Drivers of hydrological extremes in current and future climates: the role of atmospheric moisture transport

Abstract

The main objective of this PhD thesis project is to determine the influence of moisture transport on the occurrence of hydrological extremes, in particular daily precipitation extremes and periods of drought, both in present and future climate. The first objective is to determine the influence of moisture transport in present and future climate on daily precipitation extremes. For this objective, moisture transport will be quantified from an Eulerian perspective, at grid scale using IVT (Integrated Vertical Transport). The second objective is to determine the influence of the moisture source on the precipitation deficit in drought episodes. For this objective, moisture transport will be quantified from a Lagrangian perspective, estimating the origin of the water vapour that generates precipitation in each specific region. With respect to the methodology used, statistical techniques of the Extreme Value Theory will be used, as well as copula models in order to study the dependence between the variables under study.

El objetivo central de este proyecto de tesis doctoral es determinar la influencia tanto en clima presente como futuro del transporte de humedad en la ocurrencia de extremos hidrológicos, en particular en los extremos de precipitación diaria y en periodos de sequía. El primer objetivo consiste en determinar la influencia del transporte de humedad en clima presente y futuro en la precipitación diaria extrema. Para este objetivo se cuantificará el transporte de humedad desde una perspectiva euleriana, a escala de grid mediante el IVT (“Integrated Vertical Transport” - transporte de humedad integrado en la vertical). En el segundo objetivo se pretende determinar la influencia del origen de la humedad en el déficit de precipitación en episodios de sequía. Para este objetivo se cuantificará el transporte de humedad desde una perspectiva lagrangiana, estimando el origen del vapor de agua que genera precipitación en cada región específica. Con respecto a la metodología utilizada, se utilizarán técnicas estadísticas de la Teoría de Valores Extremos, así como modelos de cópulas para estudiar la dependencia entre las variables en estudio.

O obxectivo central deste proxecto de tese doutoral é determinar a influencia tanto en clima presente como futuro do transporte de humidade na ocorrencia de extremos hidrolóxicos, en particular nos extremos de precipitación diaria e en períodos de seca. O primeiro obxectivo consiste en determinar a influencia do transporte de humidade en clima presente e futuro na precipitación diaria extrema. Para este obxectivo cuantificarase o transporte de humidade desde unha perspectiva euleriana, a escala de grid mediante o IVT (“Integrated Vertical Transport” - transporte de humidade integrado na vertical). No segundo obxectivo preténdese determinar a influencia da orixe da humidade no déficit de precipitación en episodios de seca. Para este obxectivo cuantificarase o transporte de humidade desde unha perspectiva lagranxiana, estimando a orixe do vapor de auga que xera precipitación en cada rexión específica. Con respecto á metodoloxía utilizada, utilizaranse técnicas estatísticas da Teoría de Valores Extremos, así como modelos de cópulas para estudar a dependencia entre as variables en estudo.