@PhDThesis{Santos:2022:VaEsTe,
author = "Santos, Cleber Assis dos",
title = "Variabilidade espacial e temporal da raz{\~a}o isot{\'o}pica da
precipita{\c{c}}{\~a}o na bacia hidrogr{\'a}fica do rio
Para{\'{\i}}ba do Sul",
school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
year = "2022",
address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
month = "2022-05-16",
keywords = "is{\'o}topos de {\'a}gua, bacia hidrogr{\'a}fica do rio
Para{\'{\i}}ba do Sul, transporte de umidade, HYSPLIT, water
isotopes, Para{\'{\i}}ba do Sul river basin, moisture
transport.",
abstract = "Aprimorar o conhecimento da movimenta{\c{c}}{\~a}o da {\'a}gua
dentro do ciclo hidrol{\'o}gico pode auxiliar a humanidade a
lidar de forma mais eficiente com esse recurso. Tra{\c{c}}adores
ambientais como os is{\'o}topos est{\'a}veis de oxig{\^e}nio e
hidrog{\^e}nio (\δ18O e \δ2H), representam
ferramentas poderosas, para compreender a movimenta{\c{c}}{\~a}o
da {\'a}gua no ambiente, podendo auxiliar na gest{\~a}o e
manuten{\c{c}}{\~a}o dos recursos h{\'{\i}}dricos.
Is{\'o}topos est{\'a}veis t{\^e}m sido amplamente utilizados
para rastrear fontes de vapor de {\'a}gua que promovem a
precipita{\c{c}}{\~a}o, entretanto, ainda h{\'a} diversas
lacunas no entendimento dos fatores que controlam sua
variabilidade espacial e temporal em diversas partes do mundo. Na
Am{\'e}rica do Sul, particularmente no Brasil, poucas pesquisas
caracterizam essa variabilidade, principalmente em regi{\~o}es de
topografia heterog{\^e}nea. No sudeste brasileiro, a bacia
hidrogr{\'a}fica do rio Para{\'{\i}}ba do Sul (BHPS) conta com
duas das cadeias de montanhas mais elevadas da regi{\~a}o, a
Serra da Mantiqueira e a Serra do Mar, superiores a 1.000 metros
de altitude, que podem potencializar {\`a}s diferen{\c{c}}as
espaciais no sinal isot{\'o}pico da precipita{\c{c}}{\~a}o,
al{\'e}m das potenciais varia{\c{c}}{\~o}es sazonais associadas
{\`a}s caracter{\'{\i}}sticas meteorol{\'o}gicas e as fontes
de vapor de {\'a}gua que ocorrem no local. Diante disso, esse
trabalho buscou identificar como a raz{\~a}o isot{\'o}pica da
precipita{\c{c}}{\~a}o varia temporalmente e espacialmente ao
longo de um transecto que cruza as regi{\~o}es montanhosas da
bacia hidrogr{\'a}fica do rio Para{\'{\i}}ba do Sul. Para
tanto, o presente trabalho envolveu a coleta e an{\'a}lise dos
is{\'o}topos est{\'a}veis da {\'a}gua de chuva em quatro pontos
com altitudes distintas da BHPS, no estado de S{\~a}o Paulo um
ponto de coleta localizado no Distrito de S{\~a}o Francisco
Xavier, na Serra da Mantiqueira, um ponto localizado em S{\~a}o
Jos{\'e} dos Campos, dois pontos localizados no Parque Estadual
da Serra do Mar, sendo um no N{\'u}cleo Santa Virg{\'{\i}}nia
(topo da Serra do Mar) e outro no N{\'u}cleo Picinguaba
(pr{\'o}ximo ao oceano). As amostras de {\'a}gua de chuva foram
coletadas ao longo de 3 anos (2019 a 2021) e as respectivas
assinaturas isot{\'o}picas foram analisadas {\`a} luz dos
eventos precipitantes atuantes. Para identificar trajet{\'o}rias
de massas de ar que potencialmente contribu{\'{\i}}ram para os
eventos de precipita{\c{c}}{\~a}o, foram utilizadas as
trajet{\'o}rias retr{\'o}gradas no modelo HYSPLIT. Os resultados
mostraram que o sinal isot{\'o}pico da precipita{\c{c}}{\~a}o
foi controlado pelas mudan{\c{c}}as sazonais das diferentes
fontes de umidade e heterogeneidade topogr{\'a}fica, associada
{\`a} proximidade do oceano, que por muitas vezes pode ter
mascarado alguns efeitos cl{\'a}ssicos sobre o sinal
isot{\'o}pico. No per{\'{\i}}odo {\'u}mido, a
composi{\c{c}}{\~a}o isot{\'o}pica da precipita{\c{c}}{\~a}o,
referente ao \δ18O e \δ2H, registrou os valores mais
deplecionados, devido o deslocamento do vapor de {\'a}gua da
Amaz{\^o}nia, principalmente durante a atua{\c{c}}{\~a}o da
ZCAS. No per{\'{\i}}odo seco, os valores de foram mais
enriquecidos, associado a baixa umidade relativa do ar,
principalmente durante a atua{\c{c}}{\~a}o da ASAS. O d-excess
apresentou os menores valores no per{\'{\i}}odo {\'u}mido e
maiores valores no per{\'{\i}}odo seco variando. Foi encontrado
tamb{\'e}m um efeito de altitude, respons{\'a}vel por controlar
espacialmente o sinal isot{\'o}pico da precipita{\c{c}}{\~a}o,
com valores isotopicamente mais (menos) deplecionados nas
regi{\~o}es mais altas (baixas) da bacia. ABSTRACT: Improving
knowledge of water movement in the hydrological cycle can help
humanity deal more efficiently with this resource. Environmental
tracers, such as the stable isotopes of oxygen and hydrogen
(\δ18O and \δ2H), represent powerful tools represent
powerful tools to understand the movement of water in the
environment, and can also assist in the management and maintenance
of water resources. Stable isotopes have been widely used to track
sources of water vapor that promote precipitation; however, there
are still several gaps to understand the factors that control its
spatial and temporal variability in different parts of the world.
In South America, particularly in Brazil, few studies characterize
this variability, especially in regions with heterogeneous
topography. In southeastern Brazil, the Para{\'{\i}}ba do Sul
River Basin (BHPS) has two of the highest mountain ranges in the
region, Serra da Mantiqueira and Serra do Mar, above 1,000 meters
of altitude, that can potentiate the spatial differences in the
isotopic signal of precipitation, in addition to the potential
seasonal variations associated with the meteorological
characteristics and the sources of water vapor that occur on site.
In view of this, this work sought to identify how the isotopic
ratio of precipitation varies temporally and spatially along a
transect that crosses the mountainous regions of the
Para{\'{\i}}ba do Sul River Basin. For this, the research
involved the collection and analysis of stable isotopes of
rainwater at four points with different altitudes of the BHPS, in
the state of S{\~a}o Paulo: a collection point located in the
District of S{\~a}o Francisco Xavier, in Serra da Mantiqueira; a
point located in S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos; two points located
in Serra do Mar State Park, one at Santa Virg{\'{\i}}nia Nucleus
(at the top of Serra do Mar) and another at Picinguaba Nucleus
(near the ocean). Rainwater samples were collected over 3 years
(2019 to 2021) and the respective isotopic signatures were
analyzed in light of the incident precipitating events. To
identify trajectories of air masses that potentially contributed
to the precipitation events, retrograde trajectories were used in
the HYSPLIT model. The results showed the isotopic signal of
precipitation was controlled by the seasonal changes of the
different sources of humidity and topographical heterogeneity
associated with the proximity of the ocean, that often may have
masked some classic effects on the isotopic signal. In the wet
period, the isotopic composition of precipitation referring to
\δ18O and \δ2H registered the most depleted values,
due to the displacement of water vapor from the Amazon, mainly
during the action of the SACZ. In the dry period, the values were
more enriched, associated with the low relative humidity of the
air, mainly during the action of the ASAS. The d-excess showed the
lowest values in the wet period and the highest values in the dry
period. An altitude effect was also found, responsible for
spatially controlling the isotopic signal of precipitation, with
isotopically more (less) depleted values in the higher (lower)
regions of the basin.",
committee = "Cardoso, Manoel Ferreira (presidente) and Borma, Laura de Simone
(orientadora) and Demetrio, Wilian Carlo and Gastmans, Didier and
Santos, Elaine Alves dos",
englishtitle = "Spatial and temporal variability of the isotopic ratio of
precipitation in the Para{\'{\i}}ba do Sul river basin",
language = "pt",
pages = "86",
ibi = "8JMKD3MGP3W34T/46TE7PP",
url = "http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP3W34T/46TE7PP",
targetfile = "publicacao.pdf",
urlaccessdate = "21 maio 2024"
}