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TRAORE

Abdoul Khadre TRAORE (LMD)

Titre : Etude et modélisation de l'influence des processus couplés surface-atmosphère sur la variabilité décennale des pluies et du climat Ouest Africain

Date et heure : Le 16-03-2011 à 10h00

Type : thèse

Lieu : Amphi 25, campus jussieu (UPMC)
Membres du jury :
Mme Katia LAVAL examinatrice
M. Hubert GALLEE rapporteur
M. Laurent KERGOAT rapporteur
M. Jean-Philippe LAFORE examinateur
M. Serge JANICOT examinateur
Mme Françoise GUICHARD examinatrice
M. Frédéric Hourdin directeur
M. Amadou Thierno GAYE co-directeur

Résumé :
Les pluies au Sahel connaissent une très forte variabilité à toutes les échelles spatio-temporelles. A l’échelle décennale, cette variabilité peut aboutir parfois à des situations désastreuses comme la sécheresse des années 1970. Par ailleurs, les modèles de circulation générale atmosphériques, forcés ou couplés à un modèle océanique, ont du mal à simuler correctement le phénomène de la mousson africaine. Cette difficulté à bien modéliser la mousson, combinée à une insuffisance d'observations au siècle dernier, fait qu’aujourd’hui les chercheurs ont du mal à répondre aux questions liées aux tendances des changements climatiques sur l’Afrique de l’Ouest mais aussi aux questions relatives aux impacts de ces changements sur le système atmosphérique global.

Pour comprendre et bien simuler la variabilité décennale du système de mousson en Afrique de l’Ouest, nous avons mis en place, dans un premier temps, un protocole basé sur le forçage, pour deux décennies contrastées par leur pluviosité, des modèles atmosphériques par des SSTs climatiques mensuelles et moyennes sur 11 ans, correspondant à ces décennies. On élimine ainsi les modes de variabilité d’échelles inférieures et on sépare en même temps la variabilité interne de l’atmosphère de la variabilité due aux SSTs.

Dans un deuxième temps, pour répondre à la question du rôle de la rétroaction de surface sur la variabilité décennale, nous avons mis en place un schéma idéalisé basé sur le rapport évaporation réelle à l’évaporation d’une surface d’eau libre dite potentielle. Ce schéma idéalisé nous permet de découpler les interactions sol-atmosphère et d’étudier séparément la part de chacune de ces deux composantes dans la variabilité décennale des pluies de mousson.

Nous avons confirmé le rôle prépondérant des SSTs sur cette variabilité longue des pluies au Sahel. La différence des pluies induite par une différence des SSTs entre les décennies 55-65 et 75-85 peut se traduire par une modification des gradients latitudinaux d’énergie : l’augmentation de pluie sur le Sahel dans la décennie 55-65 conduit à un refroidissement (à travers l’évaporation) local de la surface qui renforce le gradient entre la bande Sahélienne et le Sahara. Ce gradient favorise un renforcement du vent méridien vers le nord. L’advection accrue d’humidité depuis le golfe de Guinée aboutit à une atmosphère beaucoup plus humide sur le Sahara, qui augmente l’effet de serre et renforce encore davantage le gradient, aboutissant à une boucle amplificatrice.

Nous avons aussi montré le rôle amplificateur de la surface sur cette variabilité décennale grâce au schéma idéalisé. En effet, l'absence d'interaction surface-atmosphère diminue de moitié le signal décennal des pluies simulées sur le Sahel et prouve l'importance de l'hydrologie dans les milieux semi-arides. Cependant, la séparation du signal décennal en une contribution moyenne de la surface et des SSTs montre la complexité du couplage sol-atmosphère qui ne peut être réduite à la vision moyenne exposée et mérite d'être approfondie.

Par ailleurs l'évaluation des modèles globaux et régionaux montrent un biais, des différentes composantes du bilan d'énergie à la surface, plus important que celui exposé dans les inter-comparaisons des pluies.
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