Long-term drought variability and trends in Barcelona (1787-2014)

Long-term drought variability and trends were assessed in Barcelona at annual and seasonal scale for the period 1787-2014 and sub-periods 1851-2014, 1901-2014 and 1951-2014 to identify changes in drought patterns across time. High quality and adjusted monthly temperature and precipitation series were required for this purpose. The Standardized Precipitation Index (SPI), based on precipitation, and the Standardized Precipitation Evapotranspiration Index (SPEI), based on the difference between precipitation and reference evapotranspiration (ET0), were calculated to describe temporal drought fluctuations. Therefore, major droughts and wet events were identified and an accurate analysis of drought severity, magnitude and duration were also carried out.Both drought indices provided similar results related to drought variability and trends in Barcelona across time, although the SPEI showed larger drought severity than SPI especially during the second half of the 20th century. Trends analysis revealed a significant drying trend at annual scale according to the SPEI since mid-19th century while the SPI did not show changes in drought patterns. At seasonal scale, both the SPI and SPEI found a clear drying trend only for summer (JJA) during the current period (1951-2014), although the SPEI was indicating the trend towards drier conditions for the whole period (1787-2014). Drought severity in SPEI series increased 13% during the second half of the 20th century compared with the whole period under study while drought magnitude and duration did not present significant changes in both the SPI and SPEI series. The increasing atmospheric evaporative demand associated to the large temperature rising experienced in Barcelona during the last decades could have played a substantial role in explaining the increase of drought severity and trends found in the SPEI series.La variabilidad y las tendencias de las sequías han sido evaluadas para Barcelona a escala anual y estacional durante el período 1787-2014 y los subperíodos 1851-2014, 1901-2014 y 1951-2014 con el fin de identificar cambios en los patrones de sequía. Para este propósito se han usado datos mensuales de temperatura y precipitación de alta calidad y ajustados de Barcelona. La fluctuación de las sequías ha sido descrita a partir del cálculo del Índice de Precipitación Estandarizada (SPI), basado en la precipitación, y del Índice de Precipitación Evapotranspiración Estandarizada (SPEI), basado en la diferencia entre la precipitación y la evapotranspiración de referencia (ET0). Además, se han identificado las sequías extremas y los eventos húmedos extremos y se ha analizado cuidadosamente la evolución de la severidad, magnitud y duración de dichos eventos. Los dos índices de sequía utilizados en este estudio han arrojado resultados similares por lo que se refiere a variabilidad y tendencias en las sequías, pero el índice SPEI ha mostrado mayor severidad en las sequías que el SPI, especialmente durante la segunda mitad del siglo XX. El análisis de tendencias ha revelado una tendencia significativa hacia condiciones más secas a escala anual según el índice SPEI desde mediados del siglo XIX, mientras que el SPI no ha mostrado cambios en los patrones de sequía. A escala estacional, tanto el SPI como el SPEI han señalado una clara tendencia hacia condiciones más secas únicamente en verano (JJA) durante la segunda mitad del siglo XX (1951-2014), a pesar de que el SPEI ya había detectado dicha tendencia durante todo el período de estudio. La severidad de las sequías se ha incrementado un 13% durante el período 1951-2014 comparado con el período 1787-2014, mientras que la magnitud y la duración de las sequías no han registrado cambios sustanciales en ambos índices de sequía. El incremento de la demanda de evaporación atmosférica asociada al aumento de la temperatura experimentado en Barcelona durante las últimas décadas podría haber jugado un papel destacado para explicar el incremento de la severidad de las sequías según las tendencias encontradas en las series del SPEI