Dynamic identification of moisture sources in the Orinoco basin in equatorial South America

Abstract

The main areas of net moisture uptake are examined in air masses over the Orinoco River basin, located in equatorial South America, north of the Amazon basin. Although the Orinoco River has the third largest average annual discharge in the world (with 5.4 × 10¹¹ m³ year⁻¹ draining into the Atlantic Ocean), the sources of moisture that feed it have not previously been studied in any detail. The results are presented from analyses of back-tracking of all the air masses over the Orinoco basin over a period of five years (2000–2004) using the diagnostic Lagrangian tool FLEXPART. The input data for the model were obtained from the European Centre for Medium-range Weather Forecasts (ECMWF). Air transported into the Orinoco basin experiences a large uptake of water over the tropical North Atlantic within the three days prior to its arrival over the basin. The Tropical South Atlantic and the eastern coast of the Pacific become significant moisture sources for about 5–10 days before arriving over the Orinoco basin. Contrary to what might be expected, large areas of the Amazon basin, along with the Gulf of Mexico, do not provide significant moisture to the study area. Interestingly, over these zones the air experiences net moisture loss. Preliminary analysis of the processes that occur leads to the conclusion that most of the water observed over the Orinoco basin derives from advective fluxes into the area, while recycling of moisture is negligible.

Résumé

Cette étude examine les principales zones de prise nette d'humidité dans les masses d'air au-dessus du bassin du Fleuve Orinoco, situé en Amérique du sud équatoriale, au nord du bassin de l'Amazone. Bien que le Fleuve Orinoco ait le troisième plus grand débit moyen annuel au monde (avec 5.4 × 10¹¹ m³ par an s'écoulant dans l'Océan Atlantique), les sources d'humidité qui l'alimentent n'ont pas encore été étudiées en détail. Nous présentons les résultats des analyses des rétro-trajectoires de toutes les masses d'air au-dessus du bassin de l'Orinoco pendant cinq ans (2000–2004) à l'aide de l'outil Lagrangien de diagnostic FLEXPART. Les données d'entrée pour le modèle ont été obtenues du Centre Européen de Prévision Météorologique à Moyen Terme (ECMWF). L'air transporté vers le bassin de l'Orinoco prélève une importante quantité d'eau au-dessus de l'Atlantique Nord Tropical durant les trois jours précédant son arrivée au-dessus du bassin. L'Atlantique Sud Tropical et la côte orientale du Pacifique deviennent des sources significatives d'humidité pendant environ 5–10 jours avant l'arrivée au-dessus du bassin de l'Orinoco. Au contraire de ce qui pourrait être prévu, de grands secteurs du bassin de l'Amazone, ainsi que le Golfe du Mexique, ne fournissent pas d'humidité significative au secteur d'étude. Il est intéressant de remarquer que l'air subit une perte d'humidité nette au dessus de ces zones. L'analyse préliminaire des processus en jeu mène à la conclusion que la majeure partie de l'eau observée au-dessus du bassin de l'Orinoco provient des flux advectés vers la zone, alors que le recyclage de l'humidité est négligeable.

Key words:

• Orinoco River
• moisture sources
• moisture transport
• FLEXPART model

Mots clefs:

• Fleuve Orinoco
• sources d'humidité
• transport d'humidité
• modèle FLEXPART