Regime shifts, trends and interannual variations of water level in Mirim Lagoon, southern Brazil

Abstract

Long-term changes of water level in Mirim Lagoon, southern Brazil, are strongly associated with the El Niño-Southern Oscillation (ENSO). However, the relationship between the water lever recordand the Southern Oscillation Index changed during the last century. Two different regimes are identified. The first regime (1912-58) is drier than the second (1958-2002). Shifts in variance and wavelet analyses suggest that the extreme floods of 1941 and the subsequent drought of 1943-45 were very unusual climatic events. The following years, from 1945 to 1963, appear to be a transition towards a new climatic state characterized by more frequent El Niños. A positive trend for the entire period (> 1 m) was detected and is significant. The trend is apparently related to the higher frequency of ENSO warm events in the Pacific Ocean during the second half of the last century and references in literature report that this trend affects a wide region in subtropical South America. The record from Mirim Lagoon, spanning over 90 years, is a rare and very important indicator of long-term climatic variations and should be maintained and monitored in order to assess potential environmental changes.

Mudanças de regime, tendências e variações interanuais de nível na Lagoa Mirim, sul do Brasil. Mudanças de longo período no nível da Lagoa Mirim, sul do Brasil, são fortemente associadas ao El Niño-Oscilação Sul. Entretanto, a relação entre nível registrado e o Índice de Oscilação Sul mudou ao longo do século passado. Dois regimes diferentes são identificados. O primeiro regime(1912-58)é mais seco que o segundo(1958-2002). Mudanças na variância e análise por ondeletas sugerem que a extrema inundação de 1941 e a seca subsequente de 1943-45 foram eventos climáticos singulares. Os anos seguintes, entre 1945-63, parecem ser uma transição para um novo estado climático, caracterizado pela maior frequência de El Niños. Uma tendência positiva maior que 1m para todo o período foi detectada e é significante. A tendência parece relacionada à maior freqüência de El Niños no Oceano Pacífico durante a segunda metade do século passado e referências na literatura indicam que essa tendência afeta uma vasta região da América do Sul subtropical. O registro da Lagoa Mirim, cobrindo mais de 90 anos, é um raro e importante indicador de variações climáticas de longo período e deve ser monitorada com a finalidade de avaliar potenciais mudanças ambientais.