Isótopos estáveis da água (δ18O-δ2H) em intra-eventos: decifrando a história da chuva na porção central do estado de São Paulo

Autor(es)

Vinicius dos Santos

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Rio Claro. 2023-01-09.
• Instituição: Universidade Estadual Paulista (Unesp). Instituto de Geociências e Ciências Exatas. Rio Claro
• Data de defesa: 2022-12-15
• Orientador: Didier Gastmans; Ana María Durán Quesada

Resumo

Isótopos estáveis da molécula de água, hidrogênio (1H/2H) e oxigênio (16O/17O/18O), constituem excelentes traçadores da movimentação da água no ciclo hidrológico. Devido a necessidade de entender como o ciclo da água tem respondido às mudanças climáticas, este estudo buscou compreender a formação e evolução isotópica dos tipos de chuva, principalmente convectivas e estratiformes, que tem sido tema de interesse na comunidade de isotopia. Foram analisadas 312 amostras de isótopos em 18 intra-eventos (coletados a cada 5-10-30 minutos) entre setembro/2019 e fevereiro/2021. Com um Micro Radar de Chuva, imagens do satélite GOES-16 e uma estação meteorológica compacta, estes eventos foram classificados em chuvas convectivas, estratiformes, mistas e não-classificadas. Estes tipos de chuva foram formados pela interação entre umidade (proveniente do Oceano Atlântico, com 3 caminhos distintos até chegar no estado de São Paulo, o próprio Oceano Atlântico, Sul do Brasil e floresta Amazônica) e sistemas atmosféricos variados (Frentes frias, Zona de convergência do Atlântico Sul e Instabilidades termais). Os 3 caminhos da umidade geraram um vapor que caracteriza a história pretérita das chuvas (influência regional), perdendo isótopos pesados ao longo do caminho. Por diferentes mecanismos, este esgotamento foi ampliado ou modificado localmente durante a formação das chuvas. Assim, chuvas convectivas revelaram as diferenças diurnas da atividade convectiva, produzindo valores de δ18O mais negativos (menos negativos) durante o dia (noite), enquanto as chuvas estratiformes refletiram o ciclo de vida, de fases de desenvolvimento (com δ18O enriquecidos), fase madura (δ18O moderados) e de dissipação (δ18O mais negativos). Em chuvas convectivas e estratiformes, estes valores mais empobrecidos de δ18O (-8 ~ -16‰) representam esgotamento máximo de isótopos pesados (destilação Rayleigh), amplificando os processos regionais, que foram modificados por processos evaporativos locais, durante a queda das gotas de chuva, produzindo δ18O enriquecido (>-7 ~ 3‰) e menores valores de d-excess (<10‰). Tal interpretação foi confirmada com bons (r > 0,50) e significativos (p < 0,05) modelos de regressão lineares. Os resultados apresentados geraram dados observacionais finos que podem ser utilizados em modelos climáticos e preenchem uma lacuna na discussão dos controles climáticos sobre a composição isotópica no interior continental de áreas tropicais. (AU)

• Processo FAPESP: 19/03467-3 - Variabilidade da composição isotópica da precipitação na porção central do Estado de São Paulo com base na análise intra-eventos
• Beneficiário: Vinícius dos Santos
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado