AXE THÉMATIQUE 2: Fluctuations hydrologiques et climatiques vs. changement climatique

Responsables thème

N. Philippon, W. Pokam, G. Mahé, J. C. Ntonga

Enjeux

L’analyse des précipitations d’Afrique centrale est surtout centrée sur les cumuls pluviométriques annuels et saisonniers, leur variabilité et prévisibilité. Cependant, il existe une très forte hétérogénéité à travers la région de la variabilité des pluies (Balas et al., 2007 ; Bigot et al., 1998 ; Dezfuli, 2011 ; Dezfuli et Nicholson, 2013 ; Nicholson et Dezfuli, 2013) en raison de la diversité des sources de forçage (Farnsworth et al., 2011). Seule la façade Atlantique présente des téléconnexions significatives avec le phénomène ENSO (Nicholson et Kim, 1997) et l’Atlantique Sud (Camberlin et al., 2001 ; Lutz et al., 2015). Cette faible cohérence spatiale des précipitations saisonnières ajoutée à un régime pluviométrique bimodal aux amplitudes et stabilité interannuelle également faible que l’échelle principale de variabilité est intra-saisonnière (Jackson et al., 2009 ; Kamsu-Tamo et al., 2014 ; Sandjon et al., 2014, Vondou et al., 2010).

Alors que les modalités et mécanismes de la variabilité intra-saisonnière pluviométrique (type MJO, ondes de Kelvin, etc.) sont assez bien établies pour les régions semi-arides voisines, très peu d’études ont porté sur cette variabilité (Jackson et al ., 2009; Kamsu Tamo et al., 2014; Sandjon et al., 2014; Vondou et al., 2010) où celle de paramètres tels que les dates de démarrage ou de fin des saisons en AC (Guenang et Mkankam Kamga, 2012). Les connaissances sur la variation encore à l’échelle diurne sont plus ténues du fait du manque de données de in-situ infra-journalières. Des analyses novatrices et porteuses ont été initiées pour l’AC par certains partenaires du LMI DYCOFAC en exploitant les données de nébulosité et de rayonnement solaire incident du satellite MSG, paramètres particulièrement importants pour les écosystèmes forestiers, en plus des précipitations. Ainsi (Dommo et al., 2017) pour la première fois la distribution spatiale et l’évolution diurne de la nébulosité basse qui affecte la façade Atlantique de l’Afrique centrale en JJAS selon des valeurs de fréquence (> 60 %) rencontrées nullement part ailleurs sous les tropiques. En limitant le rayonnement solaire incident, abaissant les températures et augmentation de l’humidité relative, cette nébulosité basse module fortement le terme évapotranspiration du bilan hydrologique.

(Philippon and Coauthors, 2016) également pour la première fois’évolution diurne du rayonnement solaire incident en Afrique Centrale. Celle-ci peut être synthétisée en 4 à 5 types de journées (sombres à lumineuses) dont la fréquence au cours du cycle annuel varie à travers la région et en fonction des saisons, faisant ressortir (1) la singularité du climat gabonais, et ( 2) la plus faible fréquence, sur la région, des journées sombres l’après-midi associées au développement de la convection profonde. Ceci une suggestion plus grande variété de phases des cycles diurnes de précipitations que dans les zones semi-arides où elle est essentiellement calée sur la fin de journée et la nuit. Ceci est confirmé par les données acquises à 15 min de résolution temporelle depuis février 2016 dans les stations de Mokabi et Pokola, installées au nord du Congo par le Cirad en partenariat avec les concessionnaires forestiers OLAM-CIB et Rougier. Enfin, cette régionalisation climatique s’accorde remarquablement bien aux variations dans les traits, fonctionnement et répartition spatiale des principaux types de forêts (Philippon and Coauthors, 2017).

Concernant l’évolution future du climat sur la région, si les modèles couplés s’accordent sur une augmentation généralisée des T° entre 1.5 et 3°C d’ici la fin du siècle (CSC 2013, (Fotso-Nguemo et al., 2016), des désaccords majeurs existants dans les précipitations simulées (Igri et al., 2015; Komkoua Mbienda et al., 2017; Tanessong et al., 2014) tant sur les quantités (jusqu’à 100%) que la répartition (maximum d’Ouest sur l’océan vs maximum d’Est) (James et al., 2013). ne seront pas proposées et testées, il n’y aura aucun moyen d’anticipation des conséquences du changement climatique sur la région, ce qui limite la conception de politiques d’adaptation pour y faire face.

Démarche/méthodes

• Approches multi-bases de données et multi-modèles pour pallier aux biais et manques de validation par données in-situ, et obtenir des enveloppes d’incertitudes,
• Analyses multivariées (CCA, EOF, etc.) pour comprendre la structuration des caractéristiques intra-saisonnières vis-à-vis des cumuls saisonniers,
• Analyses spectrales pour évaluer la contribution de diverses échelles temporelles à la variabilité intra saisonnière des précipitations,
• Analyses composites sur les champs de dynamique atmosphérique et de TSM pour mettre à jour les forçages de la variabilité intra-saisonnière des précipitations, de la nébulosité, et du rayonnement (types de temps, patterns de TSM type dipôles, Niño Atlantique …),
• Classifications/clustering type K-means pour l’analyse des cycles diurnes et les régionalisations.

Résultats attendus

• Compréhension de la variabilité à long terme et intra-saisonnière des précipitations, nébulosité et rayonnement, et relations avec les forçages TSM et continentaux
• Compréhension des interactions d’échelles en particulier diurne-saisonnier-interannuel
• Différences et ressemblances entre les deux saisons des pluies ainsi qu’entre les deux saisons sèches, en termes de cycles diurnes de précipitations, caractéristiques intra-saisonnières, nébulosité, rayonnement, bilan d’eau.
• Mise à jour de l’évolution des coefficients d’écoulement et du rôle des précipitations vs les conditions d’états de surface, avec une attention particulière sur l’impact de l’exploitation forestière et de mises en cultures.
• Compréhension de la zonation climatique régionale selon les variations spatiales de ces paramètres
• Trajectoires d’évolution du moyen au long terme des principales zones climatiques (extension/contraction, niveaux de nébulosité, rayonnement …)