The combined effect of climate oscillations in producing extremes: the 2020 drought in southern Brazil

Abstract

ABSTRACT The 2020 drought in southern Brazil, which culminated in late summer and early autumn (February-March-April), displayed one of the most deficient rainfall totals in such trimester. This period of the year has already been dominated by negative rainfall deviations since the end of the 1990s. This recent drought represents, therefore, a significant worsening in an already unfavorable situation of water availability. Such long-term behavior is due to the combination of opposite phases of two interdecadal oscillations in the sea surface temperature: the positive phase of the Atlantic Multidecadal Oscillation and the negative phase of the Pacific Interdecadal Oscillation. This combination produces variation in the atmospheric basic state that favors less rainfall in southern Brazil at this time of the year and more frequent occurrence of droughts. For an extreme event to occur, it is usually necessary that, in addition to interdecadal oscillations, an interannual oscillation event occurs that also favors drought, such as the events of Central El Niño in 2020 and La Niña in 2009 and 2012, years of droughts in southern Brazil during the same phase combination of the two interdecadal oscillations. Anthropic climate changes can intensify the frequency and intensity of these extreme events.RESUMO A seca de 2020 no Sul do Brasil, que culminou no final do verão e início do outono (fevereiro-março-abril), apresentou um dos mais deficientes totais pluviométricos em tal trimestre. Tal período do ano já vinha apresentando predominância de desvios pluviométricos negativos desde o final dos anos 1990. Esta recente seca representa, portanto, piora significativa num quadro já desfavorável de disponibilidade hídrica. Tal comportamento de longo prazo deve-se à combinação de fases opostas de duas oscilações climáticas interdecadais na temperatura da superfície do mar: a fase positiva da Oscilação Multidecadal do Atlântico e a fase negativa da Oscilação Interdecadal do Pacífico. Tal combinação produz variação no estado básico da atmosfera que favorece estiagem no Sul do Brasil nessa época do ano e a ocorrência mais frequente de secas. Para que ocorra um evento extremo, geralmente é necessário que, em adição a oscilações interdecadais, ocorra um evento de oscilação interanual que também favoreça a seca, como os eventos de El Niño Central em 2020 e La Niña em 2009 e 2012, anos de secas no Sul do Brasil durante a mesma combinação de fases das duas oscilações interdecadais. Mudanças climáticas antrópicas podem intensificar a frequência e intensidade destes eventos extremos.