Este artigo traz uma perspectiva histórica da evolução do conhecimento sobre a reciclagem de precipitação e fornece uma visão crítica do estado da arte atual. São retratadas as principais fontes de umidade para a precipitação na Amazônia e o transporte de vapor d'água sobre a América do Sul. A quantificação do mecanismo de reciclagem é um indicador da importância dos processos de superfície e do clima no ciclo hidrológico, assim como da sensibilidade climática relacionada às alterações nesses processos. Os aspectos climatológicos da reciclagem na América do Sul mostram que a contribuição advectiva é mais importante para a precipitação sobre a Amazônia e o Nordeste do Brasil, ao passo que na região Centro-Sul a contribuição local tem importante papel na precipitação. Estima-se que a reciclagem de precipitação na Amazônia é da ordem de 20-35%. A advecção de umidade domina o fornecimento de vapor d'água em grande parte da região amazônica, entretanto, o papel da evapotranspiração local na reciclagem é mais importante no setor sul da bacia. Embora os estudos sobre reciclagem tenham produzido novos conhecimentos acerca da interação entre os processos de superfície e o ciclo hidrológico, os efeitos das mudanças climáticas globais nesse mecanismo ainda não estão completamente compreendidos.

ResumoO objetivo desse trabalho é avaliar a distribuição dos componentes do balanço de água e da reciclagem de precipitação na bacia amazônica, abordando os mecanismos físicos associados ao processo de reciclagem. De forma geral, a bacia amazônica se comporta como um sumidouro de umidade da atmosfera, recebendo vapor d'água tanto do transporte de origem oceânica quanto da evaportranspiração da floresta por meio do processo de reciclagem de precipitação. Em escala regional, a Amazônia representa uma importante fonte de umidade para outras regiões da América do Sul, contribuindo para o regime da precipitação em outras áreas do continente. Na média, a reciclagem de precipitação é da ordem de 20% na bacia amazônica, com valores variando entre 15% na porção norte e 40% na porção sul. Dessa forma, do total da precipitação na bacia, aproximadamente, 20% é decorrente do processo de evapotranspiração local; indicando que, a contribuição local para a precipitação total representa um percentual significativo no balanço de água regional e desempenha um importante papel no ciclo hidrológico amazônico. Entretanto, as variabilidades e mudanças no sistema climático devido tanto às variações naturais quanto antropogênicas (aumento na emissão de gases estufa e desflorestamento) podem afetar a reciclagem e o ciclo hdrológico regional. Palavras-chave: Amazônia, reciclagem de precipitação, transporte de umidade, interação biosfera-atmosfera, reanálises Era-Interim. Precipitation Recycling in the Amazon Basin: The Role of Moisture Transport and Surface Evapotranspiration AbstractThe objective of this study is to evaluate the distribution of water budget components and precipitation recycling in the Amazon basin addressing the physical mechanisms involved in the recycling process. In general, the Amazon basin acts as a sink for atmospheric moisture, receiving water vapor transported from the ocean and from precipitation recycled from evapotranspiration by the forest. At the regional scale, the Amazon basin is an important source of water vapor, contributing to precipitation in other remote locations of South America. Here we show, on average, 20% of precipitation in the Amazon basin is recycled, varying between 15% in the northern portion and 40% in the southern portion. Thus, approximately 20% of the total rainfall in the basin is derived from local evapotranspiration processes indicating that the local contribution to the total precipitation represents a significant contribution to the regional water budget and plays an important role in the Amazon hydrological cycle. However, the variability and changes in the climate system due to both natural and anthropogenic forcings (such as the increase in the concentration of greenhouse gases in the atmosphere and changes in land use and land cover -deforestation) can affect the precipitation recycling and regional hydrologic cycle.

O objetivo deste estudo é avaliar os efeitos da mudança do clima durante o século XXI sobre a precipitação na Amazônia, utilizando o modelo regional Eta forçado com o cenário de emissões RCP 8.5 proveniente do modelo do sistema terrestre HadGEM2-ES. As mudanças projetadas para o clima futuro mostram que, os impactos nos componentes do balanço de umidade foram mais significativos durante a estação chuvosa e no setor sul da bacia, principalmente, no final do século. O mecanismo de retroalimentação positivo é configurado durante o verão e na média anual, isto é, a redução da convergência de umidade e da evapotranspiração à superfície agiram no mesmo sentido para reduzir a precipitação total; no entanto, o mecanismo de retroalimentação negativo é dominante no inverno, em que a redução da evapotranspiração é parcialmente compensada pelo aumento da convergência de umidade, porém, não o suficiente para inibir a redução da precipitação. A redução da precipitação total na Amazônia foi decorrente tanto da redução da precipitação de origem local quanto advectiva, sendo que a advectiva teve papel predominante devido às mudanças na circulação regional e no transporte de umidade para a bacia. Esses resultados mostram que, a mudança do clima pode afetar de forma significativa os componentes do balanço de água na Amazônica, implicando em graves consequências ecológicas ao bioma, tais como: afetando a dinâmica dos ecossistemas, reduzindo a capacidade da floresta em absorver carbono, favorecendo a ocorrência de eventos extremos, aumentando a temperatura à superfície e, consequentemente, a frequência e intensidade das queimadas.  Assessment of the Effects of Climate Change on Precipitation in the Amazon Basin Using the RCP 8.5 Eta-HadGEM2-ES Model A B S T R A C TThe aim of this study is to evaluate the effects of climate change on precipitation in the Amazon basin during the 21st century using the Eta Regional Climate Model forced by RCP 8.5 emissions scenario from the HadGEM2-ES earth system model. The changes projected for future climate show that the impacts on the water budget components were more significant during the rainy season and southern basin sector, especially at the end of the 21st century. The positive feedback mechanism is configured during the summer and on average annually, i.e., the reduction of moisture convergence and surface evapotranspiration acted in the same way to reduce total precipitation. The negative feedback mechanism is seen during the winter, where the reduction of evapotranspiration is partially offset by the increase in moisture convergence, however, not sufficient to offset the reduction in precipitation. The reduction in total precipitation in the Amazon was due to both the decrease of local and advective precipitation, but the advective had a major role due to changes in the regional circulation and moisture transport over the basin. These results show that climate change can significantly affect the components of the water budget in the Amazon basin, resulting in serious ecological consequences for the biome, such as affecting ecosystem dynamics, reduction in the forest's ability to absorb carbon, causing the occurrence of extreme events, increasing the surface temperature, and hence, the frequency and intensity of fires.Keywords: Amazon basin, precipitation, water budget, Eta regional model, RCP 8.5 emissions scenario

We used climate models to assess the effects of 2 distinct anthropogenic forcings on the water budget in the Amazon basin: (1) increasing global greenhouse gases under the RCP8.5 scenario, and (2) land cover change caused by deforestation. The Eta regional climate model, driven by the Brazilian Earth System Model version 2.5 (BESM 2.5), was used to simulate the climate response under the RCP8.5 scenario and due to deforestation throughout the 21st century. Changes in energy and water budgets led to an increase in temperature that reached 5°C throughout the basin. In the RCP8.5 scenario, moisture convergence, precipitation and evapotranspiration all decreased. In this scenario, the positive feedback mechanism was predominant, as the reductions in evapotranspiration and moisture convergence acted in the same direction to reduce precipitation. In the future deforestation scenarios, reductions in precipitation were even stronger. In this case, the negative feedback mechanism predominated, in which the relative reduction in evapotranspiration was greater than the reduction in precipitation, leading to an increase in moisture convergence over the region. Changes in temperature and the water cycle were intensified in the future deforestation scenarios. These results show that the 2 anthropogenic factors can change the water budget and cause an imbalance in the climate-biome system in the Amazon basin, highlighting the need for public conservation policies to halt the increase in environmental degradation in the Amazon basin and to reduce greenhouse gases emissions due the burning of fossil fuels.

Part of the sandization process in southwestern Rio Grande do Sul (Brazil) originates from daily torrential rains. However, it is believed that climate changes have been provoking more frequent and more intense rains in the region, a phenomenon which can change the dynamic of erosion/transport/sedimentation natural processes. The objective of this work is to identify the behavior of daily rainfall extreme events (in terms of their frequency, return time, tendency and genesis), relating them to both climatic change issue and enhancement of erosive processes. We have used daily rainfall data from meteorology stations of Brazilian National Water Agency (ANA) for the period between 1928 and 2017 and the percentile 99 was used to identify daily rainfall extreme value (71.5 mm). The upper values were categorized and their absolute and relative frequencies as well as their return time were identified. The temporal tendency of these events was evaluated by the Mann-Kendall test, considering the 90 years of the series. The results showed that there was a significant increase in heavy rainfall events in November and December in the last two decades and that the return time for these events decreased throughout the time. Synoptic analyses from GOES 13 satellite infrared imagery and from ECMWF/ERA/Interim reanalysis data allowed concluding that such intense rainfall events originated themselves from the transport of moisture from the Amazon by Low-Level Jets, which promoted the formation of Mesoscale Convective Complex, with large volumes of rain in the study region. Thus, the recurrence of these events in the southwest of Rio Grande do