Application of the standardized precipitation evapotranspiration index (SPEI) to identify wet and drought periods in the andean and extra andean Argentinean Patagonia

Abstract

El objetivo de la presente investigación es identificar y caracterizar los períodos de sequía y humedad en la región andina y extra andina de la cuenca del río Senguer en la Patagonia Argentina y relacionarlos con las fluctuaciones en la profundidad del lago Musters. Al estar localizado en la cuenca baja el lago reflejan los cambios hidrológicos producidos tanto en el sector andino como en el extra andino. Para el estudio de los períodos de sequía y humedad se utilizó el Índice de Precipitación Evapotranspiración Estandarizada (SPEI). Se analizaron las series de tiempo mensuales (período 1998-2015; 216 meses) del SPEI 3M en una estación ubicada en la cordillera (C.Sup.), otra en el sector extra andino (C.Inf.) y la profundidad del lago Musters. Se calculó la correlación y desfasaje entre el SPEI 3M de cada estación y la variación en la profundidad del lago. En ambas estaciones el porcentaje de meses secos (C.Inf = 38%; C.Sup = 36%) supero al de los meses húmedos (C.Inf = 29%; C.Sup = 15%). En el mismo período la profundidad del lago tuvo una tendencia decreciente (-0,7m). La correlación entre la serie de tiempo del SPEI 3M de ambas estaciones y la variación en la profundidad del lago es elevada (coherencia cuadrada ≥ 0,83) a escala anual. Un período de humedad o sequía en la región andina tarda tres meses, y en la extra andina medio mes, en verse reflejados en la profundidad del lago.

The objective of this study was to identified and characterize wet and drought periods in the andean and extra andean regions of the Senguer river basin located in the Argentinean Patagonia. The effects of those events over the fluctuations in the depth of the Musters lake was also studied. The lake is localized in the lower basin, thus changes in its depth reflects hydrological changes produces by drought and humid events in both andean and extra andean region. The Standardized Precipitation Evapotranspiration Index (SPEI) was analized to identify wet and drought periods. Monthly time series (1998-2015; 216 months) of the SPEI 3M in a station located in the andean sector (C.Sup.), another station in the extra andean sector (C.Inf.) and the Musters lake depth were analyzed. The correlation and phase shift between the time serie of the SPEI 3M of each station and the variations in the depth of the lake was calculated. The percentage of drought months (C.Inf = 38%; C.Sup = 36%) were higher than humid months (C.Inf = 29%; C.Sup = 15%) for both station. During the same period, lake depth decreased -0.7m. Cross-spectra showed high squared coherence (>0.83) over annual period between lake depth and the SPEI 3M of both stations. A drought or humid periods in the andean region and the extra andean region takes three month and half a month, respectively, to produce changes in the lake depth.Keywords: Drought and wet periods; SPEI; Lake depth; Argentinean Patagonia; Andean and extra andean region.