Les précipitations et la convection profonde en Afrique centrale : cycle saisonnier, variabilité interannuelle et impact sur la végétation

by Sylvain Bigot

Doctoral thesis in Géographie. Climatologie

Under the supervision of Bernard Fontaine.

defended on 1997

in Dijon , in a partnership with Centre de Recherches de Climatologie (Dijon) (laboratoire) .

Thesis committee members: Gérard Beltrando, Jean Maley, Jocelyne Pérard, Bernard Fontaine.

Examiners: Annick Douguedroit, Bernard Guillot.

Alternative Title

Rainfall and deep convection in Central Africa : seasonal cycle, interannual variability and impact on vegetation

Abstract

This study establishes the coherent signals of the climatic variability and its connections in central Africa from a rainfall data base (1951-90), as well as satellite data and a reanalysis of the data from gcm. The water vapour advections over central Africa originate in the southern Atlantic Ocean with greater intraseasonal changes than those observed at the interannual scale. The heart of the Congo basin is also a regional source of divergence which is present for most of the year, and which redistributes water towards the Sahel or south-eastern Zaire. The surface conditions, for example topography and forestry, are important. In addition, the monthly olr reflects the rainfall of central Africa associated with deep convection and tropical circulation on global scale, but is not a good indicator of rainfall for all regions and all periods of the year. Central Africa is not a uniform rainfall area which varies homogeneously at interannual scale. Nevertheless, many analogies can be mad with other African areas. The enso signal is particularly visible in the deep convection of central Africa. Each enso occurrence corresponds with a modulation of the amplitude of the semi-annual rain cycle in the Congo-Gabon area, proving the predictive power of the sst. The rainfall modulation of the Atlantic, pacific and Indian sst's in central Africa is linked to a change in the east-west circulation due to the modification of the instable areas. The thermal variations in the southern Atlantic also impose a change in latitude of the itcz and the advections. The phenological mapping of rainforests using ndvi identifies different forestry behaviours and indicates certain spatio-temporal differences. A time lag is often observed between the rainfall and the forestry productivity. It is difficult to extract a bioclimatic signal due to the instrumental bias, but the interannual variations of the ndvi of the rca and northern Zaire are explained by the rainfall.

keywords

• Précipitations (météorologie) -- Afrique centrale
• Convection (météorologie) -- Afrique centrale
• Climat -- Afrique centrale

Abstract

Ce travail établit les signaux cohérents de la variabilité climatique de l’Afrique centrale et leurs connexions grâce a une base de données pluviométriques (1951-90), ainsi qu'à des données satellitales et des réanalyses issues de mcg. Les advections de vapeur d'eau sur l’Afrique centrale trouvent leur origine dans l'atlantique austral, avec des changements intrasaisonniers supérieurs à ceux observes à l'échelle interannuelle. Mais le coeur du bassin congolais constitue aussi une région-source de divergence présente pratiquement tout au long de l'année qui redistribue de la vapeur d'eau vers le sahel ou le sud-est du Zaîre. Le poids des conditions de surface est important. Par ailleurs, l'olr mensuelle reflète la pluviométrie de l’Afrique centrale associée à la convection cumuliforme et à la circulation tropicale à grande échelle, mais ce n'est pas un indicateur pertinent des précipitations régionales tout au long de l'année et pour toutes les régions. L’Afrique centrale n'est pas un ensemble pluviométrique uniforme qui varie de façon homogène à l'échelle interannuelle, mais il est tout de même possible d'observer plusieurs analogies avec la variabilité d’autres régions africaines. Le signal de l'enso est particulièrement lisible dans la convection profonde de l’Afrique centrale. Chaque occurrence enso correspond à une modulation d'amplitude du cycle pluviométrique semi-annuelle du Congo/Gabon, démontrant le pouvoir prédictif des tso. La modulation des précipitations de l’Afrique centrale par les tso atlantiques, pacifiques et indiennes est liée à un déplacement de la circulation est-ouest, par le biais de la modification des zones d'instabilité. Les variations thermiques de l'atlantique austral imposent aussi un dérèglement de la position latitudinale de la zcit et desadvections. La cartographie fonctionnelle du biome forestier grâce au ndvi identifie différents comportements forestiers et indique que le caractère sempervirent possède des nuances spatiales et temporelles. Le forçage saisonnier des précipitations sur la productivité végétale est souvent décalé dans le temps. Il est difficile d'extraire un signal bioclimatique interannuel à cause du biais d'origine instrumental, mais les variations interannuelles du ndvi de la rca et du Haut-Zaire sont expliquées par la pluviométrie.