Multi-century tree-ring based reconstruction of the Neuquén River streamflow, northern Patagonia, Argentina
Creators
- 1. Universidad Nacional de La Plata
- 2. Centro Científico Tecnológico - Mendoza
- 3. University of Melbourne
- 4. Austral University of Chile
- 5. University of Oxford
Description
Abstract. In most cases, gauged river flow records in southern South America exist for only a few decades, hampering the detection of long-term, decadal to centennial-scale cycles and trends. Long streamflow series can be reconstructed from tree-ring records, offering the opportunity of extending the limited hydrological instrumental data for several centuries or millennia. In northern Patagonia, Argentina, the Neuquén River has great importance for local and national socio-economic activities such as hydroelectric power generation, agriculture and tourism. In this study, new and updated tree-ring chronologies from Araucaria araucana and Austrocedrus chilensis are used to reconstruct the October–June mean streamflow for the Neuquén River and place the period of gauged flows, 1903–2009, in a long-term, multi-century context. The reconstruction covers the period 1346–2000 AD and was developed through a nested principal components regression approach using a network of 43 tree-ring chronologies grouped in composite series. Analyses of the frequency, intensity, and duration of droughts and pluvial events indicate that the 20th century contains some of the driest and wettest annual to decadal-scale events in the past millennium, but longer and more severe events can also be observed in previous centuries. Blackman-Tukey and Singular Spectral Analyses identified various multi-decadal quasiperiodic oscillations with a dominant 6.8-year cycle explaining ca. 23.6% of the total variance in the Neuquén River streamflow reconstruction. We also found that the Neuquén River discharges are related to variations in the Southern Annular Mode (SAM), a measure of air mass exchanges between middle and high latitudes in the Southern Hemisphere. This association is consistent with previous studies which indicate a strong connection between rainfall patterns in northern Patagonia and SAM activity.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
الملخص. في معظم الحالات، توجد سجلات تدفق الأنهار المقاسة في جنوب أمريكا الجنوبية لبضعة عقود فقط، مما يعيق الكشف عن الدورات والاتجاهات طويلة الأجل، العقدية إلى المئوية. يمكن إعادة بناء سلسلة التدفق الطويل من سجلات حلقات الأشجار، مما يتيح الفرصة لتوسيع البيانات الهيدرولوجية المحدودة لعدة قرون أو آلاف السنين. في شمال باتاغونيا، الأرجنتين، يتمتع نهر نيوكين بأهمية كبيرة للأنشطة الاجتماعية والاقتصادية المحلية والوطنية مثل توليد الطاقة الكهرومائية والزراعة والسياحة. في هذه الدراسة، يتم استخدام التسلسل الزمني الجديد والمحدث لحلقات الأشجار من Araucaria araucana و Austrocedrus chilensis لإعادة بناء تدفق التيار المتوسط من أكتوبر إلى يونيو لنهر Neuquén ووضع فترة التدفقات المقاسة، 1903–2009، في سياق طويل الأجل ومتعدد القرون. تغطي إعادة الإعمار الفترة 1346-2000 م وتم تطويرها من خلال نهج انحدار المكونات الرئيسية المتداخلة باستخدام شبكة من 43 تسلسلًا زمنيًا لحلقات الأشجار مجمعة في سلسلة مركبة. تشير تحليلات تواتر وشدة ومدة الجفاف والأحداث الغزيرة إلى أن القرن العشرين يحتوي على بعض أكثر الأحداث السنوية جفافًا ورطوبة على نطاق العقد في الألفية الماضية، ولكن يمكن أيضًا ملاحظة أحداث أطول وأكثر شدة في القرون السابقة. حددت بلاكمان- توكي والتحليلات الطيفية المفردة العديد من التذبذبات شبه الدورية متعددة العقود مع دورة مهيمنة مدتها 6.8 سنة تشرح حوالي 23.6 ٪ من التباين الكلي في إعادة بناء تدفق مجرى نهر نيوكوين. وجدنا أيضًا أن تصريفات نهر نيوكوين مرتبطة بالتغيرات في الوضع الحلقي الجنوبي (SAM)، وهو مقياس لتبادلات الكتلة الهوائية بين خطوط العرض الوسطى والعالية في نصف الكرة الجنوبي. ويتسق هذا الارتباط مع الدراسات السابقة التي تشير إلى وجود صلة قوية بين أنماط هطول الأمطار في شمال باتاغونيا ونشاط سام.Translated Description (French)
Résumé. Dans la plupart des cas, les enregistrements de débit fluvial mesurés dans le sud de l'Amérique du Sud n'existent que depuis quelques décennies, ce qui entrave la détection des cycles et des tendances à long terme, de la décennie au centenaire. Les longues séries d'écoulement fluvial peuvent être reconstruites à partir des enregistrements d'anneaux d'arbres, offrant la possibilité d'étendre les données instrumentales hydrologiques limitées pendant plusieurs siècles ou millénaires. Dans le nord de la Patagonie, en Argentine, le fleuve Neuquén a une grande importance pour les activités socio-économiques locales et nationales telles que la production d'énergie hydroélectrique, l'agriculture et le tourisme. Dans cette étude, des chronologies nouvelles et mises à jour des anneaux d'arbres d'Araucaria araucana et d'Austrocedrus chilensis sont utilisées pour reconstruire le débit moyen d'octobre à juin pour la rivière Neuquén et placer la période des débits mesurés, 1903–2009, dans un contexte à long terme et pluricentenaire. La reconstruction couvre la période 1346-2000 après JC et a été développée par une approche de régression des composantes principales imbriquées à l'aide d'un réseau de 43 chronologies d'anneaux d'arbres regroupées en séries composites. Les analyses de la fréquence, de l'intensité et de la durée des sécheresses et des événements pluviaux indiquent que le XXe siècle contient certains des événements annuels à décennaux les plus secs et les plus humides du dernier millénaire, mais des événements plus longs et plus graves peuvent également être observés au cours des siècles précédents. Les analyses spectrales de Blackman-Tukey et Singular ont identifié diverses oscillations quasi-périodiques multi-décennales avec un cycle dominant de 6,8 ans expliquant environ 23,6% de la variance totale dans la reconstruction de l'écoulement fluvial de la rivière Neuquén. Nous avons également constaté que les rejets de la rivière Neuquén sont liés aux variations du mode annulaire sud (SAM), une mesure des échanges de masse d'air entre les latitudes moyennes et élevées de l'hémisphère sud. Cette association est cohérente avec les études précédentes qui indiquent un lien étroit entre les régimes de précipitations dans le nord de la Patagonie et l'activité de la MAS.Translated Description (Spanish)
Resumen. En la mayoría de los casos, los registros de caudal de los ríos medidos en el sur de América del Sur existen desde hace solo unas pocas décadas, lo que dificulta la detección de ciclos y tendencias a largo plazo, a escala decenal a centenaria. Las series largas de flujos de arroyos se pueden reconstruir a partir de registros de anillos de árboles, lo que ofrece la oportunidad de extender los limitados datos instrumentales hidrológicos durante varios siglos o milenios. En el norte de la Patagonia, Argentina, el río Neuquén tiene una gran importancia para las actividades socioeconómicas locales y nacionales, como la generación de energía hidroeléctrica, la agricultura y el turismo. En este estudio, se utilizan cronologías de anillos de árboles nuevas y actualizadas de Araucaria araucana y Austrocedrus chilensis para reconstruir el caudal medio de octubre-junio para el río Neuquén y colocar el período de caudales medidos, 1903-2009, en un contexto a largo plazo y de varios siglos. La reconstrucción cubre el período 1346–2000 dC y se desarrolló a través de un enfoque de regresión de componentes principales anidados utilizando una red de 43 cronologías de anillos de árboles agrupadas en series compuestas. Los análisis de la frecuencia, intensidad y duración de las sequías y los eventos pluviales indican que el siglo XX contiene algunos de los eventos a escala anual a decenal más secos y húmedos del último milenio, pero también se pueden observar eventos más largos y severos en siglos anteriores. Los análisis espectrales de Blackman-Tukey y Singular identificaron varias oscilaciones cuasiperiódicas multidecadales con un ciclo dominante de 6,8 años que explica aproximadamente el 23,6% de la varianza total en la reconstrucción del caudal del río Neuquén. También encontramos que las descargas del río Neuquén están relacionadas con variaciones en el Modo Anular Sur (SAM), una medida de los intercambios de masa de aire entre latitudes medias y altas en el hemisferio sur. Esta asociación es consistente con estudios previos que indican una fuerte conexión entre los patrones de lluvia en el norte de la Patagonia y la actividad de SAM.Files
      
        cp-8-815-2012.pdf.pdf
        
      
    
    
      
        Files
         (7.1 MB)
        
      
    
    | Name | Size | Download all | 
|---|---|---|
| md5:435906fd5134a53ac52e5e67fbd7a5a6 | 7.1 MB | Preview Download | 
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- إعادة بناء سلسلة أشجار متعددة القرون لتدفق مجرى نهر نيوكين، شمال باتاغونيا، الأرجنتين
- Translated title (French)
- Reconstruction du cours d'eau de la rivière Neuquén sur la base d'un anneau d'arbres datant de plusieurs siècles, dans le nord de la Patagonie, en Argentine
- Translated title (Spanish)
- Reconstrucción basada en anillos de árboles de varios siglos del arroyo del río Neuquén, norte de la Patagonia, Argentina
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4253457681
- DOI
- 10.5194/cpd-7-3541-2011
            
              References
            
          
        - https://openalex.org/W1627286860
- https://openalex.org/W1970026457
- https://openalex.org/W1975890931
- https://openalex.org/W1986285479
- https://openalex.org/W1987472139
- https://openalex.org/W2003771826
- https://openalex.org/W2005409799
- https://openalex.org/W2009304536
- https://openalex.org/W2010061789
- https://openalex.org/W2010560237
- https://openalex.org/W2017894698
- https://openalex.org/W2028644122
- https://openalex.org/W2032695494
- https://openalex.org/W2033030060
- https://openalex.org/W2043908206
- https://openalex.org/W2044550568
- https://openalex.org/W2052486546
- https://openalex.org/W2062486212
- https://openalex.org/W2073556101
- https://openalex.org/W2105942117
- https://openalex.org/W2108119053
- https://openalex.org/W2112540682
- https://openalex.org/W2117712654
- https://openalex.org/W2120115499
- https://openalex.org/W2142635246
- https://openalex.org/W2145706695
- https://openalex.org/W2161879188
- https://openalex.org/W2163141195
- https://openalex.org/W2168605623
- https://openalex.org/W2172478360
- https://openalex.org/W4237630127