Published January 7, 2020 | Version v1
Publication Open

Quo vadis Pantanal? Expected precipitation extremes and drought dynamics from changing sea surface temperature

  • 1. Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas
  • 2. University of Bonn
  • 3. Universidade Federal de Mato Grosso
  • 4. Zoological Research Museum Alexander Koenig
  • 5. University of the Andes
  • 6. Universidade Federal de Lavras

Description

Climate change poses a critical threat to the Pantanal, the largest wetland in the world. Models indicate an increase in the frequency of extreme precipitation events and extended periods of drought. These changes can amplify consequences for Pantanal's ecological functioning, which has already experienced intensive human modification of its hydrological system and environmental health. The present study analyzed the spatial and temporal dynamics of rainfall and resulting extremes in the Brazilian area of the Upper Paraguay River Basin (UPRB) along with a co-evaluation of the global Sea Surface Temperature data (SST). The predicted results indicate that wet extreme precipitation events will become more frequent in the highlands, while severe and prolonged droughts triggered by warming SSTs in the Northern Hemisphere (North Atlantic and North Pacific oceans) will affect the Pantanal. The linear relations between precipitation with SST of very specific oceanic regions and even from specific oceanic indexes obtained in the present study significantly improve the forecasting capacity, mainly from a resulting reduction to two months of the lead-time between SST warming to concomitant precipitation impacts, and by explaining 80% of Pantanal´s precipitation variation from major oceanic indexes (e.g., ENSO, PDO, NAO, ATL3). Current SST trends will result in inter- and intra-annual flooding dynamic alterations, drastically affecting the Pantanal ecosystem functioning, with consequences for wildlife diversity and distribution. Regarding the foreseeable global climate and land use change scenarios, the results from the present study provide solid evidence that can be used at different decision-making levels (from local to global) for identifying the most appropriate management practices and effectively achieving sustainability of the anthropic activity occurring in the Pantanal.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يشكل تغير المناخ تهديدًا خطيرًا للبانتانال، أكبر الأراضي الرطبة في العالم. تشير النماذج إلى زيادة في تواتر أحداث هطول الأمطار الشديدة وفترات الجفاف الطويلة. يمكن أن تؤدي هذه التغييرات إلى تضخيم العواقب على الأداء البيئي لشركة بانتانال، التي شهدت بالفعل تعديلًا بشريًا مكثفًا لنظامها الهيدرولوجي وصحتها البيئية. حللت الدراسة الحالية الديناميكيات المكانية والزمانية لهطول الأمطار والظواهر المتطرفة الناتجة في المنطقة البرازيلية لحوض نهر باراغواي العلوي (UPRB) جنبًا إلى جنب مع التقييم المشترك لبيانات درجة حرارة سطح البحر العالمية (SST). تشير النتائج المتوقعة إلى أن أحداث هطول الأمطار الشديدة الرطبة ستصبح أكثر تواتراً في المرتفعات، في حين أن موجات الجفاف الشديدة والمطولة الناجمة عن ارتفاع درجة حرارة SSTs في نصف الكرة الشمالي (شمال المحيط الأطلسي وشمال المحيط الهادئ) ستؤثر على بانتانال. تعمل العلاقات الخطية بين هطول الأمطار مع SST في مناطق محيطية محددة للغاية وحتى من مؤشرات محيطية محددة تم الحصول عليها في هذه الدراسة على تحسين قدرة التنبؤ بشكل كبير، بشكل أساسي من الانخفاض الناتج إلى شهرين من المهلة الزمنية بين ارتفاع درجة حرارة SST إلى تأثيرات هطول الأمطار المصاحبة، ومن خلال شرح 80 ٪ من تباين هطول الأمطار في Pantanal من المؤشرات المحيطية الرئيسية (على سبيل المثال، ENSO، PDO، NAO، ATL3). ستؤدي الاتجاهات الحالية لأمن الفضاء إلى تغيرات ديناميكية في الفيضانات بين السنوات وداخلها، مما يؤثر بشكل كبير على أداء النظام البيئي في بانتانال، مع عواقب على تنوع الحياة البرية وتوزيعها. فيما يتعلق بسيناريوهات تغير المناخ العالمي واستخدام الأراضي المتوقعة، تقدم نتائج هذه الدراسة أدلة قوية يمكن استخدامها على مستويات صنع القرار المختلفة (من المحلية إلى العالمية) لتحديد أنسب ممارسات الإدارة وتحقيق استدامة النشاط البشري الذي يحدث في بانتانال بشكل فعال.

Translated Description (French)

Le changement climatique constitue une menace critique pour le Pantanal, la plus grande zone humide du monde. Les modèles indiquent une augmentation de la fréquence des épisodes de précipitations extrêmes et des périodes prolongées de sécheresse. Ces changements peuvent amplifier les conséquences sur le fonctionnement écologique du Pantanal, qui a déjà connu une modification humaine intensive de son système hydrologique et de sa santé environnementale. La présente étude a analysé la dynamique spatiale et temporelle des précipitations et des extrêmes qui en résultent dans la région brésilienne du bassin du Haut Paraguay (UPRB), ainsi qu'une co-évaluation des données mondiales sur la température de surface de la mer (SST). Les résultats prévus indiquent que les précipitations extrêmes humides deviendront plus fréquentes dans les hautes terres, tandis que les sécheresses sévères et prolongées déclenchées par le réchauffement des SST dans l'hémisphère Nord (océans Atlantique Nord et Pacifique Nord) affecteront le Pantanal. Les relations linéaires entre les précipitations et la TSM de régions océaniques très spécifiques et même à partir d'indices océaniques spécifiques obtenus dans la présente étude améliorent considérablement la capacité de prévision, principalement en réduisant à deux mois le délai entre le réchauffement de la TSM et les impacts concomitants des précipitations, et en expliquant 80% de la variation des précipitations du Pantanal à partir des principaux indices océaniques (par exemple, ENSO, PDO, NAO, ATL3). Les tendances actuelles de la SST entraîneront des altérations dynamiques des inondations inter et intra-annuelles, affectant considérablement le fonctionnement de l'écosystème du Pantanal, avec des conséquences sur la diversité et la répartition de la faune. En ce qui concerne les scénarios prévisibles de changement climatique et d'utilisation des terres à l'échelle mondiale, les résultats de la présente étude fournissent des preuves solides qui peuvent être utilisées à différents niveaux de prise de décision (du niveau local au niveau mondial) pour identifier les pratiques de gestion les plus appropriées et assurer efficacement la durabilité de l'activité anthropique dans le Pantanal.

Translated Description (Spanish)

El cambio climático representa una amenaza crítica para el Pantanal, el humedal más grande del mundo. Los modelos indican un aumento en la frecuencia de eventos de precipitación extrema y períodos prolongados de sequía. Estos cambios pueden amplificar las consecuencias para el funcionamiento ecológico del Pantanal, que ya ha experimentado una modificación humana intensiva de su sistema hidrológico y de la salud ambiental. El presente estudio analizó la dinámica espacial y temporal de las precipitaciones y los extremos resultantes en el área brasileña de la cuenca alta del río Paraguay (UPRB) junto con una coevaluación de los datos globales de temperatura superficial del mar (SST). Los resultados pronosticados indican que los eventos de precipitación extrema húmeda serán más frecuentes en las tierras altas, mientras que las sequías severas y prolongadas provocadas por el calentamiento de las TSM en el hemisferio norte (océanos Atlántico Norte y Pacífico Norte) afectarán al Pantanal. Las relaciones lineales entre la precipitación con SST de regiones oceánicas muy específicas e incluso de índices oceánicos específicos obtenidos en el presente estudio mejoran significativamente la capacidad de pronóstico, principalmente a partir de una reducción resultante a dos meses del tiempo de espera entre el calentamiento de SST y los impactos de precipitación concomitantes, y explicando el 80% de la variación de precipitación del Pantanal de los principales índices oceánicos (por ejemplo, ENSO, PDO, Nao, ATL3). Las tendencias actuales de SST resultarán en alteraciones dinámicas inter e intraanuales de las inundaciones, afectando drásticamente el funcionamiento del ecosistema del Pantanal, con consecuencias para la diversidad y distribución de la vida silvestre. Con respecto a los escenarios previsibles de cambio climático y de uso del suelo a nivel mundial, los resultados del presente estudio proporcionan evidencia sólida que puede ser utilizada en diferentes niveles de toma de decisiones (de local a global) para identificar las prácticas de manejo más apropiadas y lograr efectivamente la sostenibilidad de la actividad antrópica que ocurre en el Pantanal.

Files

journal.pone.0227437&type=printable.pdf

Files (7.0 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:345f79fd95281e4d9204077b3d61b4ab
7.0 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
هل أنت جاد ؟ هطول الأمطار المتطرفة وديناميكيات الجفاف المتوقعة من تغير درجة حرارة سطح البحر
Translated title (French)
Quo vadis Pantanal ? Précipitations extrêmes attendues et dynamique de la sécheresse en raison de l'évolution de la température de la surface de la mer
Translated title (Spanish)
¿Quo vadis Pantanal? Previsiones de precipitaciones extremas y dinámica de sequía por cambios en la temperatura de la superficie del mar

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2999600532
DOI
10.1371/journal.pone.0227437

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Venezuela

References

  • https://openalex.org/W123534495
  • https://openalex.org/W143066625
  • https://openalex.org/W1459148314
  • https://openalex.org/W1579928783
  • https://openalex.org/W1617495083
  • https://openalex.org/W1631149859
  • https://openalex.org/W1824639456
  • https://openalex.org/W1976678870
  • https://openalex.org/W1977759001
  • https://openalex.org/W1984846142
  • https://openalex.org/W1989381680
  • https://openalex.org/W1997446306
  • https://openalex.org/W1997834612
  • https://openalex.org/W1998143548
  • https://openalex.org/W2002043004
  • https://openalex.org/W2005737601
  • https://openalex.org/W2009705754
  • https://openalex.org/W2017824086
  • https://openalex.org/W2026565242
  • https://openalex.org/W2028412126
  • https://openalex.org/W2029285617
  • https://openalex.org/W2033202395
  • https://openalex.org/W2036761285
  • https://openalex.org/W2048199020
  • https://openalex.org/W2052884132
  • https://openalex.org/W2065860337
  • https://openalex.org/W2068407595
  • https://openalex.org/W2076458653
  • https://openalex.org/W2077031712
  • https://openalex.org/W2082001988
  • https://openalex.org/W2083029259
  • https://openalex.org/W2085004390
  • https://openalex.org/W2088572913
  • https://openalex.org/W2089954212
  • https://openalex.org/W2097208041
  • https://openalex.org/W2112934310
  • https://openalex.org/W2113160879
  • https://openalex.org/W2125394241
  • https://openalex.org/W2126546370
  • https://openalex.org/W2127653396
  • https://openalex.org/W2128556987
  • https://openalex.org/W2135941250
  • https://openalex.org/W2141537899
  • https://openalex.org/W2158086023
  • https://openalex.org/W2158308550
  • https://openalex.org/W2163263379
  • https://openalex.org/W2178535228
  • https://openalex.org/W2261645655
  • https://openalex.org/W2289117537
  • https://openalex.org/W2341223784
  • https://openalex.org/W2347185564
  • https://openalex.org/W2411181024
  • https://openalex.org/W2570950321
  • https://openalex.org/W2593808658
  • https://openalex.org/W2603131484
  • https://openalex.org/W2606727743
  • https://openalex.org/W2616382558
  • https://openalex.org/W2769688003
  • https://openalex.org/W2771159036
  • https://openalex.org/W2785337575
  • https://openalex.org/W2807311366
  • https://openalex.org/W2914936844
  • https://openalex.org/W2948817280
  • https://openalex.org/W2991158177
  • https://openalex.org/W4213327538
  • https://openalex.org/W803908920