Analyse et impact des extrêmes de précipitation en Afrique de l Ouest

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Yvonne Gauvin
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1 Analyse et impact des extrêmes de précipitation en Afrique de l Ouest Vischel T., Panthou G., Quantin G., Lebel T. GDR Megha-Tropiques, 3-5 décembre 2014, Bordeaux

2 Motivations Climat régional: Documentation de la variabilité de la Mousson comme Composante tropicale du système climatique global Westra et al., 2013, J. Clim. 2

3 Motivations Climat régional: Documentation de la variabilité de la Mousson comme Di Baldassarre et al., 2010 Système régional avec ses propres enjeux sociétaux Sécheresses et inondations 3

4 Verrous Verrous liés aux données Disponibilité et accès 4

5 Verrous Verrous méthodologiques Effet d échantillonnage Δ=70mm Δ=30mm Exemple 3 stations: - Interdistance <60km - Climatologie similaire 5

6 Verrous Verrous méthodologiques Difficultés pour détecter des tendances Niamey Torodi Kare-Say Exemple 3 stations: - Interdistance <60km - Climatologie similaire 6

7 Plan Données Méthode: Théorie des valeurs extrêmes Résultats Evolution des extrêmes depuis 1950 Lien avec l extension des MCS Implications Hydrologiques Climatologiques 7

8 Données 8 Données journalières 42 stations (sans lacune)

9 Théorie des valeurs extrêmes Bloc Maxima Analysis Pluie Maximale annuelle Peak over threshold Pluie supérieure au seuil Ƭ Lois GEV (Generalized Extreme Value) Lois GPD (Generalized Pareto) 9

10 Théorie des valeurs extrêmes Bloc Maxima Analysis GEV régionale Réduction des effets d échantillonnage Panthou et al., 2012, WRR 10

11 Théorie des valeurs extrêmes Bloc Maxima Analysis GEV régionale Détection des tendances à l échelle régionale Séries ponctuelles de précip. max Niamey Torodi Kare-Say Signal régional précip. max: rupture en Panthou et al., 2013, JGR

12 Théorie des valeurs extrêmes Bloc Maxima Analysis GEV régionale Peak over threshold Définition de seuil régionaux Heavy rainfall (N=10) Extreme rainfall (N=2) Panthou et al., 2014, IJOC 12

13 Evolution récente des extrêmes Bloc Maxima Analysis Evolution des précipitation journalières maximales annuelles Pluie annuelle Pluie journalière max. 13 Panthou et al., 2014, IJOC

14 Evolution récente des extrêmes Peak over threshold 14 Panthou et al., 2014, IJOC

15 Evolution récente des extrêmes Peak over threshold 15 Panthou et al., 2014, IJOC

16 Lien avec extension des systèmes Evolution pluie annuelle Contribution des extrêmes Extension des systèmes 16 Panthou et al., 2014, IJOC

17 Lien avec extension des systèmes Extension des systèmes à partir des pluvios Courtoisie R. Roca Extension des systèmes à partir de METEOSAT 17

18 Depuis 1990: Bilan Reprise précipitation annuelle MAIS < période humide Reprise occurrence des événements moyens MAIS < moyenne interranuelle Augmentation significative des événements extrêmes «Rainfall recovery in the Sahel»? «Higher Hydroclimatic Intensity» Giorgi et al., 2011, JGR 18

19 Implications Hydrologie: attribution de l aléa inondation Changement du land cover Changement précipitation uniquement! 19

20 Implications Hydrologie: attribution de l aléa inondation Impact on runoff of a change in the intensity distribution MCS Surface Rainfall intensity Vischel, 2006, PhD 20

Implications Climatologie: attribution de l évolution du régime de précipitation Lien avec environnement atmosphérique et rôle des surfaces Mieux

21 Implications Climatologie: attribution de l évolution du régime de précipitation Lien avec environnement atmosphérique et rôle des surfaces Mieux comprendre la genèse des événements extrêmes Lien avec les changements globaux Cas d études e.g. 2 août 2014 Analyse des extrêmes dans les modèles 21

22 Implications Pour l hydrologie et la climatologie Etendre l étude de Panthou et al., 2014: D autres régions (notamment Sahel Occidental) Années les plus récentes Echelles infra-journalières 22

23 Implications Pour l hydrologie et la climatologie Analyse des données satellites Produits de précipitation (e.g. PERSIANN 30 ans) C. Kidd et al., 2013, MTGV, Toulouse Problème d homogénéité des séries? 23

24 Implications Pour l hydrologie et la climatologie Analyse des données satellites Produits de précipitation (e.g. PERSIANN 30 ans) Impact résolution spatiale Distribution des extrêmes Simulation de la réponse hydrologique Panthou et al., in press, HESS Gascon et al., POSTER 24

25 Implications Pour l hydrologie et la climatologie Analyse des données satellites Produits de précipitation (e.g. PERSIANN 30 ans) Données METEOSAT (climato >30 ans, Roca & Fiolleau) Occurrence, surface et cycle de vie des systèmes Alimentation de modèles stochastiques de MCSs (Makris et al., soumis, SERRA) 25

26 Evénement du 2 août 2014 Le plus intense jamais enregistré sur le réseau AMMA-CATCH et certainement sur la région AMMA-CATCH 26

27 Période de retour Evénement du 2 août 2014 Le plus intense jamais enregistré sur le réseau AMMA-CATCH et certainement sur la région Courtoisie G. Panthou Pas de temps 27

28 Merci de votre attention 28

29 Effets d échelle sur la distribution des extrêmes Développements méthodologiques Abattement spatial Hypothèse de simple scaling dynamique Simple scaling Panthou et al., 2014, HESS 29

30 Effets d échelle sur la distribution des extrêmes Résultats sur AMMA-CATCH Niger 30

31 Rapide état de l art Cas d étude année 2007 Paeth et al., 2007, IJOC Etude évolution depuis 1950 sur Afrique, 3 stations au Sénégal New et al., 2005, JGR Quelques études de courbes IDF mais: peu sur le Sahel, peu de données, pas toujours homogènes, analyse empirique et pas d exploration des effets de l échelle spatiale Oyebande, 1982, HSJ ; Mohymont et al., 2004, HSJ; Soro et al., 2010, ASJ Quelques pixels ouest-africains sur études globales Groisman et al., 2005, J. Clim.; Alexander et al., 2006, JGR 31

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