the seasonal cruises conducted by the Investigaciones Mexicanas de la Corriente de California program. Supplementary data included sea surface temperature (SST) as measured by the AVHRR sensor from 1985-2009. We found the mean value of P o p t B to be at 5.1 ± 3.3 mg C (mg Chla)-1 h-1, with maximum ranges of 0.5 and 17.5 mg C (mg Chla)-1 h-1. The relationship between P o p t B and SST suggested a phytoplankton community change at around 19 ºC, which characterized the transitional nature of the southern portion of the CCS. SST data suggested, on the one hand, that on average the 19 ºC isotherm is located in the vicinity of Punta Eugenia and, on the other, that its spatial variability defined the alternating cool-warm conditions. At the seasonal scale, this isotherm showed a marked latitudinal displacement (from 24ºN to 32ºN), which was observed to be even out of this range during interannual events associated with El Niño/La Niña. Under both cool-warm hydrographic conditions, the phytoplanktonic community showed large P o p t Brates (~6 mg C (mg Chla)-1 h-1). At the interannual scale, P o p t B changes were associated to changes in the abundance and composition of nano-microphytoplankton. Additionally, data suggested that high PP rates during warm periods could be attributed to an enhanced picoplankton contribution.

Resumen Se analizó la respuesta de los productores primarios a la variabilidad estacional e interanual de las condiciones hidrográficas en la región sur del Sistema de la Corriente de California (SCC) entre 1997 y 2012. El análisis se basa en la tasa óptima de productividad primaria (PP) normalizada por unidad de clorofila (Chla) en la columna de agua ( P o p t B) y en la concentración de Chla. Como parte del monitoreo que realiza el programa de Investigaciones Mexicanas de la Corriente de California, se obtuvieron para cada estación del año datos de PP in situ con la técnica de 14C. La información se complementó con datos de la temperatura superficial del mar (TSM) medida por el sensor AVHRR de 1985 a 2009. El análisis de los datos de TSM demostró que, en el promedio de largo periodo, la isoterma de 19 ºC se ubicó en las inmediaciones de punta Eugenia y que su variabilidad espacial permite seguir la alternancia del cambio entre las condiciones frías y cálidas. En la escala estacional, esta isoterma presentó un marcado desplazamiento latitudinal (de 24ºN a 32ºN), y se extiendió aún más durante eventos interanuales asociados a El Niño/La Niña. El valor promedio del P o p t B fue de 5.1 ± 3.3 mg C (mg Chla)-1 h-1 y varió de 0.5 a 17.5 mg C (mg Chla)-1 h-1. La relación entre el P o p t B y la TSM sugiere un cambio en la comunidad del fitoplancton a los 19 ºC, lo que se consideró como una respuesta al carácter transicional del SCC. La comunidad fitoplanctónica mantuvo altas tasas promedio de P o p t B (~6 mg C (mg Chla)-1 h-1) en ambas condiciones hidrográficas (frío/cálido). Las variaciones en la escala estacional e interanual del P o p t B estuvieron asociados a cambios en la composición y abundancia del nano-microfitoplancton. Los datos sugieren que las altas tasas PP en periodos cálidos pueden atribuirse a la contribución del picoplancton.

Abstract A succession of interannual warm events occurred in the Pacific during the 2013-2016 period, when positive thermal anomalies were detected. A broad region with abnormally warm waters in the northeastern Pacific Ocean was observed in 2013, which by 2015 had reached waters off Baja California (Mexico). In addition to the ongoing warming effect, early evidence of an El Niño event was detected in 2015. This paper analyzes hydrographic data measured at Todos Santos Bay and environs, as well as satellite-derived sea- level data, to characterize changes in the hydrographic conditions during the 2013-2016 period. The highest positive temperature anomalies (~5 ºC) were observed in September 2015, with a steep decline to neutral conditions in spring 2016. Records for the bay showed slight variations in hydrographic conditions during spring, highlighting the importance of local over remote forcings during this time of year. In autumn, by contrast, interannual signals prevailed over local processes. Satellite-derived sea-level data revealed an alongshore propagation of remote signals, identified as shallow coastal poleward flows.

Resumen En el periodo 2013-2016 se presentó en el Pacífico una sucesión de eventos cálidos de escala interanual, durante los cuales se manifestaron anomalías térmicas positivas. Durante 2013 se observó una región muy extensa de aguas anómalamente cálidas, la cual se formó en el Pacífico nororiental y, para 2015, se extendió hacia aguas frente a Baja California (México). También en 2015, además del efecto de calentamiento ya existente, se registraron las primeras evidencias de un evento El Niño. En este trabajo se analizan los datos hidrográficos medidos en la bahía Todos Santos y sus alrededores, así como datos satelitales del nivel del mar, para caracterizar los cambios en las condiciones hidrográficas durante el periodo 2013-2016. Las observaciones mostraron las máximas anomalías positivas de temperatura (~5 ºC) durante septiembre de 2015 y un rápido decaimiento hacia condiciones neutras en la primavera de 2016. Los registros para la bahía mostraron cambios leves en las condiciones hidrográficas durante la primavera, lo cual evidenció la importancia de los forzamientos locales sobre los forzamientos remotos en esa época del año. En contraste, en otoño las señales interanuales dominaron sobre los procesos locales. El análisis de datos de altimetría sugirió una conectividad entre el norte y sur frente a la península a través de la propagación de señales, identificadas como un flujo costero superficial hacia el polo.

Abstract Experiments were carried out at a coastal upwelling site (ENSENADA station) off northern Baja California (México) during autumn 2015 (OCT-15) and spring 2016 (APR-16) to estimate phytoplankton daily growth (µ o) and mortality (m) rates and to assess microzooplankton grazing impact (m:µ o) on the phytoplankton community and specific autotrophic groups. In accordance with regional seasonality and under an environmental warming scenario due to the El Niño 2015-2016 event, significant differences in both hydrographic conditions and the growth-mortality dynamics of the phytoplankton community were observed between the 2 study periods. The µ o and m estimates were, respectively, 0.120 ± 0.012 d-1 and 1.145 ± 0.049 d-1 for OCT-15 and 1.186 ± 0.002 d-1 and 0.409 ± 0.086 d -1 for APR-16. The results of this study suggest that the effects of the anomalous warming on the phytoplankton community were more evident in OCT-15. During that period, growth of the larger autotrophic components (diatoms) was severely controlled by the environmental limitation of nutrients caused by the sinking of the thermocline that resulted from the entrance of warm water to the region. Furthermore, microzooplankton exerted active grazing pressure on phytoplankton biomass (72% of chlorophyll a [Chla]) and primary production (PP = 0.20 µg Chla L-1 d-1), with grazing impact >100% of PP. In APR-16, when the ecosystem apparently started returning to the spring conditions, a high value for PP (3.73 µg Chla L-1 d-1) was estimated, with only one third of it being consumed by microzooplankton (34% of PP). The results of this research evidence the high dynamism of multivorous food webs coupled to the seasonal and interannual variability of coastal upwelling systems.

Resumen En un sitio de surgencia costera (estación ENSENADA) frente a la región norte de Baja California (México) se realizaron experimentos durante el otoño de 2015 (OCT-15) y la primavera de 2016 (ABR-16) para estimar las tasas diarias de crecimiento (µ o) y mortalidad (m) del fitoplancton, que permitieron evaluar el impacto (m:µ o) que genera el pastoreo diario del microzooplancton sobre la comunidad de fitoplancton y grupos autótrofos específicos. Acorde con la estacionalidad de la región y bajo el escenario de un calentamiento ambiental debido al evento El Niño 2015-2016, se observaron notables diferencias en las condiciones hidrográficas y en la dinámica de crecimiento y mortalidad de la comunidad de fitoplancton entre los 2 periodos de estudio. Las estimaciones de µ o y m fueron, respectivamente, 0.120 ± 0.012 d -1 y 1.145 ± 0.049 d-1 para OCT-15 y 1.186 ± 0.002 d-1 y 0.409 ± 0.086 d-1 para ABR-16. Los resultados de este estudio sugieren que los efectos del calentamiento anómalo sobre la comunidad del fitoplancton fueron más evidentes durante OCT-15. En ese periodo, los componentes autotróficos más grandes (diatomeas) estuvieron fuertemente restringidos en su crecimiento, posiblemente por una limitación ambiental de nutrientes ocasionada por el hundimiento de la termoclina debido al mayor aporte de agua cálida. Además, se estimó un activo consumo del microzooplancton sobre la biomasa (72% de clorofila a [Chla]) y producción primaria (PP = 0.20 µg Chla L-1 d-1) de fitoplancton (>100% de la PP). Para ABR-16, cuando aparentemente se empezaron a manifestar las condiciones propias de primavera en el ecosistema, se estimó una PP alta (3.73 g Chla L-1 d-1) y sólo una tercera parte de ésta fue consumida por el microzooplancton (34% de la PP). Los resultados de esta investigación revelan el alto dinamismo de las tramas tróficas multívoras acoplado a la variabilidad estacional e interanual de los sistemas de surgencia costera.

Abstract Between 1997 and 2016, the Investigaciones Mexicanas de la Corriente de California (IMECOCAL, Mexican Investigations of the California Current) program conducted measurements of chlorophyll a and phytoplankton production off Baja California. Here, we summarize the main results obtained during the survey period. Long-term means indicated that high productivity occurred along the coastal zone where upwelling occurs, and in a semi-permanent cyclonic gyre off Punta Eugenia. At the seasonal scale, the variability of integrated primary production showed differences with respect to integrated chlorophyll a variability. Integrated chlorophyll a exhibited maximum values during the coastal upwelling season in spring and summer, while minimum values occurred during the inflow of tropical-subtropical waters south of Punta Eugenia in autumn and winter. In contrast, the highest values of integrated primary production occurred in spring and summer to the north of Punta Eugenia, whereas to the south of this location, the highest values occurred in winter and autumn. This seasonal variability was associated with phytoplankton size and maximum photosynthetic rates. At the interannual scale, low productivity was associated with increased stratification during the subarctic water intrusion events and the “Blob” and El Niño events in 2015-2016. Productivity time-series were in agreement with the seasonal variability of the north Pacific Gyre Oscillation index. Given that phytoplankton is the first level of the marine food web, this study contributes to the understanding of regional variations in higher trophic levels at the seasonal and interannual scales.

Resumen Entre 1997 y 2016, en el programa de Investigaciones Mexicanas de la Corriente de California (IMECOCAL) se realizaron mediciones de clorofila a y producción del fitoplancton frente a la península de Baja California. En este trabajo se resumen los resultados del periodo de observaciones. Se encontró que la productividad promedio fue alta en zonas de surgencias costeras, y en el giro ciclónico semipermanente frente a punta Eugenia. A escala estacional, la variación de la producción primaria fue diferente a la de la clorofila a integrada. La clorofila a integrada presentó máximos durante la época de surgencias costeras en primavera y verano, y mínimos durante la influencia de agua cálida de origen tropical-subtropical en la zona al sur de punta Eugenia en otoño e invierno. Los mayores valores de producción primaria integrada ocurrieron en primavera y verano al norte de punta Eugenia y en invierno y otoño al sur de esta localidad. Esta variabilidad se relacionó con la presencia de fitoplancton de ciertos tamaños y sus tasas fotosintéticas máximas características. A escala interanual, la menor productividad estuvo asociada con la mayor estratificación durante los eventos de intrusión de agua subártica, y los eventos el “Blob” y El Niño entre 2015 y 2016. Los cambios en la productividad observados concuerdan con la variación temporal del índice de la Oscilación del Giro del Pacifico Norte. La variabilidad observada en ambas escalas contribuye a entender la variación regional en niveles tróficos superiores, dado que el fitoplancton es el principal componente de la cadena trófica marina.

Abstract: Due to their sensitivity to climate forcing that may alter their abundance and distribution, small pelagic fish are important ecological indicators of the state of the California Current System. They are schooling, planktivorous fish that provide forage for higher trophic levels. We describe the life cycle histories and patterns of distribution of sardine, anchovy, and mackerel species occupying the waters along the west coast of the Baja California Peninsula (Mexico). The links between the physical and biological forcing and the structure and condition of their habitats, their patterns of movement, productivity, and stock structure (where information is available) are described in relation to the fisheries. We have used the catches as a proxy for the history of the different stocks, while recognizing that fisheries-derived information is biased by the operational scale and only covers areas where fish are available. We have relied mainly on studies of sardines to evaluate the validity of the principal paradigms in fisheries oceanography. We describe how the environment can structure a population by relating an example given by the spatiotemporal variability of the northern and southern stocks of Pacific sardine (Sardinops sagax) and Pacific mackerel (Scomber japonicus) from 2000 to 2014. During this period, the northern stocks showed a marked tendency to contract southwards, as far south as Magdalena Bay, in response to the regional cooling that began in the previous decade. It appears that the combined effects of fishing and climate change may sufficiently alter habitat characteristics so that both the distribution and productivity of a population are shifted.

Resumen: Los peces pelágicos menores son importantes indicadores ecológicos del estado del Sistema de la Corriente de California, ya que su abundancia y distribución se ven alteradas directamente en respuesta a los forzamientos climáticos. Estas especies forman cardúmenes, consumen plancton y son forraje para niveles tróficos superiores. En este trabajo se describen las historias de vida y los patrones de distribución de la sardina, anchoveta y dos especies de macarela que ocupan aguas del océano Pacífico frente a la península de Baja California (México). Desde el punto de vista de las pesquerías (cuando la información está disponible), se abordan temas relacionados con los forzamientos biofísicos que mantienen y estructuran la condición del hábitat de las especies, sus patrones de movimiento, su productividad y la estructura poblacional relativo a las subpoblaciones. A pesar de que la información basada en las pesquerías puede estar sesgada por la escala de operación y las áreas de disponibilidad de los peces, en este trabajo las capturas se utilizan como indicadores de la historia de vida de las diferentes subpoblaciones. Para evaluar la validez de varios paradigmas existentes en oceanografía pesquera, se utilizaron principalmente estudios basados en sardina. Por último, con el objetivo de describir cómo el ambiente puede establecer la estructura poblacional de los peces pelágicos, se discute la variabilidad espaciotemporal de las dos subpoblaciones, norteña y sureña, de sardina (Sardinops sagax) y macarela (Scomber japonicus) de 2000 a 2014. En respuesta al enfriamiento regional mantenido desde el inicio de este periodo, las subpoblaciones norteñas muestran una tendencia a contraerse hacia el sur del sistema, hasta aguas frente a bahía Magdalena. Estos cambios en distribución y productividad de una población parecen ser resultado de los efectos combinados de la pesca y el cambio en el clima del océano que podrían alterar las características del hábitat.

Spatial and temporal size-fractionated phytoplankton chlorophyll-a (Chl-a) variability as pico-nanoplankton (PN, 0.48.0 urn) and nano-microplankton (NM, >8.0 urn) off Baja California is shown. Chl-a samples from the upper 200 m were obtained from nearshore, offshore, and intermediate locations during winter, spring, and summer 2008. PN-Chl-a contribution to phytoplankton biomass was ~4 times higher than NM fraction. Chl-a PN/NM ratio increased toward offshore, while total Chl-a (PN + NM) decreased. Seasonally, offshore phytoplankton cells abundance had a comparable contribution for both size-fractions, without an apparent change by the integrated water-column total Chl-a (60 mg m-2). Vertical Chl-a profiles were similar for winter and summer seasons. The highest Chl-a concentration and phytoplankton-cells abundance arose in spring, predominantly for NM at nearshore locations, reaching from 2.7-fold (nearshore: middle) to 4.2-fold (middle: offshore) ratios. Phytoplankton Chl-a increased from winter to spring (5.4 times), with maximum contribution of NM (6.6 times) at nearshore zones. Water-column integrated phytoplankton abundance was 5-fold higher in spring than winter, and 2-fold over summer. Using optical microscopy, dinoflagellate cells were the most abundant and variable phytoplankton recognizable group at intermediate zone. Smaller phytoplankton cells sustained approximately continuous biomass off Baja California. The spatial and temporal phytoplankton biomass variability was mainly influenced by an increase of larger cells as result of spring coastal upwelling events.

Se presenta la variabilidad espacio-temporal de Clorofila-a (Cl-a) en muestras de fitoplancton separadas por tamaño celular: pico-nanoplancton (PN, 0.4-8.0 μm) y nano-microplancton (NM> 8.0 μm) frente a Baja California. Las muestras, obtenidas de la parte superior de la columna (200 m) fueron recolectadas en estaciones costeras, oceánicas e intermedias durante invierno, primavera y verano de 2008. La contribución del PN a la biomasa del fitoplancton fue ~4 veces mayor que la fracción del NM. La proporción de Cl-a PN/NM aumenta hacia fuera de la costa, mientras que la Cl-a total (PN + NM) disminuye. Estacionalmente, el fitoplancton en la región oceánica tuvo una contribución similar en ambas fracciones de tamaño, con valores aproximadamente constantes en la Cl-a total integrada (60 mg m-2). Los perfiles verticales de Cl-a fueron similares en invierno y verano. La mayor concentración de clorofila-a y abundancia fitoplanctónica se obtuvo en primavera, principalmente derivada de la fracción NM en zonas costeras, alcanzando cocientes desde 2.7 veces (estaciones costeras: intermedias) hasta 4.2 veces (intermedias: oceánicas). La Cl-a incrementó 5.4 veces de invierno a primavera, siendo máxima (6.6 veces) en el NM de la región costera. La abundancia del fitoplancton en primavera fue 5 veces mayor con relación al invierno y 2 veces más alta que el verano. Por medio del análisis con microscopio óptico, se identificó a los dinoflagelados como el grupo más abundante y variable en las estaciones de la zona intermedia. El fitoplancton más pequeño alcanzó una biomasa aproximadamente constante frente a Baja California. La variabilidad espacio-temporal de la biomasa del fitoplancton estuvo influida fundamentalmente por el incremento de la abundancia de las células de mayor tamaño como resultado de las surgencias costeras durante la primavera.

Fetch-limited wave growth was analyzed using high spatial and temporal resolution measurements obtained with high-frequency (HF) radars. To calculate the wave spectrum, the second-order echo (S2N) was extracted from the Doppler spectrum and mapped to the wave frequency domain. The conversion of S2N to the wave frequency spectrum was carried out using a linear parametric model dependent on wind speed. Wave growth, represented by the dimensionless energy and peak frequency as a function of dimensionless fetch, was determined from the spectra calculated for 25 cells (~400 km²) in the vicinity of a moored Air-Sea Interaction Spar buoy. The buoy data were used as reference and to provide the wind information required for the wave growth analysis. The simultaneous data from the buoy and HF radars showed a suitable agreement with the wave growth curves. The analysis of the 25 cells showed an adequate agreement and certain dispersion around the growth curves. Possible causes of this dispersion are related to errors in the estimation of the frequency spectrum and fetch, and the assumption of homogeneous wind conditions. From the limited data set used, it was not possible to prove any impact of swell on wave growth; however, it is possible that analysis over a wider range of swell heights may provide this evidence. Nevertheless, the results suggest that the linear parametric model is able to reproduce fetch-limited wave growth. This work represents the first effort focused on fetch-limited wave growth using HF radars.

Se analizó el crecimiento del oleaje limitado por el fetch utilizando mediciones de alta resolución espaciotemporal obtenidas con radares de alta frecuencia (HF). Para calcular el espectro del oleaje, el eco de segundo orden (S2N) fue extraído del espectro Doppler y mapeado al dominio de las frecuencias del oleaje. La conversión de S2N al espectro del oleaje se realizó mediante un modelo paramétrico lineal que depende de la velocidad del viento. El crecimiento del oleaje local, representado por la energía y la frecuencia asociada al pico espectral adimensional en función del fetch adimensional, se determinó a partir de los espectros del oleaje calculados para 25 nodos (~400 km²) alrededor del sitio de anclaje de una boya Air-Sea Interaction Spar. Los datos de la boya se utilizaron como referencia y para proveer la información del viento necesaria para el análisis del crecimiento del oleaje. Los datos simultáneos de la boya y los radares HF presentaron una concordancia adecuada con las curvas de crecimiento del oleaje. El análisis en el dominio de los 25 nodos mostró una correlación significativa y cierta dispersión alrededor de las curvas de crecimiento. Las causas probables de esta dispersión están asociadas con errores en el cálculo del espectro del oleaje y del fetch, y a la suposición de condiciones de viento homogéneo. No fue posible determinar la influencia del swell en el crecimiento del oleaje con el set limitado de datos utilizado; sin embargo, es posible que un análisis con mayor variación de la altura del swell podría proveer esta evidencia. No obstante, los resultados sugieren que, con el modelo paramétrico lineal, es posible reproducir el crecimiento del oleaje limitado por el fetch. Este trabajo representa el primer esfuerzo enfocado al análisis del crecimiento del oleaje utilizando mediciones de radares HF.

The effect of Santa Ana winds on bio-optical properties (absorption coefficients of particles, detritus and phytoplankton) off Baja California (Mexico) was evaluated using data obtained during four cruises in January, April, August and October 1999. Meteorological data from a station at Todos Santos Bay and satellite-derived wind data indicated three Santa Ana events during October 1999, with low relative humidity, high air temperature and persistent ENE winds. The absorption coefficient of detritus (a dT) in surface samples was ten-fold higher in October because of the inorganic material wind-driven by the Santa Ana events that occurred from 9 to 11 and from 17 to 20 October, 1999. The absorption coefficients of particles (a p) and phytoplankton (aΦ) in the euphotic zone were higher in the April survey as a result of higher phytoplankton abundance. The a p, aΦ and Kd values in the euphotic zone were fitted to chlorophyll using a power function, with an explained variance of 37%, 72% and 16%, respectively. On excluding the October a dT surface values, chlorophyll explained 82% of the changes in the absorption coefficients (a p and aΦ), and 87% of the Kd variability. Approximately 80% of the chlorophyll concentration can be explained by the water column spectral reflectance relationship: Rrs(443)/Rrs(555). According to our results, regional chlorophyll estimates from water column bio-optical information were not greatly affected by wind-borne dust transported during the October 1999 Santa Ana events.

A partir de las propiedades bio-ópticas, los coeficientes de absorción por partículas, detritos y fitoplancton (a p, a dT, aΦ) se evaluó el efecto de los vientos Santa Ana en el océano frente a Baja California ocurridos durante octubre de 1999. Los vientos medidos en la estación meteorológica frente a la Bahía de Todos Santos y los determinados a partir de información de satélite indicaron tres eventos Santa Ana, caracterizados por baja humedad relativa, alta temperatura del aire y vientos con dirección predominante del este-noreste. Los valores del coeficiente de absorción de detritos (a dT) fueron hasta diez veces mayores en las muestras superficiales de octubre, con relación a las de enero, abril y agosto de 1999. Los altos valores de a dT se debieron al material inorgánico aero-transportado por los vientos tierra-mar ocurridos del 9 al 11 y del 17 al 20 de octubre. Los coeficientes de absorción de las particulas (a p) y el fitoplancton (aΦ) en la zona eufótica fueron mayores en abril, como resultado de la abundancia del fitoplancton. Los valores de a p, aΦy Kd para la zona eufótica fueron ajustados a una función de potencia con la clorofila como variable independiente, con una variancia explicada de 37%, 72% y 16%, respectivamente. Cuando se excluyeron del ajuste los valores de a dT medidos en la superficie durante octubre, la clorofila explicó 82% de la variabilidad en los coeficientes de absorción (a p y aΦ) y 87% en Kd. A partir de la ecuación que relaciona la reflectancia de la radiancia espectral ascendente (Rrs) con la clorofila, se determinó que ~80% de la variabilidad en la clorofila superficial es explicada por la razón de reflectancia R(rs443)/R(rs555) medida en la zona de estudio. Las estimaciones regionales de clorofila a partir de información bio-óptica obtenida en la columna de agua no fueron afectadas fuertemente por el polvo aero-transportado durante los vientos Santa Ana ocurridos en octubre de 1999.