Dissertação
O Papel do ENOS na Variabilidade Climática da Bacia Amazônica durante o Último Milênio em Simulações Paleoclimáticas
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Resumo
O presente trabalho investigou o papel do ENOS na variabilidade climática da Bacia
Amazônica durante a Anomalia Climática Medieval (ACM) e a Pequena Era do Gelo
(PEG) no Último Milênio. A Transformada Contínua de Ondeletas (TOC) foi utilizada
para determinar as escalas de variabilidade dominantes dos proxies dendroclimáticos
na Bolívia ao Sul da Bacia e do Rio Paru à Leste, o testemunho de gelo de Quelccaya
e o índice Niño 3.4 reconstruído no período comum de 1799-1990. Essas séries foram
utilizadas para validar o Índice de Palmer de Severidade de Secas (PDSI), as Anoma-
lias de Temperatura da Superfície do Mar (ATSM) e do Ar (AT2M) das simulações
Last Millennium Reanalysis (LMR) e Paleo Hydrodynamics Data Assimilation Product
(PHYDA), bem como para investigar os padrões de correlações entre as séries no
período comum. Os padrões espaço-temporais dominantes do ENOS no Último Milê-
nio nas simulações foram encontrados através da aplicação de Funções Ortogonais
Empíricas (FOEs) no Pacífico Tropical. As escalas de variabilidade dos Componen-
tes Principais dominantes (CP1s) foram determinadas por meio da TOC e os proxies
do testemunho de Quelccaya e do Niño 3.4 foram utilizados para validar os CP1s.
Eventos extremos de ENOS foram selecionados com base nos percentis dos CP1s
durante a ACM e PEG, onde eventos positivos (negativos) são aqueles cujos valores
nos CP1s estão acima (abaixo) do percentil de 95% (5%). Os eventos encontrados
foram analisados através de diferenças de composições dos campos de PDSI, ATSM
e AT2M entre a PEG e ACM para cada simulação. As análises da TOC revelam que as
escalas interanual a decenal dominam o proxy da Bolívia, enquanto a interanual é do-
minante no Rio Paru, no testemunho de Quelccaya e no Niño 3.4 durante 1799-1990.
Correlações espaciais mostram a uma independência entre os proxies dendroclimá-
ticos e o PDSI de todas as simulações, mas as correlações com o testemunho de
Quelccaya e o Niño 3.4 configuram padrões significativos de ENOS com a ATSM e
AT2M. No Último Milênio, os modos dominantes de FOE (FOE1) do Pacífico Tropical
revelam que o ENOS foi o principal mecanismo de variabilidade interanual em todas
as simulações. Apesar das diferenças espectrais nos CP1s, há uma dominância das
escalas decenal a multidecenal em todas as séries temporais com exceção do CP1 da
simulação LMR. As maiores frequências e intensidades de eventos extremos durante
a PEG sugerem uma maior atividade do ENOS neste período, com implicações para
a variabilidade climática da Bacia tanto no passado quanto para projeções futuras. Os
resultados indicam que os eventos extremos na Amazônia foram mais intensos du-
rante a PEG, mas que também podem ter sido influenciados por interações entre o
Pacífico e Atlântico Tropicais tanto para amplificá-los quanto atenuá-los.
Abstract:
The present work aimed to investigate the influences of ENSO on the climatic variability
of the Amazon Basin in the Last Millennium periods of the Medieval Climate Anomaly
(MCA) and the Little Ice Age (LIA). The Continuous Wavelet Transform (CWT) was em-
ployed to determine the dominant variability scales in the dendroclimatic proxies in the
regions of Bolivia in the southern Amazon and Rio Paru in the eastern, the Quelccaya
ice core and the Reconstructed Niño 3.4 Index in the common period of 1799-1990.
These time series were also employed to validate the Palmer Drought Severity Index
(PDSI) and the simulated Niño 3.4 indices from the Sea Surface Temperature Anoma-
lies (SSTA) and Air Temperature Anomalies (AT2M) of the Last Millennium Reanalysis
(LMR) and Paleo Hydrodynamics Data Assimilation Product (PHYDA) paleoclimatic
simulations. The dominant spatial-temporal patterns of ENSO in the Last Millennium in
the paleoclimatic simulations were found through the application of Empirical Orthog-
onal Functions (EOF) in the Tropical Pacific area. The dominant variability scales of
the resulting Principal Components (PC1s) were also analysed with the CWT, while
the Quelccaya ice core and Niño 3.4 were used to validate the PC1s. Extreme ENSO
events were selected by a percentile threshold of each PC1s in the periods of MCA
and LIA, where positive (negative) events were those that were above (below) the 95%
(5%) percentile. Spatial correlation fields show an statistical independence between
the dendroclimatic proxies and the PDSI indices of all simulations, but it was shown
that the Quelccaya ice core and the Reconstructed Niño 3.4 Index configure signifi-
cant ENSO patterns in the Tropical Pacific. In the Last Millennium, the dominant EOF
modes (EOF1) reveal that ENSO was the dominant mechanism of interannual climate
variability in all the simulations. There are spectral differences among the PC1s but
a considerable dominance of decadal to multidecadal scales was found during LIA
for all time series except the LMR PC1. The higher frequency and intensity of extreme
events suggest a higher ENSO activity during this period, with profound implications for
the Amazon’s climate variability not only in the past but for future scenarios of climate
change as well. The results indicate that extreme drought and floods in the Basin were
more intense during LIA, but those events could have been significantly influenced by
interactions between the ENSO and the Tropical Atlantic which worked to amplify and
damp them as well.
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