Controles atmosféricos sobre a variabilidade isotópica da chuva na Amazônia Central

Abstract

Os isótopos estáveis da água (16O/¹⁸O e 1H/²H) são traçadores sensíveis de processos atmosféricos. Na Bacia Amazônica, um dos principais centros convectivos do planeta, as pesquisas sobre a composição isotópica da chuva tornaram-se mais esparsas após a década de 1990, especialmente sobre a área central. A limitada resolução temporal dos conjuntos de dados pretéritos, combinada com a ausência de observações sinóticas detalhadas, deixou lacunas significativas na compreensão de como as variações isotópicas refletem a dinâmica atmosférica que controla o transporte de umidade e a origem nos eventos de chuva. Este estudo buscou preencher essa lacuna ao investigar as dinâmicas atmosféricas associadas à variabilidade isotópica da chuva recente, em escala temporal diária (2023-2025), bem como comparar os resultados obtidos com os registros históricos (1965-1990). Para isso, foram obtidos e analisados dados isotópicos e meteorológicos, acoplados a produtos de reanálise e trajetórias retroativas de massas de ar. Os resultados indicam um padrão isotópico recente distinto ao histórico, associado às condições mais secas predominantes em 2023- 2024. Essa alteração foi marcada pela redução do excesso de deutério (de 13,4‰ para 11,3‰), valores de δ¹⁸O mais enriquecidos e uma antecipação de um mês nos valores isotópicos típicos da estação seca em 2024. A análise diária dos dados recentes identificou dois regimes de controle atmosférico: um sinótico (Estação chuvosa: Zona de Convergência Intertropical e valores empobrecidos; Estação seca: Anticiclone Subtropical do Atlântico Sul, valores enriquecidos) e um local, controlado termodinamicamente, que predomina nas transições sazonais, aumentando a variabilidade isotópica. Essas constatações sublinham a utilidade dos isótopos estáveis como traçadores eficazes tanto para quantificar a influência de variações da dinâmica atmosférica em contextos interanuais quanto para desvendar a interação entre controles sinóticos e locais.

Stable water isotopes (16O/¹⁸O e 1H/²H) are sensitive tracers of atmospheric processes. In the Amazon Basin, one of the planet’s major convective centers, research on the isotopic composition of rainfall became sparser after the 1990s, especially across the central region. The limited temporal resolution of earlier datasets, combined with the absence of detailed synoptic observations, has left significant gaps in understanding how isotopic variations reflect the atmospheric dynamics that control moisture transport and the origin of rainfall events. This study sought to fill this gap by investigating the atmospheric dynamics associated with the isotopic variability of recent rainfall, at a daily temporal scale (2023-2025), as well as by comparing the results with historical records (1965-1990). To this end, isotopic and meteorological data were obtained and analyzed, coupled with reanalysis products and back trajectories of air masses. The results indicate a recent isotopic pattern that is distinct from the historical one, associated with the drier conditions prevailing in 2023-2024. This shift was marked by a reduction in deuterium excess (from 13.4‰ to 11.3‰), more enriched δ¹⁸O values, and a one-month anticipation of the typical dry-season isotopic values in 2024. The daily analysis of recent data identified two atmospheric control regimes: a synoptic one (Rainy season: Intertropical Convergence Zone and depleted values; Dry season: South Atlantic Subtropical Anticyclone and enriched values) and a local, thermodynamically controlled one that predominates during seasonal transitions, increasing isotopic variability. These findings underscore the utility of stable isotopes as effective tracers both for quantifying the influence of atmosphericdynamics variations in interannual contexts and for disentangling the interaction between synoptic and local controls.