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

Study of heavy rainfall in the West African southern coastal area

• Auteur / Autrice : Marc Kpanou
• Direction : Pierre Camberlin, Expédit Vissin
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Climatologie
• Date : Soutenance en 2021
• Etablissement(s) : Bourgogne Franche-Comté
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Environnements, Santé (Dijon ; Besançon ; 2012-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Biogéosciences (Dijon)
• Jury : Président / Présidente : Salem Dahech
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pierre Camberlin, Pierre Akponikpe, Expédit Vissin, Pascal Roucou, Théo Vischel, Henri S. Totin, Christophe Houssou
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Salem Dahech, Pierre Akponikpe

Mots clés

Mots clés libres

Zone côtière

Fortes précipitations

Afrique de l'ouest

Heavy rainfall

West Africa

Coastal area

Résumé

La présente étude vise à caractériser la climatologie, les variations et tendances, la dynamique spatio-temporelle et les paramètres atmosphériques des précipitations extrêmes sur le littoral méridional ouest-africain. Trois types de données ont été utilisées : les données pluviométriques journalières in situ issues de 31 stations réparties au Bénin, Togo, Ghana et Côte d’Ivoire ; les estimations de précipitation par satellite ; les réanalyses Era-Interim. Les événements extrêmes sont définis à l’échelle journalière comme ceux dépassant le 95e centile (P95). Les précipitations littorales sont plus intenses (P95 littorale = 64,5 mm/j) que celles de l’intérieur du continent (P95 = 50 mm/j). Aussi, les événements pluvieux extrêmes sont enregistrés au cours de la période mai-juin-juillet. Le nombre de jours où la pluviométrie dépasse le P95 et la contribution du cumul des précipitations supérieures au P95 par rapport au cumul annuel enregistrent une baisse et une augmentation respectivement sur la période 1951 – 2015 et 1981 – 2015. Ainsi, la reprise pluviométrique observée par plusieurs auteurs dans la zone guinéenne, trouve son explication dans l’apport de plus en plus élevé des précipitations extrêmes dans la pluviométrie. Les fortes précipitations de type 1 et 5 (précipitations extrêmes respectivement à l’est et à l’ouest du LMAO), sont induites par des MCSs (mesoscale convective systems) en provenance des hauts plateaux du Cameroun, dont la convection est intensifiée par une CAPE et une humidité supérieure à la normale. Si les précipitations intenses de type 2 se manifestent par de fortes précipitations à l’Est et à l’Ouest du LMAO, celles de type 3 se singularisent par l’occurrence de fortes précipitations sur tout le long du LMAO sur deux jours successifs. Les conditions qui accompagnent les précipitations extrêmes de type 2 et 3 présentent des similitudes : pluies de mousson associées à un flux de sud à sud-ouest renforcé sur le littoral, en liaison avec le passage systèmes perturbés dans la zone soudano-sahélienne. Néanmoins les extrêmes pluviométriques dans la classe 3 sont expliquées par la relative longue durée de vie de la perturbation sahélienne (5 jours) par rapport à son homologue de classe 2 qui a une durée de vie plus courte (3 jours). Les précipitations intenses de type 4 localisées uniquement à l’ouest du cap des Trois-Pointes et pendant deux jours successifs, sont associées à des systèmes stationnaires de cellules de circulation de basse atmosphère.

This study aims to characterize the climatology, variations and trends, spatio-temporal dynamics and atmospheric parameters of extreme rainfall on the southern West African coast. Three types of data were used: in situ daily rainfall data from 31 stations distributed in Benin, Togo, Ghana and Côte d'Ivoire; satellite precipitation estimates; Era-Interim reanalyses. Extreme events are defined on a daily scale as those exceeding the 95th percentile (P95). Coastal precipitation is more intense (coastal P95 = 64.5 mm/d) than that of the interior of the continent (P95 = 50 mm/d). Also, extreme rainfall events are recorded during the May-June-July period. The number of days when the rainfall exceeds the P95 and the contribution of the cumulative rainfall above the P95 compared to the annual cumulative record a decrease and an increase respectively over the period 1951 – 2015 and 1981 – 2015. Thus, the rainfall recovery observed by several authors in the Guinean zone, finds its explanation in the increasingly high contribution of extreme precipitation in rainfall. Heavy precipitation of type 1 and 5 (extreme precipitation respectively to the east and west of the LMAO) are induced by MCSs (mesoscale convective systems) coming from the high plateaus of Cameroon, whose convection is intensified by a CAPE and above normal humidity. While intense type 2 precipitation is manifested by heavy precipitation to the east and west of the LMAO, type 3 precipitation is characterized by the occurrence of heavy precipitation all along the LMAO on two successive days. The conditions that accompany extreme type 2 and 3 precipitation have similarities: monsoon rains associated with a stronger south to south-westerly flow on the coast, in connection with the passage of disturbed systems in the Sudano-Sahelian zone. Nevertheless, the rainfall extremes in class 3 are explained by the relatively long lifespan of the Sahelian disturbance (5 days) compared to its class 2 counterpart which has a shorter lifespan (3 days). Intense type 4 precipitation located only west of Cape Trois-Pointes and for two successive days is associated with stationary systems of lower atmosphere circulation cells.