Factors determining the soil available water during the last two decades (1997–2019) in southern Spain

Funding for open access charge: Universidad de Granada/CBUA. This study was part of the research project "Incidence of global change in contrasted Mediterranean landscapes," GLOMED-LAND (CSO2016-75898-P), funded by the Ministry of Economy and Competitiveness.Assessing soil hydrological conditions can provide essential information for understanding the environmental processes that affect ecosystem services and, particularly in the context of ongoing climate change. This is key in areas affected by water scarcity such as the Mediterranean belt. Therefore, the main goals of this research are (i) to assess the main rainfall dynamics and trends of some representative hotspots along with southern Spain and (ii) to determine the impact on the soil available water content (AWC) over the last two decades. An analysis of daily precipitation and soil hydrological conditions was combined with soil sampling (543) and laboratory analyses to evaluate the properties related to the soil infiltration and retention capacity. The results show that the organic factors control soil properties and their hydrodynamics in southern Spain. Furthermore, a general declining trend in soil water availability is observed over the last two decades. This is more extreme in arid and semi-arid areas, where there have been several years in the last decade with more than 200 days without the available water content. Moreover, in these areas, heavy rainfall during specific moments of the year is the key factor that manifests a greater incidence in areas with steeper slopes, which in turn, also conditions the biological factors and the hydrodynamics of the soil. In short, in the context of climate change, the analysis of soil hydrological dynamics could be used to identify biodiversity thresholds in the Mediterranean area and even to detect phenological changes in specific plant species.Ministry of Economy and Competitiveness CSO2016-75898-

Modelización del aprovechamiento de la precipitación en los embalses de la provincia de Málaga

Ponencia presentada en: XII Congreso de la Asociación Española de Climatología celebrado en Santiago de Compostela entre el 19 y el 21 de octubre de 2022.[ES]En este trabajo, partiendo de la modelización hidrológica, hemos elaborado un modelo de aprovechamiento de la lluvia en las cuencas vertientes de los embalses de la provincia de Málaga. Para ello hemos utilizado los datos de las aportaciones mensuales de los siete embalses de la provincia de Málaga, suministrados por la Red SAIH-Hidrosur, así como la precipitación y temperatura diaria de las estaciones de AEMET asociadas a las cuencas de cada uno de estos embalses. Hemos supuesto que la aportación a un embalse en un mes determinado debe depender de la temperatura de ese mes, de la lluvia de ese mes, la cantidad que ha caído y la intensidad con la que ha caído, así como la lluvia caída los meses anteriores, y la forma en que ha caído en esos meses anteriores. De esta forma, para cada embalse, planteamos un modelo en el que suponemos que hay tres factores de aprovechamiento de la lluvia, inferior, medio y superior, que dependen de que la precipitación diaria quede por debajo, entre o por encima de dos niveles determinados de precipitación, inferior y superior, así como del nivel de evapotranspiración en esa zona y en ese mes. Este modelo utiliza 23 parámetros, entre niveles de aprovechamiento, evapotranspiración y precipitación en los meses anteriores, que se ajustan a sus valores óptimos mediante un algoritmo de inteligencia artificial, que maximiza la correlación entre la aportación real y la simulada. Finalmente, se analizan los resultados para los distintos embalses.[EN]In this work, based on hydrological modeling, we have elaborated a model of rainfall use in the catchment basins of the reservoirs of the province of Malaga. For this purpose, we have used the monthly inflow data of the seven reservoirs of the province of Malaga, supplied by the SAIH-Hidrosur Network, as well as the daily precipitation and temperature of the AEMET stations associated with the catchment areas of each of these reservoirs. We have assumed that the contribution to a reservoir in a given month should depend on the temperature of that month, the rainfall of that month, the amount that has fallen and the intensity with which it has fallen, as well as the rainfall in previous months, and the way it has fallen in those previous months. Thus, for each reservoir, we propose a model in which we assume that there are three rainfall utilization factors, lower, middle and upper, which depend on the daily rainfall being below, between or above two given levels of rainfall, lower and upper, as well as the level of evapotranspiration in that area and in that month. This model uses 23 parameters, including levels of utilization, evapotranspiration and precipitation in previous months, which are adjusted to their optimal values by means of an artificial intelligence algorithm, which maximizes the correlation between the real and simulated contribution. Finally, the results are analyzed for the different reservoirs

Dinámica de la precipitación torrencial en el sur de España

Ponencia presentada en: XII Congreso de la Asociación Española de Climatología celebrado en Santiago de Compostela entre el 19 y el 21 de octubre de 2022.[ES]En ámbitos mediterráneos a la hora de determinar patrones pluviométricos y su dinámica, han de considerarse no solo aspectos cuantitativos, sino variables conectadas con la intensidad, duración y frecuencia de las lluvias. Así, el principal objetivo de este estudio pasa por caracterizar el patrón torrencial de la dinámica pluviométrica reciente. Para ello, se han analizado los datos de lluvia de diferentes estaciones meteorológicas distribuidas a lo largo de la cuenca mediterránea andaluza, teniendo en cuenta los diferentes umbrales de torrencialidad definidos para precipitaciones diarias, horarias y diezminutales. Las principales técnicas utilizadas se han basado en análisis estadísticos y probabilísticos, no obstante, se ha desarrollado la metodología para el cálculo de la erosividad de la lluvia. Los resultados muestran un incremento en el número de eventos torrenciales y en la erosividad de la lluvia. Este estudio confirma la creciente importancia de los aguaceros mediterráneos o precipitación geomorfológica, eventos de corta duración capaces de activar procesos hidrológicos en las formaciones superficiales.[EN]To determine rainfall patterns and their dynamics in Mediterranean areas, variables connected with rainfall intensity, duration, and frequency, as well as quantitative aspects, must be considered. Thus, the main objective of this study is to characterize the torrential pattern of recent rainfall dynamics. To this end, rainfall data from different meteorological stations distributed throughout the Andalusian Mediterranean basin have been analyzed, considering the different rainfall thresholds defined for daily, hourly, and ten-minute rainfall. The main methods used have been based on statistical and probabilistic analyses, however, the methodology for calculating rainfall erosivity has been developed. The results show an increase in the number of torrential events and rainfall erosivity. This study confirms the growing importance of Mediterranean downpours or geomorphological rainfall, short duration events capable of activating hydrological processes in surface formations.Este trabajo forma parte de dos proyectos de investigación, por un lado, “Crisis Climática en el Mediterráneo Andaluz: incidencia en la Agricultura y el Despoblamiento. Vulnerabilidad, riesgos y estrategias de adaptación (CCLIMAAD)” (UMA20-FEDERJA-141) financiado por el Marco del Programa Operativo FEDER Andalucía 2014-2020 (Fase II); y, por otro lado, “Efecto de los cambios de uso del suelo en la dinámica eco-geomorfológica en ambientes mediterráneos, a diferentes escalas, en el contexto del Cambio Global (ECUDES)” (PID2019-104046RB-100) financiado por el Ministerio de Economía y Competitividad (MINECO)

Repercusiones de la variabilidad pluviométrica en la dinámica xérica de los suelos del sur de España

Ponencia presentada en: XII Congreso de la Asociación Española de Climatología celebrado en Santiago de Compostela entre el 19 y el 21 de octubre de 2022.[ES]La variabilidad espacio temporal de la pluviometría en el sur de España, unido a la existencia de un claro gradiente pluviométrico longitudinal y, a los ya constatables indicadores de cambio climático, está incidiendo directamente en el contenido de humedad del suelo, lo que, dependiendo de la capacidad de retención de este, afectará a su contenido de agua útil, marcando diferentes escenarios de vulnerabilidad, puesto que no todos los ecosistemas poseen similar capacidad adaptativa. El objetivo del presente estudio es analizar la evolución del contenido de agua útil del suelo durante los últimos 28 años en el sur de España, y a partir de ahí, determinar la dinámica de los periodos xéricos. Los resultados muestran una variabilidad de respuestas en la ampliación de los periodos xéricos del suelo, con un marco general de reducción de disponibilidad de agua útil para la vegetación y, por tanto, una incidencia en la fenología de las plantas.[EN]The tempo-spatial rainfall variability in southern Spain, together with the existence of a clear longitudinal pluviometric gradient, and the already verifiable indicators of climate change, are directly influencing the soil moisture content, which, depending on his soil retention capacity, will affect its available water content, marking different vulnerability scenarios, since not all ecosystems have similar adaptive capacity. The objective of this study is to analyze the evolution of the soil available water during the last 28 years in southern Spain, and from there, to determine the dynamics of the xeric periods. The results show a variability of responses in the extension of the xeric periods of the soil, with a general framework of reduced availability of the water for the vegetation and, therefore, an incidence on the phenology of the plants.Este trabajo forma parte de dos proyectos de investigación, por un lado, “Crisis Climática en el Mediterráneo Andaluz: incidencia en la Agricultura y el Despoblamiento. Vulnerabilidad, riesgos y estrategias de adaptación (CCLIMAAD)” (UMA20-FEDERJA-141) financiado por el Marco del Programa Operativo FEDER Andalucía 2014-2020 (Fase II); y, por otro lado, “Efecto de los cambios de uso del suelo en la dinámica eco-geomorfológica en ambientes mediterráneos, a diferentes escalas, en el contexto del Cambio Global (ECUDES)” (PID2019-104046RB-100) financiado por el Ministerio de Economía y Competitividad (MINECO)

Differences in the Soil Quality Index for Two Contrasting Mediterranean Landscapes in Southern Spain

Soil quality indexes (SQIs) are very useful in assessing the status and edaphic health of soils. This is particularly the case in the Mediterranean area, where successive torrential rainfall episodes give rise to erosion and soil degradation processes; these are being exacerbated by the current climate crisis. The objective of this study was to analyze the soil quality in two contrasting Mediterranean watersheds in the province of Malaga (Spain): the middle and upper watersheds of the Rio Grande (sub-humid conditions) and the Benamargosa River (semi-arid conditions). Field soil sampling was carried out at representative sites, and the soils were subsequently analyzed for various edaphic properties in the laboratory. From the resulting data, the mean values have been grouped and reclassified, and, based on a multicriteria evaluation, an SQI for the study region was generated. The results show that there are major differences between the two watersheds, with optimal soil quality values being found in the Rio Grande watershed (very high soil quality—34.26%), but more unfavorable values occurring throughout most of the Benamargosa River watershed (very low soil quality—63.33%). Thus, these results have been subjected to a validation process in the field