Flood events in extreme Atlantic Dipole and La Niña years in Marajó archipelago

Authors

DOI:

https://doi.org/10.55761/abclima.v35i20.17577

Keywords:

Ocean-Atmosphere interaction, Flooded area, North Amazon

Abstract

Seasonal floods in floodplains are natural process that occur along the Amazon basin and are affected bt climatic events that favor the increase of precipitation in North Amazon. This work, to analyze the spatial differences in flooding areas in periods influenced by these climatic extremes in the Marajó archipelago (PA). In the methodology, It was observed of precipitation in extreme years with data: climate indexes, rainfall measured (rainfall station) and estimated (spatialized). Flood detection was comparing images before and after the occurrence of floods in each seasonal period 2019 - influence of AD- and 2021/2022 - influence of La Niña. Data from C-band SAR Sentinel 1 processed through the Google Earth Engine (GEE) platform were used. Results showed large volumes of rain in the years 2019 (AD-) and 2021-22 (La Niña), in the case of the La Niña period, the highlight with the highest rainfall recharge was in the rainy season of the year 2022. Rainfall spatialization was higher in 2019 (AD-). The largest flooded areas occurred in the period 2019, affected by AD-. Analysis of such possible natural hazards can contribute to the prevention and minimization of negative impacts on local socioeconomic aspects in extreme years, such as destruction of urban infrastructure and human losses.

Downloads

Download data is not yet available.

Author Biographies

Dênis José Cardoso Gomes, Universidade do Estado do Pará

PhD student (2023-Current) and Master (2021-2022) in Environmental Sciences by the Graduate Program in Environmental Sciences at the State University of Pará (UEPA), where he is a member of the research group Núcleo de Pesquisas Aplicadas ao Desenvolvimento Regional ( NUPAD) applying geoprocessing and remote sensing techniques to investigate climate and deforestation influences in hydroenvironmental scenarios such as: erosion processes, ecosystem services. Bachelor in Meteorology from the Federal University of Pará (UFPA) (2016-2020). He has experience in the area of ​​Geoscience with an emphasis on Meteorology in the areas: Hydrometeorology; Climatology; Natural Disasters (Soil Erosion and Floods); Environmental Meteorology; Land use and occupation; Biometeorology; Geoprocessing (QGIS, ArcGIS). He was a PIBIC/UFPA scholarship holder (2016 - 2017) and Monitor (2017 - 2019) managing the Laboratory of Hydroenvironmental Modeling Studies (LEMHA), coordinating the elaboration of the database, environmental mapping (precipitation, land use and land cover, NDVI, slope, geomorphology, pedology, risk to erosion and flooding).

Norma Ely Santos Beltrão, Universidade do Estado do Pará

Pós-doutorado em Sensoriamento Remoto na Faculdade de Ciências da Universidade do Porto (FCUP), Portugal (2017-2019), doutorado em Economia Agrícola na Justus-Liebig-Universität Giessen na Alemanha (2008), reconhecido pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) como Doutorado em Desenvolvimento Rural, mestrado em Engenharia de Produção pela Universidade Federal de Santa Catarina (1996), e graduação em Engenharia Civil pela Universidade Federal do Pará (1992). É professora efetiva da Universidade do Estado do Pará (UEPA) desde 1998, onde já desempenhou paralelamente outros cargos de gestão, entre eles a coordenação de cursos de graduação e pós-graduação, Diretoria de Extensão da UEPA, Diretoria de Planejamento Ambiental da SEMA (Secretaria de Estado do Meio Ambiente - 2011), Diretoria do Planetário do Pará, Chefia do Departamento de Ciências Sociais Aplicadas, entre outras funções. Atualmente é Professora Adjunto IV da Universidade do Estado do Pará, atuando no Departamento de Ciências Sociais Aplicadas, e professora permanente do Programa de Pós-Graduação em Ciências Ambientais (mestrado). Na área da pesquisa, é líder do grupo de pesquisa NUPAD - Núcleo de Pesquisas Aplicadas ao Desenvolvimento Regional e desenvolve pesquisas nas áreas de Desenvolvimento Regional, Política e Gestão Ambiental, Economia ambiental, Valoração ambiental, Serviços Ecossistêmicos e o uso de metodologias de Geoprocessamento e Sensoriamento remoto na identificação de variações ambientais em território Amazônico utilizando as seguintes ferramentas: QGIS, SNAP e Google Earth Engine.

Yuri Alefh Saraiva Dias, Universidade do Estado do Pará

Atualmente é Mestrando do Programa de Pós-Graduação em Ciências ambientais na Universidade do Estado do Pará, onde atual como pesquisador no Núcleo de Pesquisas Aplicadas ao Desenvolvimento Regional; Especialista em Geoprocessamento e análise ambiental pela Universidade Federal do Pará. Graduado em Geoprocessamento pela Universidade Federal do Pará no ano de 2018. Participou como Bolsista do Projeto Gestão de Risco de Desastres na Amazônia: Subsídios ao Planejamento de Ações e Estratégias para Prevenção e Preparação em Ações de Proteção e Defesa Civil. Proteção Amazônia - SUDAM - UFPA (2017). Participou projeto de desenvolvimento local e conservação da natureza na Belém Insular (2017). Tem experiências no uso de softwares de ambiente SIG (QGIS, ARCGIS). Experiência em poligonais no AUTOCAD, além de manusear outras ferramentas neste programa. Domina o pacote Office EXCEL, WORD, POWER POINT etc,. Tem experiência no manuseio de equipamentos como GPS test (aplicativo de celular), GPS de navegação, GPS Geodésico, Nível topográfico e também tem experiência em GeoSaúde.

Edite Torres Maia, Universidade Federal do Pará

Bacharel em Meteorologia pela Universidade Federal do Pará (2018-2022). Possui experiência na área da Geociência com ênfase em Meteorologia nas áreas de Micrometeorologia, Biometeorologia, Climatologia e Ciclos Biogeoquímicos. Foi bolsista PIBIC/UFPA (2020-2022). Atuou como Estagiária na Secretaria de Estado de Meio Ambiente e Sustentabilidade - SEMAS (2021-2022). Atualmente mestranda no Programa de Pós Graduação em Ciências Ambientais (PPGCA) na Universidade Federal do Pará (2023).

References

ALMEIDA, A. W. B.; SPRANDEL, M. A. Palafitas do Jenipapo na ilha de Marajó: a construção da terra, o uso comum das águas e o conflito. Novos Cadernos NAEA, v. 9, n. 1, p. 25-76, 2006.

ANDRADE, M. M. N. et al. Flood risk mapping in the Amazon. London: InTechOpen, 2017. E-book.

ANDRADE, M. M. N.; SZLAFSZTEIN, C. F. Vulnerability assessment including tangible and intangible componentes in the index composition: An Amazon case study of flooding and flash flooding. Science of the Total Environmental, v. 630, p. 903-912, 2018.

ÁVILA, P. L. R.; SOUZA, E. B.; PINHEIRO, A. N. Simulação da precipitação sazonal com o Regcm4 sobre o estado do Pará para anos de El Niño e La Niña. Revista Brasileira de Geografia Física, v. 6, n. 5, p. 1316-1335, 2013.

BARICHIVICH, J. et al. Recent intensification of Amazon flooding extremes driven by strengthened Walker circulation. Science Advances, v. 4, n. 9, p. 1-7, 2018.

CABOS, W.; VARA, A.; KOSEKI, S. Tropical Atlantic variability: observations and modeling. Atmosphere, v. 10, n. 9, p. 1-25, 2019.

CASSOL, P. B.; BOHNER, T. O. L. Cheia, enchente, inundação e a minimização dos seus impactos sob o olhar da educação ambiental. Revista Eletrônica em Gestão, Educação e Tecnologia Ambiental, v. 5, n. 5, p. 648-652, 2012.

CHAUDHARY, M.; PIRACHA, A. Natural disaster – Origins, impacts, management. Encyclopedia, v. 1, n. 4, p. 1101-1131, 2021.

CHIRPS. Climate Hazards Group InfraRed Precipitation with Stations. Climate Hazard Center – UC Santa Bárbara. Disponível: https://data.chc.ucsb.edu/products/CHIRPS-2.0/global_annual/tifs/. Acesso: 11/04/2023.

COUTINHO, E. C. et al. Variabilidade climática da precipitação na bacia Amazônica brasileira entre 1982-2021, Revista Brasileira de Climatologia, v. 22, p. 476-500, 2018.

DRISCOLL, K. P.; HAUER, F. R. Seasonal flooding affects habitat and landscape dynamics of a gravel-bed river floodplain. Freshwater Science, v. 38, n. 3, p. 510-526, 2019.

ESPINOZA, J. C. et al. The new historical flood in the Amazon River compared to major floods of the 21st century: atmospheric features in the contexto of the intensification of floods. Weather and Climate Extremes, v. 35, p. 1-12, 2022.

FOLEY, J. A. et al. M. H. El Niño-Southern Oscillation and climate, ecosystems and rivers of Amazonia, Global Biogeochemical Cycles, v. 16, n. 4, p. 1-17, 2002.

FUNK, C. et al. J. The climate hazards infrared precipitation with stations – a new environmental record for monitoring extremes. Scientific Data, v. 2, n. 150066, 2015.

GAO, C. et al. The 2020-2021 prolonged La Niña Evolution in the tropical Pacific. Science China Earth Sciences, v. 65, p. 2248-2266, 2022.

GLANTZ, M. H.; RAMIREZ, I. J. Reviewing the Oceanic Niño Index (ONI) to Enhance societal readiness for El Niño’s impacts. International Journal of Disaster Risk Science, v. 11, p. 394-403, 2020.

GOMES, D. J. C. et al. Estimativa de precipitação dos dados CHIRPS e GPCC em anos de extremos climáticos, bacia hidrográfica do rio Guamá-PA. Revista Brasileira de Geografia Física, v. 15, n. 3, p. 1583-1598, 2022.

GONZALES, E.; INGOL, E. Determination of a new coastal ENSO oceanic index for Northern Peru. Climate, v. 9, n. 5, p. 1-23, 2021.

HASAN, N. A.; CHIKAMOTO, Y.; MCPHADEN, M. J. The influence of tropical basin interactions on the 2020-2022 double-dip La Niña. Frontiers in Climate, v. 4, 1-13, 2022.

HENRIQUES, R. J. Geoambientais, geoarqueologia e cenários de mudanças climáticas na ilha de Marajó, Amazônia Brasileira. 2022. Tese (Doutorado em Geografia) – Programa de Pós-Graduação em Geografia, Universidade Federal de Minas Gerais, Minas Gerais-MG, 2022. Disponível: https://repositorio.ufmg.br/handle/1843/53904. Acesso: 08/01/23.

INMET. Instituto Nacional de Meteorologia - Normais Climatológicas. Disponível: https://clima.inmet.gov.br/NormaisClimatologicas/19611990/precipitacao_acumulada_mensal_anual. Acesso: 19/05/2023.

LICCO, E. A.; MAC DOWELL, S. F. Alagamentos, Enchentes, Enxurradas e Inundações: Digressões sobre seus impactos sócio econômicos e governança. Revista de Iniciação Científica, Tecnológica e Artística, v. 5, n. 3, p. 159-174, 2015.

LIMA, A. C. B. et al. Climate hazards in small and medium cities in the Amazon Delta and Estuary: challenges for resilience, Environmental and Urbanization, v. 32, n. 1, p. 195-212, 2020.

LIMA, A. M. M. et al. Ilha do Marajó: revisão histórica, hidroclimatologia, bacias hidrográficas e propostas de gestão, HOLOS Envionmental, v. 5, n. 1, p. 65-80, 2005.

MAPBIOMAS. Coleção 8 da série anual de uso e cobertura do solo do Brasil. Disponível: https://mapbiomas.org/. Acesso: 11/10/2022.

MANAVALAN, R. Review of synthetic aperture radar frequency, polarization, and incidence angle data for mapping the inundated regions. Journal of Applied Remote Sensing, v. 12, n. 2, p. 1-15, 2018.

MANSUR, A. V. et al. An assessment of urban vulnerability in the Amazon Delta and Estuary: a multi-criterion index of flood exposure, socio-economic conditions and infrastructure. Sustainability Science, v. 11, p. 625-643, 2016.

MARENGO, J. A. et al. Changes climate and land use over the Amazon region: current and future variability and trends, Frontiers in Earth Science, v. 6, n. 228, p. 1-21, 2018.

MOREIRA, L. L.; BRITO, M. M.; KOBIYAMA, M. Review article: A systematic review and future prospects of flood vulnerability indices. Natural Hazards and Earth System Sciences, v. 21, n. 5, p. 1513-1530, 2021.

MROZ, E. J. Incorporating seasonal flooding into frameworks modelling geographical access to health services. Doctoral dissertation - Faculty of Environment, University of Leeds, 2021. Disponível: https://etheses.whiterose.ac.uk/29785/. Acesso: 17/02/2023.

NOAA. National Oceanic and Atmospheric Administration. El Niño Southern Oscillation (ENSO) – Cold & Warm Episodes by Season. Dispoível: https://origin.cpc.ncep.noaa.gov/products/analysis_monitoring/ensostuff/ONI_v5.php Acesso: 10/05/2023a.

NOAA. National Oceanic and Atmospheric Administration. Gridded Climate - OI SST V2 High Resolution Dataset. Disponível: https://psl.noaa.gov/mddb2/makePlot.html?variableID=4113. Acesso: 15/04/2023b.

NÓBREGA, R. S.; SANTIAGO, G. A. C. F.; SOARES, D. B. Tendências do controle climático oceânico sob a variabilidade temporal da precipitação no Nordeste do Brasil. Revista Brasileira de Climatologia, v. 18, p. 276-292, 2016.

RODRIGUES, J. M. Espacialização das chuvas em uma bacia hidrográfica no semiárido da Paraíba. Revista de Geociências do Nordeste, v. 6, n. 1, p. 28-35, 2020.

RONCHAIL, J. et al. Discharge variability within the Amazon basin. Regional Hydrological Impacts of Climate Changes-Hidroclimatic Variability, v. 296, p. 21-30, 2005.

SAR. Sentinel-1 SAR. Technical Guide. Disponível online: https://sentinel.esa.int/web/sentinel/technical-guides/sentinel-1-sar. Acesso: 11/10/2022.

Sistema Integrado de Informações sobre Desastres Naturais (S2iD). Secretaria Nacional de Proteção e Defesa Civil. Disponível: https://s2id.mi.gov.br/paginas/series/. Acesso: 11/10/2022.

SOUSA, A. M. L. et al. Variabilidade espaço-temporal da precipitação na Amazônia durante eventos ENOS. Revista Brasileira de Geografia Física, v. 8, n. 1, p. 13-24, 2015.

SOUZA, E. B.; KAYANO, M. T.; AMBRIZZI, T. Intraseasonal and submonthly variability over the eastern Amazon and northeast Brazil during the autumn rainy season. Theorical and Applied Climatology, v. 81, n. 3/4, p. 177-191, 2005.

UN-SPIDER 2019: United Nations - Space based information for Disaster Management and Emergency Response (UN-SPIDER). n.d. Recommended Practice for Flood Mapping. Disponível: https://www.un-spider.org/advisory-support/recommended practices/recommended-practice-flood-mapping/in-detail. Acesso: 17/01/2023.

TOWNER, J. et al. Attribution of Amazon floods to modes of climate variability: a review. Meteorological Applications, v. 27, n. 5, p. 1-36, 2020.

TOWNER, J. et al. Influence of ENSO and tropical Atlantic climate variability on flood characteristics in the Amazon basin. Hydrology and Earth System Sciences, v. 25, p. 3875-3895, 2021.

VAN STAVEREN, M. F.; VAN TATENHOVE, J. P. M.; WARNER, J. F. The tenth dragon: controlled seasonal flooding in long-term policy plans for the Vietnamese Mekong delta. Journal of Environmental Policy & Planning, v. 20, n. 3, p. 267-281, 2018.

WANG, X. et al. The strengthening of Amazonian precipitation during the wet season driven by tropical sea surface temperature forcing. Environmental Research Letters, v. 13, n. 9, p. 1-11, 2018a.

WANG, Y. et al. The effects of the reverse seasonal flooding on soil texture within the hydro-fluctuation belt in the Three Gorges reservoir, China. Journal of Soils and Sediments, v. 18, n. 1, p. 109-115, 2018b.

YOON, J.; ZENG, N. An Atlantic influence on Amazon rainfall. Climate of Dynamic, v. 34, p. 249-264, 2010.

YUN, K.; TIMMERMANN, A.; STUECKER, M. F. Synchronized spatial shifts of Hadley and Walker circulations. Earth System Dynamics, v. 12, p. 121-132, 2021.

Published

17/10/2024

How to Cite

Gomes, D. J. C., Beltrão, N. E. S., Dias, Y. A. S., & Maia, E. T. (2024). Flood events in extreme Atlantic Dipole and La Niña years in Marajó archipelago . Brazilian Journal of Climatology, 35(20), 378–400. https://doi.org/10.55761/abclima.v35i20.17577

Issue

Section

Artigos