Étude des fortes précipitations dans la zone côtière méridionale ouest-africaine

par Marc Kpanou

Projet de thèse en Climatologie

Sous la direction de Pierre Camberlin, Expédit Vissin et de Pascal Roucou.

Thèses en préparation à Bourgogne Franche-Comté en cotutelle avec l'Université d'Abomey-Calavi (UAC) , dans le cadre de Environnements Santé , en partenariat avec Biogéosciences (laboratoire) depuis le 10-10-2016 .


  • Résumé

    Résumé du projet de thèse La concentration des gaz à effet de serre continueront à augmenter au cours des prochaines décennies, ce qui entrainera un réchauffement et une modification profonde du système climatique au cours du XXième siècle. En effet, les épisodes de précipitations extrêmes deviendront très probablement plus intenses et plus fréquents sur les continents, tant aux moyennes latitudes que dans les régions tropicales humides d'ici la fin de ce siècle, en lien avec l'augmentation de la température moyenne en surface et l'accélération du cycle de l'eau (GIEC, 2013). Le changement de fréquence et d'intensité des phénomènes météorologiques extrêmes devrait avoir surtout des effets néfastes sur les systèmes naturels et humains (GIEC, 2007 ; Zinsou, 2014). De nombreuses études ont identifié les origines des extrêmes pluviométriques en Amérique du Sud (Grimm et Tedeschi, 2009), en Australie (Hendon et al., 2011), sur le pourtour méditerranéen (Del Carmen Llasat, 2008). Mais en Afrique et notamment dans sa partie occidentale, les causes ou facteurs entraînant les extrêmes pluviométriques sont très mal connus (Panthou, 2013). Aussi, la contribution des températures de surface océanique (TSO) du golfe de Guinée et de l'Atlantique équatorial (de Coëtlogon et al., 2010 ; Ali et al., 2011) dans l'occurrence de ces évènements intenses reste inconnue. Ainsi, une étude des fortes précipitations sur la côte méridionale ouest-africaine doit permettre d'améliorer la compréhension de ces phénomènes météorologiques qui menacent la vie d'un grand nombre d'habitants ainsi que les infrastructures. Il s'agira notamment de préciser les rôles : - du flux de mousson et de son interaction avec les brises littorales - des systèmes convectifs de méso-échelle - de l'instabilité dynamique créée par les fortes températures marines. La prévision spatio-temporelle de ces fortes pluviométriques constituera une base afin d'établir un plan de gestion de crise qui aura pour objectifs d'une part de prévoir les pluies diluviennes et les inondations (qui sont induites par les fortes pluies) dans les zones côtières méridionales ouest-africaines (Bénin, Togo, Ghana, Côte d'Ivoire), et d'autre part de pouvoir anticiper quelque peu par rapport à ces inondations à travers la mise en place d'un dispositif d'alerte précoce et de gestion des inondations. Le choix de ce secteur d'étude réside dans le fait, outre ses particularités climatiques, que c'est une des régions de l'Afrique de l'ouest qui enregistre la plus forte densité démographique, à cause de la présence de grandes métropoles qui sont toutes tournées vers le golfe de Guinée. En effet, pas moins de 40 % de la population ouest-africaine vit sur ou à proximité de cette côte (Boko et al., 2012). De plus, à long terme, les 500 km qui séparent Accra du Delta du Niger pourraient devenir une mégapole quasi continue de plus de 50 millions d'habitants (Hewawasam, 2002). OBJECTIFS DE RECHERCHE Objectif globale : participer par l'intermédiaire d'une étude de cas de la côte méridionale de l'Afrique de l'Ouest, au débat scientifique actuel relatif aux fortes précipitations qui perturbent les activités humaines. Objectifs spécifiques : 1. caractériser les extrêmes pluviométriques sur le littoral sud de l'Afrique de l'Ouest 2. déterminer les relations pouvant exister entre les fortes précipitations et les paramètres océaniques et atmosphériques 3. Prévoir les conditions d'occurrence des fortes précipitations Référence bibliographique Boko M., Kosmowski F. et Vissin E., 2012 : Les enjeux des changements climatiques au Bénin. Edition Konrad-Adenauer-Stiftung, Cotonou, 72p. Coëtlogon, G. d., Janicot, S. and Lazar, A., 2010: Intraseasonal variability of the ocean — atmosphere coupling in the Gulf of Guinea during boreal spring and summer. Q.J.R. Meteorol. Soc., 136: 426–441. doi: 10.1002/qj.554 Del Carmen Llasat M., 2008 : Les fortes précipitations d'origine méditerranéenne cause des crues extrêmes en Espagne et le sud de la France, in XXIème colloque de l'Association Internationale de Climatologie Montpellier 2008, pp 39-44. GIEC, 2007 : Bilan 2007 des changements climatiques. Contribution des Groupes de travail I, II et III au quatrième Rapport d'évaluation du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat [Équipe de rédaction principale, Pachauri, R.K. et Reisinger, A. (publié sous la direction de~)]. GIEC, Genève, Suisse, …, 103 pages. GIEC, 2013: Résumé à l'intention des décideurs, Changements climatiques 2013: Les éléments scientifiques. Contribution du Groupe de travail I au cinquième Rapport d'évaluation du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat [sous la direction de Stocker, T.F., D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S. K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex et P.M. Midgley]. Cambridge University Press, Cambridge, Royaume-Uni et New York (État de New York), États-Unis d'Amérique, 34 p. Grimm A. M. et Tedeschi R. G., 2009: ENSO and Extreme Rainfall Events in South America. Journal of climate, American Meteorological Society, volume 22, pp 1589-1609. Hendon H. H., Lim E., and Wheeler M. C., 2011: Seasonal prediction of australian summer monsoon rainfall. The Global Monsoon System: Research and Forecast, pp73-84. Hewawasam, I., 2002 : Managing the marine and coastal environment of sub-Saharan Africa : strategic directions for sustainable development. World Bank, Washington. Panthou G., 2013 : Analyse des extrêmes pluviométriques en Afrique de l'Ouest et de leur évolution au cours des 60 dernières années. Thèse de doctorat. Université de Grenoble. 282 p. Zinsou F. 2014 : Etude des courbes d'Intensité-Durée-Fréquence des pluies des stations synoptiques de Savè et de Parakou. Mémoire de maîtrise, DGAT/FLASH/UAC, 79 p.

  • Titre traduit

    Study of heavy rainfall in the West African southern coastal area


  • Résumé

    Greenhouse gases concentrations will continue to rise during the next decades, despite the historical agreement of Paris in 2015 about climate. We can therefore expect a continuation of global warming and a deep modification of the climate system during this century. According to the Fifth IPCC report (2013), extreme precipitation and drought episodes will very likely become more intense and more frequent, which could have harmful effects on natural and human systems. In the coastal West African countries facing the South Atlantic Ocean, the concentration of human population and activities on low-elevation areas close to the shoreline causes a very high vulnerability to flooding. However, there are still very few studies dealing with changes in heavy rainfall frequency in West Africa in general, and along its southern coastal part in particular. Limited studies have considered rainfall trends in Côte d'Ivoire (Ta et al., 2016) or Benin (Panthou et al., 2014), but not specifically in their coastal part, the causes and factors inducing heavy rainfall are unknown (Panthou, 2013). The Gulf of Guinea and Equatorial Atlantic sea surface temperature contribution in heavy rainfall events is still not well determined (Coëtlogon et al., 2010). The capability of climate models to reproduce, and project future trends in extreme precipitation events in the region is also not well determined (Poan et al., 2016 ; Sylla et al., 2015). These issues therefore constitute the main focus of the thesis entitled “Extreme rainfall in the southern coastal belt of West Africa”, whose aims is to improve our understanding of heavy rainfall events that threaten life and infrastructures in a context of climate change. Objectives : 1. Determine the patterns and trends of extreme rainfall on southern coastal West Africa 2. Highlight links between heavy rainfall and oceanic/atmospheric parameters 3. Assess climate models capacity to simulate occurrence conditions of heavy rainfall with regional climate models