Impacts of climate change and climate variability on the spatio-temporal hydrological dynamics of Amazonia

Abstract

The hydrological dynamics of the Amazon River basin are explored by studying the coupled water and energy balances within the Budyko Framework, using data of precipitation, runoff, actual and potential evapotranspiration in up to 146 sub-catchments. These are examined from the perspective of comparative hydrology, that its, regional patterns of hydrological quantities are used to design classification systems that consider the similarities between the catchments, revealing information about their co-evolution in terms of the underlying climatic, geological, ecological and landscape characteristics. An effort has been made towards diagnosing, understanding and modeling the hydrological variables at the sub-catchment scale, as well as predicting their fluctuations at the annual, interannual, the long-term time scale and the symmetry between them. For this reason, this dissertation contributes to update and strengthen evidences of natural climate variability, as well as possible signs of climate change in Amazonia.

Resumen: Se explora la dinámica hidrológica de la cuenca del río Amazonas mediante el estudio de los balances acoplados de agua y energía en el marco de la hipótesis de Budyko, usando datos de precipitación, escorrentía, evapotranspiración real y potencial en hasta 146 subcuencas. Éstas son estudiadas desde el punto de vista de la hidrología comparativa, en la que se usan los patrones regionales de las variables hidrológicas para diseñar sistemas de clasificación que tengan en cuenta las similitudes entre las cuencas, revelando información acerca de su co-evolución en términos de las características climáticas, geológicas, ecológicas y del paisaje. Con este trabajo se ha tratado de avanzar en el diagnóstico, la comprensión y el modelamiento de las variables hidrológicas en las sub-cuencas, así como la predicción de sus fluctuaciones en las escalas de tiempo anual, interanual, el largo plazo y la simetría entre éstas. Por esta razón, esta tesis ha contribuido a actualizar y fortalecer las evidencias de la variabilidad natural del clima, así como en la detección de posibles señales de cambio climático en la Amazonía.