Atelier AMMA France, 3-5 novembre 2010

Analyse et modélisation de la variabilité hydro - climatique au sein du bassin du fleuve Niger:

Apport des données satellitaires de pluie

G. Panthou, T. Vischel , T. Lebel & G. Quantin

Contexte

Mise en place de l’Observatoire du Bassin du fleuve Niger (OBN):

L’Agence du Bassin du fleuve Niger (ABN) souhaite définir des indicateurs environnementaux sur le bassin du fleuve Niger.

Problématiques

Insuffisance des données pluviométriques au sol

1.

Réseaux pluviométriques opérationnels: • faible densité

Objectifs:

Obtenir des indicateurs hydro-climatiques sur le bassin du fleuve Niger: • caractérisation des extrêmes sur le bassin (sécheresse et inondation) • caractérisation de l’état hydrique du bassin (débit et humidité du sol) • accès aux données pas toujours aisé • données à pas de temps > journalier 2. Pluie fortement variable en Afrique de l’Ouest  Inadéquation d’extension et d’échelle entre données pluviométriques au sol et définition d’indicateurs de la variabilité pluviométrique sur le bassin du fleuve Niger

Objectifs

Estimer l’apport de la télédétection de la pluie pour définir les indicateurs hydro-climatiques

• Quelle est la robustesse des estimations de différents produits?

• Que peut -on en tirer pour des études climatologique, notamment sur les propriétés statistiques de la pluviométrie?

• Comment coupler l’information au sol avec la donnée satellite?

• Faut-il utiliser d’autre variable e.g. l’humidité du sol (Pellarin et al. 2008 , Milewski et al. 2009) pour contraindre les estimations satellites et mieux redistribuer les cumuls pluviométriques?

Données Pluviométriques à disposition et zones d’étude

SOL:

Trois sites méso-échelle AMMA-CACTH (Niger, Mali, Benin) Données CILSS Base de données journalières BADOPLU

Satellites:

- TRMM TMPA, 3b-42, Huffman et al. (2007) - CMORPH, Joyce et al. (2004) - PERSIANN, Sorooshian et al. (2000) - EPSAT SG, Bergès et al. (2009)

Enjeux :

• Prédétermination des inondations • Dimensionnement des ouvrages hydrauliques

Première étude : Indicateur climatologique Etude des extrêmes pluviométriques en Afrique de l’ouest

Questions : Démarche

• Quel impact a la non stationnarité climatique observée en Afrique de l’ouest à l’échelle décennale (Lebel et Ali,2009) sur les statistiques pluviométriques et sur l’estimation d’extrêmes ?

• Peut-on espérer obtenir des informations sur les extrêmes (e.g. courbes IDSF) à partir des produits satellitaires de précipitations de manière fiable?

• Si non, quelle information sol doit t-on apporter (nb/station /km²) ?

• Quel est le domaine de validité des courbes IDSF?

Quelques résultats

• Étude de l’impact de la non stationnarité sur l’estimation des extrêmes pluviométriques grâce aux données journalières • Détermination du cadre théorique pour l’estimation de courbes IDSF • Comparaison estimation au sol et estimation satellite • Validation du modèle • Extension à une zone plus large.

Les courbes IDF et IDSF sont régulièrement utilisées en hydrologie opérationnelle pour le dimensionnement d’ouvrages hydrauliques. Le peu de stations disponibles pour établir de telles courbes sur l’Afrique de l’ouest incite à utiliser l’information satellite (Endreny et Imbeah 2009). Pour les courbes en une station, l’étude de Koutsoyiannis et al.(1998) propose la formulation suivante (reprise dans de nombreux

i



T

, articles):

d

 

a b

    Mais … celle-ci ne traite pas de l’aspect agrégation spatiale. L’objectif étant de trouver une relation du type

i



T

,

d

, 

x

 

b

 

a



c

( 

x

) Avant cela il faut étudier la dépendance entre l’agréation spatiale et temporelle …

Laboratoire d’étude des Transferts en Hydrologie et Environnement [email protected]