A porção norte da região Nordeste do Brasil é uma das áreas mais interessantes para estudo dos mecanismos e processos relacionados à variação de pluviosidade dos trópicos, pois a maior parte da precipitação anual está associada à migração meridional da Zona de Convergência Intertropical do Atlântico (ZCIT). O clima no Nordeste sofreu alterações durante o Holoceno, no entanto, as interpretações paleoclimáticas são ainda muito controversas devido a pequena quantidade de estudos. De forma a contribuir para a discussão sobre mudanças paleoclimáticas e paleoambientais do Nordeste brasileiro, este estudo realizou análises geoquímicas, micropaleontológicas, biogeoquímica e de isótopos de deuterium e carbono em sedimentos lacustres e guano, e análises de isótopos de oxigênio e carbono em espeleotemas do Holoceno Médio e Tardio. Os estudos da Lagoa do Boqueirão sugeriram que sua formação ocorreu devido a dinâmica fluvio-eólica, que resultou em barramentos dos canais fluviais durante o período úmido do Holoceno. A transição entre o sistema fluvial e lacustre, que marca o barramento, foi definido em torno de 4.500 anos BP pela substituição de espículas de esponjas, tipicamente fluviais, pelas diatomáceas lacustres, predominantemente Mastogloia smithii var. lacustres. Foi demonstrado que a formação e as flutuações da profundidade da Lagoa do Boqueirão não estavam associadas a precipitação regional. As variações paleoclimáticas da Lagoa do Boqueirão e da Caverna do Trapiá puderam ser acessadas através dos dados de \'delta\'D em ácidos n-alcanóicos de 28 carbonos, produzidos por vegetação terrestre e macrófitas aquáticas, e dados de \'\'delta\'POT.18\'O dos espeleotemas. Valores mais positivos (negativos) desses isótopos indicaram que durante o MCA (LIA) a região apresentava condições de seca (umidade), devido ao posicionamento mais ao Norte (Sul) da ZCIT, que migrou em direção ao Hemisfério mais aquecido de acordo com a correlação observada com a Oscilação Multidecadal do Atlântico (OMA). A porção norte do NEB apresentou paleoclima diferente em relação ao da porção sul do NEB durante o LIA, que estava seco devido ao deslocamento da Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS) mais para sul, assim como a ZCIT, que não afetou a porção sul do NEB. Mudanças paleoambientais foram também definidas com base na idade de sequências sedimentares clásticas datadas por LOI e pelos depósitos de guano em condutos de cavernas em Felipe Guerra-RN. A deposição de sedimentos terrígenos na caverna Urubu entre 7 to 4 ky B.P. cave foi cronologicamente associada a clima mais úmido, o que é apoiado pelo baixos valores de \'\'delta\' POT.18\'O values de espeleotemas. Esse período também foi marcado pelo aumento da contribuição de de carbono orgânico do solo como indicado por valores mais baixos de \'\'delta\'POT.13\'C dos mesmos espeleotemas. Uma transição abrupta para clima mais seco pode está associada ao final da sedimentação clástica na caverna por volta de 4.2 ky devido a interrupção do fluxo do rio subterrâneo e completa erosão do solo ao redor da caverna. A erosão do solo é ressaltada por altos valores de \'\'delta\'POT.13\'C dos espeleotemas próximos aos da rocha encaixante (~0 %0). Estes resultados demonstraram uma relação entre preenchimento sedimentar da caverna Urubu com a formação e erosão de solo na sua volta. Esse aumento de aridez, particularmente nos últimos três mil anos na região, foi também importante para preservação de depósitos de guano sobre os sedimentos clásticos, visto que esse material é bastante solúvel. As idades das camadas de guano foram utilizadas para definir períodos de alta ocupação das cavernas por morcegos entre 1730 and 677 cal. anos A.P. e 200 cal anos A.P. até o recente. Durante o evento MCA houve redução na acumulação de guano que levou a um hiato deposicional por conta que o clima seco desfavoreceu a sobrevivência dos morcegos na região. A acumulação de guano voltou a ocorrer a 200 anos atrás, provavelmente porque a população de morcegos foi reestabelecida, devido a clima mais úmido. / The northern sector of Nordeste of Brazil (NEB) is one of the most interesting regions to study mechanisms and processes related to fluctuations tropical rainfall, as the majority of annual precipitation is associated to the meridional migration of Intertropical Convergence Zone (ITCZ). Climate in NEB changed during the Holocene, although paleoclimatic interpretations are still controversial due to small number of studies. This study contribute to the discussion about paleoclimatic and paleoenvironmental changes of NEB by using geochemistry, micropaleontological, biogeochemistry and deuterium and carbon isotope analyses in lacustrine sediments and bat guano, and also speleothem isotope records from middle to late Holocene. Studies from Boqueirão Lake suggested that its formation occurred due to the fluvio-eolian dynamic, which resulted in blockage of fluvial channels during the holocenic humid period. Transition between fluvial and lacustrine system recorded the barrage formation and was defined around 4,500 years BP and suggested by the substitution of fluvial sponge spicules to lacustrine diatoms, mainly Mastogloia smithii var. lacustres, preserved in sediments. These data demonstrated that depth fluctuations of Boqueirão Lake were not associated to local precipitation accumulation. Paleoclimatic changes were reconstructed from Boqueirão Lake and Trapiá Cave based on \'delta\'D of n-alkanoic acids of 28 carbons, which are produced by terrestrial vegetation and macrophytes, and from \'\'delta\'POT.18\'O of speleothems. More positive (negative) isotope ratios indicate persistent dry (wet) climatic conditions during the MCA (LIA) there, due to a north (south) displacement of ITCZ. This climate system migrated toward the warmest ocean according to the correlation with Atlantic Multidecal Oscillation (AMO). The northern portion of the NEB (nNEB) presented different paleoclimate conditions when compared to the southern NEB portion (sNEB) during the LIA. LIA in sNEB was dry due to the displacement of the South Atlantic Convergence Zone (SACZ) to a southernmost position. Paleoenvironmental changes were attested by determining the age of clastic sequences filling cave conduits dated by OSL method and also by radiocarbon in bat guano. The deposition of terrigenous sediments in Urubu cave from 7 to 4 ky B.P. cave was chronologically associated with more humid climate indicated by low \'\'delta\'POT.8\'O values in speleothems. In addition, this period was marked by increased contribution of organic carbon from soil indicated by negative values of \'\'delta\'POT.13\'C of the same speleothems. An abrupt transition to dry climate was indicated by the end of clastic sedimentation at about 4.2 ky because interruption of underground river flow and complete erosion of soil surrounding the cave as indicated by abrupt enrichment of \'\'delta\'POT.13\'C values of speleothems, reaching values similar to the carbonate bedrock (~0 %o). These data demonstrated the relationship between the sedimentary filling of the Urubu Cave and the formation and soil erosion in the region. These predominant dry conditions during last three millenniums in the region were also important for preservation ofbat Guano deposits above terrigenous sediments. The chronological data of guano was also used to indicate two periods of high accumulation associated with intense occupation of caves by bat colonies between 1,730 and 677 years cal BP and 200 cal years BP until recently. During the MCA occurred a reduction in guano accumulation until a complete hiatus, because dry conditions did not favor bats survival. Guano deposit accumulated again only 200 years ago, when the population of bats restored with stabilization of relatively humid conditions.

A porção norte da região Nordeste do Brasil é uma das áreas mais interessantes para estudo dos mecanismos e processos relacionados à variação de pluviosidade dos trópicos, pois a maior parte da precipitação anual está associada à migração meridional da Zona de Convergência Intertropical do Atlântico (ZCIT). O clima no Nordeste sofreu alterações durante o Holoceno, no entanto, as interpretações paleoclimáticas são ainda muito controversas devido a pequena quantidade de estudos. De forma a contribuir para a discussão sobre mudanças paleoclimáticas e paleoambientais do Nordeste brasileiro, este estudo realizou análises geoquímicas, micropaleontológicas, biogeoquímica e de isótopos de deuterium e carbono em sedimentos lacustres e guano, e análises de isótopos de oxigênio e carbono em espeleotemas do Holoceno Médio e Tardio. Os estudos da Lagoa do Boqueirão sugeriram que sua formação ocorreu devido a dinâmica fluvio-eólica, que resultou em barramentos dos canais fluviais durante o período úmido do Holoceno. A transição entre o sistema fluvial e lacustre, que marca o barramento, foi definido em torno de 4.500 anos BP pela substituição de espículas de esponjas, tipicamente fluviais, pelas diatomáceas lacustres, predominantemente Mastogloia smithii var. lacustres. Foi demonstrado que a formação e as flutuações da profundidade da Lagoa do Boqueirão não estavam associadas a precipitação regional. As variações paleoclimáticas da Lagoa do Boqueirão e da Caverna do Trapiá puderam ser acessadas através dos dados de \'delta\'D em ácidos n-alcanóicos de 28 carbonos, produzidos por vegetação terrestre e macrófitas aquáticas, e dados de \'\'delta\'POT.18\'O dos espeleotemas. Valores mais positivos (negativos) desses isótopos indicaram que durante o MCA (LIA) a região apresentava condições de seca (umidade), devido ao posicionamento mais ao Norte (Sul) da ZCIT, que migrou em direção ao Hemisfério mais aquecido de acordo com a correlação observada com a Oscilação Multidecadal do Atlântico (OMA). A porção norte do NEB apresentou paleoclima diferente em relação ao da porção sul do NEB durante o LIA, que estava seco devido ao deslocamento da Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS) mais para sul, assim como a ZCIT, que não afetou a porção sul do NEB. Mudanças paleoambientais foram também definidas com base na idade de sequências sedimentares clásticas datadas por LOI e pelos depósitos de guano em condutos de cavernas em Felipe Guerra-RN. A deposição de sedimentos terrígenos na caverna Urubu entre 7 to 4 ky B.P. cave foi cronologicamente associada a clima mais úmido, o que é apoiado pelo baixos valores de \'\'delta\' POT.18\'O values de espeleotemas. Esse período também foi marcado pelo aumento da contribuição de de carbono orgânico do solo como indicado por valores mais baixos de \'\'delta\'POT.13\'C dos mesmos espeleotemas. Uma transição abrupta para clima mais seco pode está associada ao final da sedimentação clástica na caverna por volta de 4.2 ky devido a interrupção do fluxo do rio subterrâneo e completa erosão do solo ao redor da caverna. A erosão do solo é ressaltada por altos valores de \'\'delta\'POT.13\'C dos espeleotemas próximos aos da rocha encaixante (~0 %0). Estes resultados demonstraram uma relação entre preenchimento sedimentar da caverna Urubu com a formação e erosão de solo na sua volta. Esse aumento de aridez, particularmente nos últimos três mil anos na região, foi também importante para preservação de depósitos de guano sobre os sedimentos clásticos, visto que esse material é bastante solúvel. As idades das camadas de guano foram utilizadas para definir períodos de alta ocupação das cavernas por morcegos entre 1730 and 677 cal. anos A.P. e 200 cal anos A.P. até o recente. Durante o evento MCA houve redução na acumulação de guano que levou a um hiato deposicional por conta que o clima seco desfavoreceu a sobrevivência dos morcegos na região. A acumulação de guano voltou a ocorrer a 200 anos atrás, provavelmente porque a população de morcegos foi reestabelecida, devido a clima mais úmido. / The northern sector of Nordeste of Brazil (NEB) is one of the most interesting regions to study mechanisms and processes related to fluctuations tropical rainfall, as the majority of annual precipitation is associated to the meridional migration of Intertropical Convergence Zone (ITCZ). Climate in NEB changed during the Holocene, although paleoclimatic interpretations are still controversial due to small number of studies. This study contribute to the discussion about paleoclimatic and paleoenvironmental changes of NEB by using geochemistry, micropaleontological, biogeochemistry and deuterium and carbon isotope analyses in lacustrine sediments and bat guano, and also speleothem isotope records from middle to late Holocene. Studies from Boqueirão Lake suggested that its formation occurred due to the fluvio-eolian dynamic, which resulted in blockage of fluvial channels during the holocenic humid period. Transition between fluvial and lacustrine system recorded the barrage formation and was defined around 4,500 years BP and suggested by the substitution of fluvial sponge spicules to lacustrine diatoms, mainly Mastogloia smithii var. lacustres, preserved in sediments. These data demonstrated that depth fluctuations of Boqueirão Lake were not associated to local precipitation accumulation. Paleoclimatic changes were reconstructed from Boqueirão Lake and Trapiá Cave based on \'delta\'D of n-alkanoic acids of 28 carbons, which are produced by terrestrial vegetation and macrophytes, and from \'\'delta\'POT.18\'O of speleothems. More positive (negative) isotope ratios indicate persistent dry (wet) climatic conditions during the MCA (LIA) there, due to a north (south) displacement of ITCZ. This climate system migrated toward the warmest ocean according to the correlation with Atlantic Multidecal Oscillation (AMO). The northern portion of the NEB (nNEB) presented different paleoclimate conditions when compared to the southern NEB portion (sNEB) during the LIA. LIA in sNEB was dry due to the displacement of the South Atlantic Convergence Zone (SACZ) to a southernmost position. Paleoenvironmental changes were attested by determining the age of clastic sequences filling cave conduits dated by OSL method and also by radiocarbon in bat guano. The deposition of terrigenous sediments in Urubu cave from 7 to 4 ky B.P. cave was chronologically associated with more humid climate indicated by low \'\'delta\'POT.8\'O values in speleothems. In addition, this period was marked by increased contribution of organic carbon from soil indicated by negative values of \'\'delta\'POT.13\'C of the same speleothems. An abrupt transition to dry climate was indicated by the end of clastic sedimentation at about 4.2 ky because interruption of underground river flow and complete erosion of soil surrounding the cave as indicated by abrupt enrichment of \'\'delta\'POT.13\'C values of speleothems, reaching values similar to the carbonate bedrock (~0 %o). These data demonstrated the relationship between the sedimentary filling of the Urubu Cave and the formation and soil erosion in the region. These predominant dry conditions during last three millenniums in the region were also important for preservation ofbat Guano deposits above terrigenous sediments. The chronological data of guano was also used to indicate two periods of high accumulation associated with intense occupation of caves by bat colonies between 1,730 and 677 years cal BP and 200 cal years BP until recently. During the MCA occurred a reduction in guano accumulation until a complete hiatus, because dry conditions did not favor bats survival. Guano deposit accumulated again only 200 years ago, when the population of bats restored with stabilization of relatively humid conditions.

Submitted by Lucienne Costa (lucienneferreira@ufcg.edu.br) on 2018-08-13T18:02:10Z No. of bitstreams: 1 DAYSE SUELLEN DOS SANTOS MORAES – DISSERTAÇÃO (PPGMET) 2017: 2252254 bytes, checksum: cbaf7094c8b410a2af39a2a4c44bcf1d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-13T18:02:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DAYSE SUELLEN DOS SANTOS MORAES – DISSERTAÇÃO (PPGMET) 2017: 2252254 bytes, checksum: cbaf7094c8b410a2af39a2a4c44bcf1d (MD5) Previous issue date: 2017-08-18 / Capes / As contribuições das chuvas do período da tarde em Belém e as regiões homogêneas de precipitação foram determinadas através de análises estatísticas e Agrupamento. Utilizaram-se dados horários e mensais de 25 estações pluviométricas distribuídas no estado do Pará. Em geral, os resultados mostraram que as precipitações do período da tarde em Belém contribuem em média com 17% do total anual. O ciclo horário de marcha anual mostrou que as contribuições são diferentes para cada mês do ano. Nos meses menos chuvosos, essa porcentagem é de cerca de 30%. As taxas de precipitação apresentaram picos máximos no horário das 16 horas local, influenciadas diretamente pela atuação da ZCIT, principal mecanismo gerador de chuvas em Belém, e pelas LI e sistemas locais. Sugere-se que as oscilações interanuais da precipitação sazonal sejam principalmente decorrentes da variabilidade climática associada aos eventos Índice de Oscilação Sul e Dipolo do Atlântico. A técnica de análise de agrupamento aplicada dividiu o Pará em três regiões homogênea de precipitação: Grupo 1- localizado no noroeste, com regime pluviométrico influenciado principalmente pelo deslocamento norte-sul da ZCIT; Grupo 2- localizado na parte nordeste do estado em que a convecção local, as MLF, as LI e a ZCIT são os principais sistemas atmosféricos que produzem chuva e o Grupo 3- situado no centro-sul da região, onde as chuvas estão sujeitas a influencias dos sistemas frontais junto com a convecção local e a ZCAS. Analisou-se o Grupo 2, onde foram identificados municípios com pluviometria similar com a cidade de Belém, com isso, analisaram-se os dados por hora dessas estações e os resultados obtidos foram que Belém possui um regime de precipitação que difere dos outros municípios, sendo o único município a ter um aumento nas chuvas no período da tarde em todos os meses. / The contributions of afternoon precipitation in Belém and the homogeneous precipitation regions were determined by means of statistical analysis and clustering. We used hourly and monthly data from 25 rainfall stations distributed in the state of Pará. In general, the results showed that afternoon precipitation in Belém contributed an average of 17% of the annual total. The annual cycle of the march showed that the contributions are different for each month of the year. In the less rainy months, this percentage is around 30%. Precipitation rates showed maximum peaks in the local time of 16 hours, influenced directly by the ITCZ, the main mechanism generating rainfall in Belém and LI and local systems. It is suggested that the interannual oscillations of the seasonal precipitation are mainly due to the climatic variability associated to the events of the South Oscillation Index and the Atlantic Dipole. The applied cluster analysis technique divided Pará into three homogeneous regions of precipitation: Group 1 located in the northwest, with rainfall regime influenced mainly by the north-south displacement of the ITCZ; Group 2 is located in the northeastern part of the state where local convection, MLF, LI and ITCZ are the main atmospheric systems that produce rainfall and Group 3 is located in the center-south of the region, where rainfall is subject to frontal influence systems together with local convection and SACZ. Group 2 was analyzed, where the municipalities with similar rainfall were identified with the city of Belém and the hourly data of these stations were analyzed and the results obtained were that Belém has a rainfall regime that differs from other municipalities, being the only municipality to have an increase in rainfall in the afternoon in each month.

The present work focused on the possible influence of the Pacific Decadal Oscillation (PDO) on the positioning and intensity of the Intertropical Convergence Zone (ITCZ) during its annual cycle over the Atlantic Ocean and its impact in the rainfall totals in the northern South American continent. For this purpose, the mean annual fields of outgoing longwave radiation (OLR), sea surface temperature (SST), omega (ω), meridional wind (V) and precipitation rate (P) of Reanalysis data sets (NCEP/NCAR) were analysed. In addition, observed rainfall monthly mean series (INMET and HIDROWEB), the University of Delawere (UDEL) rainfall, interpolated in a 0.5°x0.5° grid, and the PDO indices found in the NOAA/ESRL/PSD site were used to support the analyses. The results were visualized with applets available in the ESRL/PSD/NOAA s site as well as GrADS software. The records period 1948-2005 was divided into PDO cold phase (1948-1976), warm phase (1977- 1998) and current phase (1999-2005), which was used to verify the climate tendency of the last seven years. The results suggested that the ITCZ remained farther north of its mean position during the PDO cold phase. Apparently, the ascending branch of the Hadley Cell was displaced farther north and the descendent branch of the Walker Circulation positioned farther west of their normal positions. This pattern led to a rainfall reduction in parts of Amazonia. In the PDO cold phase, the normalized rainfall indices showed a more noticeable rainfall reduction (increase) western (eastern) of 52°W, in the State of Pará. In the PDO warm phase, opposite circulation patterns and higher climate variability were observed. The results suggested that the PDO, in general, modified the SST patterns in the Atlantic and, as a consequence, the positioning and intensity of the ITCZ. There are evidences that the PDO is experiencing a new cold phase. Thus, one expects that the ITCZ and the Amazonian rainfall present a similar behaviour of previous cold phase. Particular attention should be paid to the Brazilian States of Roraima and Maranhão, eastern Pará State and western Amazonas State, including Colombia, Venezuela e north-eastern Bolivia, that may experience a sensible rainfall reduction during the next 10 years. Another relevant result was relative to a possible enhancement of convection and rainfall over the southern Saharan region (Sahel), Africa, during the present PDO phase. It was noticed that it rained more in the region till 1975, when the SST anomalies of Equatorial Guinea Gulf were negative and the wind south component was stronger. These conditions seem to be returning. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / No presente trabalho dissertou-se sobre as possíveis influências da Oscilação Decadal do Pacífico (ODP) no posicionamento e intensidade da Zona de Convergência Intertropical (ZCIT) em seu ciclo anual sobre o Oceano Atlântico e seus impactos na precipitação do norte da América do Sul. Para tanto, foram utilizados os campos médios de radiação de ondas longas emergentes (ROLE), temperatura da superfície do mar (TSM), omega, vento meridional e precipitação, elaborados a partir do conjunto de dados de Reanalises do NCEP/NCAR, além de índices de ODP do ESRL/PSD/NOAA e séries temporais da precipitação média observada de postos pluviométricos (INMET and HIDROWEB) e a interpolada pela University of Delawere (UDEL) numa grade de 0,5°x0,5°. Os aplicativos disponíveis no site do ESRL/PSD/NOAA, bem como o GrADS, foram utilizados para visualizar os resultados das análises. O período de 1948 a 2005, correspondendo às fases fria (1948- 1976), quente (1977- 1998) e atual (1999- 2005) da ODP, foi tomado como base, este último tendo sido utilizado para verificar tendências climáticas contemporâneas. Os resultados indicaram que, durante a fase fria da ODP, a ZCIT esteve mais ao norte de sua posição climatológica. O ramo ascendente da célula de Hadley permaneceu mais deslocado para norte e o descendente da circulação de Walker mais deslocado para oeste. Essa configuração foi responsável pelo decréscimo da precipitação observado em parte da Amazônia. Os índices de precipitação padronizada (IPP) mostraram redução (aumento) mais acentuada da chuva a oeste (leste) de 52°W, no Estado do Pará. Durante a fase quente da ODP, foram observadas configurações opostas e maior variabilidade climática interanual. De maneira geral, as análises mostraram que a ODP mudou a configuração das TSM no Atlântico e influenciou o posicionamento e intensidade da ZCIT. Sugeriram, também, que a ODP parece estar experimentando sua nova fase fria. Com base nesses resultados, espera-se que a ZCIT e a precipitação, apresentem variabilidade semelhante à fase fria anterior. Dessa forma, particular atenção, deve ser atribuída a regiões dos Estados de Roraima, Oeste do Amazonas, leste do Pará e Maranhão, além da Colômbia, Venezuela e nordeste da Bolívia, que deverão sofrer redução em sua precipitação média nos próximos 10 a 15 anos. Outro resultado relevante diz respeito aumento da convecção e precipitação que poderá ocorrer no Sul do Deserto de Sahara (Sahel), África, ao longo da atual fase da ODP. Nessa região, foi notado que choveu mais até 1975, quando o Golfo da Guiné apresentou anomalias negativas de TSM e a componente sul do vento esteve mais forte.Aparentemente, essas condições estão retornando.