Tree-ring oxygen isotopes record a decrease in Amazon dry season rainfall over the past 40 years

Abstract

Extant climate observations suggest the dry season over large parts of the Amazon Basin has become longer and drier over recent decades. However, such possible intensification of the Amazon dry season and its underlying causes are still a matter of debate. Here we used oxygen isotope ratios in tree rings (δ18OTR) from six floodplain trees from the western Amazon to assess changes in past climate. Our analysis shows that δ18OTR of these trees is negatively related to inter-annual variability of precipitation during the dry season over large parts of the Amazon Basin, consistent with a Rayleigh rainout model. Furthermore δ18OTR increases by approximately 2‰ over the last four decades (~ 1970–2014) providing evidence of an Amazon drying trend independent from satellite and in situ rainfall observations. Using a Rayleigh rainout framework, we estimate basin-wide dry season rainfall to have decreased by up to 30%. The δ18OTR record further suggests such drying trend may not be unprecedented over the past 80 years. Analysis of δ18OTR with sea surface temperatures indicates a strong role of a warming Tropical North Atlantic Ocean in driving this long-term increase in δ18OTR and decrease in dry season rainfall.

Dendroclimatologia e dendroecologia de árvores de >i<Cedrela odorata>/i< L. da Amazônia oriental Brasileira

“…Bruno B.L. Cintra et al, 2021;Schöngart et al, 2004Schöngart et al, , 2007, a fim de complementar os registros de episódios climáticos comuns de escalas locais, regionais ou continentais (Boninsegna et al, 2009).…”

“…e colaboradores como principais contribuintes (Brienen, et al 2017. Dentre esses, a Cedrela odorata é a espécie mais utilizada para estudos de eventos e reconstrução hidroclimática Cintra et al, , 2021 e compreensão dos aspectos ecofisiológicos , Brienen et al 2017, principalmente as análises que envolvem isótopos estáveis de oxigênio nos anéis de crescimento (δ 18 OTR).…”

“…Em geral, o δ18O em anéis de crescimento de Cedrela preservam o sinal climático da chuva δ18O, fornecendo registros históricos de quantidades de precipitação em larga escala durante o período úmido . Em áreas alagadas, esse parâmetro também vem mostrando o registro da precipitação de períodos secos, referentes 36 ao de baixa nas áreas de várzea (Cintra et al 2021). Observa-se que para a aplicação de isótopos estáveis de oxigênio, a fonte de δ18O dos anéis de crescimento é bastante importante, e pode interferir diretamente nos resultados (Sohel et al, 2021).…”

“…Os registros de isótopos estáveis de oxigênio nos anéis de crescimento (δ 18 OTR), por outro lado, mostraram-se em muitos estudos estar relacionados ao δ 18 O da precipitação , o que o torna um parâmetro interessante para análise paleoclimática e análise da sazonalidade climática de regiões tropicais (Cintra et al, 2021. Essa relação ocorre pelo processo não fracionado do isótopo de oxigênio durante a absorção da água pelas raízes , principalmente em espécies com raízes superficiais .…”

“…Da mesma forma que a densidade intranual, os isótopos estáveis de oxigênio (δ 18 OTR) vêm sendo amplamente aplicados na dendroclimatologia na Amazônia, por estar fortemente relacionados ao acúmulo de precipitação ao longo das trajetórias de massas de ar (rainout upwind) e a vazão do rio ao longo da bacia amazônica Cintra et al, 2021). A assinatura climática da precipitação (δ 18 Op), pode ser registrada nos anéis de crescimento, a partir da absorção da água do solo pelas raízes mais superficiais .…”