[en] Understanding the snow-streamflow relationship is fundamental for water resources management in mountains catchments. In the current global warming situation, temperature and precipitation regimes are being modifying and therefore, the snow-streamflow connection alters. These changes are already visible in mountain areas in the Mediterranean region, which can serve as precursors to future scenarios of change in other mountains areas worldwide. In Mediterranean mountains, precipitation intensity is altering its frequency and severity, and thus modifying snow dynamics and their impacts on the hydrological regime. In this context, this thesis aims for better understanding the relationship between snow dynamics and streamflow response in semiarid mountains regions, accounting specially for the impact of extreme snow events, such as snow drought in the streamflow. The Sierra Nevada Mountain Range was selected as a representative example of a Mediterranean mountain area to carry out this thesis. The first part of the thesis deepens in a better understanding of the role of snow melting in streamflow response. The focus was centered in analyzing how to separate baseflow from the streamflow, since this slow component is the most affected by snow melting. A robust review of the main methods for studying baseflow, including Recursive Digital Filters (RDFs), hydrological modeling, and the use of chemical tracers, was done. A list of recommendation when portioning baseflow over Mediterranean mountain areas were proposed. The reflections obtained in the review were applied to a case study in which the spatiotemporal variability of baseflow using RDFs and hydrological modeling was done. The analysis was conducted at different spatiotemporal scales, allowing for the comparison of different methods, and assessing their adaptability in Mediterranean mountain environments. Secondly, a better understanding of the wet-snow dynamics and its related changes in streamflow response in semi-arid mountains have been characterized through the combined use of optical- and microwave- remote sensing information, terrestrial images, hydrological modeling, and meteorological variables. The results proved that microwave imagery was able not only to capture the final spring melting but also all melting cycles that commonly appear throughout the year in these types of environments. In addition, four different types of meltingrunoff onsets depending on physical snow condition were identified. Finally, a linear connection between melting dynamics and streamflow was found for long-lasting melting cycles. Finally, the analysis of snow extreme events, as snow droughts was analyzed. The standardized precipitation index, and the standardized snowfall index and the streamflow drought index, were combined to analyze the concomitance of precipitation and snowfall droughts and their impact on hydrological droughts. The joint analysis of these indexes allowed us to classify the four potential situations in relation to the occurrence of hydrological drought in the study catchments. The results showed the relevant seasonality of snowfall droughts in this area, and the importance of persistent precipitation drought as antecedent conditions for the impacts of low-snow years on the spring and summer streamflow. The use of these indices was also presented as a tool for management that will allow to face situations of water scarcity with better strategies in the medium and long term.

[es] Comprender la relación entre la nieve y el caudal es fundamental para la gestión de los recursos hídricos en las cuencas montañosas. En el actual escenario de calentamiento global, los regímenes de temperatura y precipitación están cambiando, alterando así la conexión entre la nieve y el caudal. Estos cambios ya son visibles en áreas montañosas de la región mediterránea, lo que puede servir como precursor de futuros escenarios de cambio en otras áreas montañosas en todo el mundo. En las montañas mediterráneas, la intensidad de las precipitaciones está modificando su frecuencia y severidad, y, por lo tanto, está modificando la dinámica de la nieve y sus impactos en el régimen hidrológico. En este contexto, esta tesis tiene como objetivo comprender mejor la relación entre la dinámica de la nieve y la respuesta del caudal en regiones montañosas semiáridas, prestando especial atención al impacto de eventos extremos de nieve, como la sequía de nieve en el caudal. La Sierra Nevada fue seleccionada como un ejemplo representativo de una zona montañosa mediterránea para llevar a cabo esta tesis. En la primera parte de la tesis, se profundiza en una mejor comprensión del papel de la fusión de la nieve en la respuesta del caudal. El enfoque se centró en analizar cómo separar el caudal base del caudal total, ya que este componente lento es el más afectado por la fusión de la nieve. Se realizó una revisión exhaustiva de los principales métodos para estudiar el caudal base, que incluyen "Recursive Digital Filters" (RDFs), modelado hidrológico y el uso de trazadores químicos. Se propusieron recomendaciones para la partición del caudal base en áreas montañosas mediterráneas. Las reflexiones obtenidas en la revisión se aplicaron a un estudio de caso en el que se realizó una variabilidad espacio-temporal del caudal base utilizando RDFs y modelado hidrológico. El análisis se llevó a cabo en diferentes escalas espacio-temporales, lo que permitió la comparación de diferentes métodos y evaluó su adaptabilidad en entornos montañosos mediterráneos. En segundo lugar, se mejoró la caracterización de la dinámica de la nieve húmeda y sus cambios relacionados en la respuesta del caudal en montañas semiáridas mediante el uso combinado de información de teledetección óptica y de microondas, imágenes terrestres, modelado hidrológico y variables meteorológicas. Los resultados demostraron la capacidad de la teledetección de microondas para capturar no solo la fusión final de primavera, sino también todos los ciclos de fusión que comúnmente aparecen a lo largo del año en estos entornos. Además, se identificaron cuatro tipos diferentes de inicios de fusión según la condición física de la nieve. Finalmente, se encontró una conexión lineal entre la dinámica de fusión y el caudal para ciclos de fusión prolongados. Por último, se analizaron los eventos extremos de nieve, como las sequías de nieve. Se combinaron el índice de precipitación estandarizado, el índice de nevadas estandarizado y el índice de sequía del caudal para analizar la coexistencia de las sequías de precipitación y nevadas y su impacto en las sequías hidrológicas. El análisis conjunto de estos índices nos permitió clasificar las cuatro situaciones potenciales en relación con la ocurrencia de sequía hidrológica en las cuencas de estudio. Los resultados mostraron la relevante estacionalidad de las sequías de nevadas en esta área y la importancia de las sequías persistentes de precipitación como condiciones antecedentes para los impactos de los años con poca nieve en el caudal de primavera y verano. El uso de estos índices también se presentó como una herramienta de gestión que permitirá enfrentar situaciones de escasez de agua con mejores estrategias a medio y largo plazo.