Theme 4

Theme 4
Prediction of
Climate Impacts
4.01 – 4.16 (presentations)
4.01P – 4.18P (posters)
531
4.01
APPROACHES TO STUDYING ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
AND FLUCTUATIONS IN THE WEST-AFRICAN SAHEL-SUDAN :
RESEARCH PRIORITIES OF THE AMMA EU WP 3.2
ON IMPACT ASSESSMENT AND ADAPTATION
Inge SANDHOLT (1), Anette REENBERG (1), Kjeld RASMUSSEN (1),
Bruno BARBIER (2), Christian BARON (2), Christian FEAU (2),
Harouna KARAMBIRI (3), Eric LAMBIN (4), Bertand MULLER (2),
Anette NORGAARD (1), Benjamin SULTAN (5), Lorenzo GENESIO (6)
and Patrizio VIGNAROLI (6)
(1) Institute of Geography, University of Copenhagen, Denmark (2) CIRAD
(3) Groupe EIER-ETSHER, (4) UCL, (5) LOCEAN, France (6) CNR-IBIMET
AMMA-EU may be seen as a response to the increasingly obvious reality that, given the
substantial increase in concentrations of greenhouse gases in the atmosphere that has taken
place and will inevitably proceed, the West African monsoon (WAM) is changing and will
change much more in the next one hundred years or more. While the main body of research of
AMMA EU is on improving our understanding of the climatological aspects of WAM, WP
3.2 deals with assessing the likely impacts and understanding the possible adaptation
strategies, counteracting the negative effects and making the best use of the positive effects of
changes in WAM. While mitigation of climate change is obviously required, adaptation
measures will be needed in order to optimize human welfare, in a situation where changes in
climate, and in particular WAM, will certainly continue for many decades, irrespective of
mitigation efforts.
Developing countries, and in particular the poorest and most rural ones in West Africa, are
likely to be the most affected, even though our knowledge of the exact character, direction
and location of key changes in climate are not known very well at present. This is due to their
inherent high reliance on climate-dependent economic activities, primarily rainfed crop
production and livestock production. These poor developing countries do not contribute very
much to greenhouse gases emissions, and thus mitigation actions play a relatively limited
role, apart from the possible impacts of CDM sink projects which is still quite uncertain.
There is, on the other hand, a strong need for these countries to adapt to climate change, yet at
the same time they have limited capacities to do so, because of their weakly developed
climate-independent economic sectors. It should not be forgotten, however, that these
countries have been subjected to great variability of climate in the past, and there is a long
tradition for adapting to such variability through changes in livelihood strategies and land use,
as well as through migration. Some of these traditional strategies will be relevant also in the
future, yet it is uncertain to what extent, and what their limits may be.
National planning in these countries only takes the likely effects of change in WAM into
account to a very limited degree, and few academic institutions have developed expertise in
the domain. One reason for this is that climate change is but one among many challenges
facing these countries. Its relatively long time horizon, as compared to issues associated with
532
economic problems in general, food security in the face of population growth, access to clean
water and health problems, means that it often plays a minor role in terms of the political
attention paid to it. It may be argued that this is short-sighted, but governments can hardly be
blamed for not putting it at the top of the agenda. However, many of the elements of efficient
adaptation strategies towards effects of climate change may overlap with elements of
strategies relevant in relation to these other problems, facing the poorest developing countries.
One way to promote adaptive strategies towards effects of climate change would therefore be
to identify areas where such ‘co-benefits’ may be argued to exist. This issue is a common
concern of WP3.2 and the other ‘impact WPs’ of AMMA-EU (WP3.1 on agricultural
production, WP3.3 on water resources and WP3.4 on health). AMMA-EU WP 3.2 will
address these challenges by carrying out research on the following themes:
1. Empirical household- and village-scale studies of past, current and expected future
adaptation strategies, when facing changes in WAM in the form of changes in amounts,
distribution and intensity of rainfall. These studies will take their point of departure in a
number of WAM change scenarios. Adaptation strategy elements studied will include (a)
changes in land use, diversification of livelihood strategies and (b) rural-to-urban
migration and reliance on remittances.
2. Empirical analysis of WAM change impacts on the pastoral sector of the semi-arid,
Sahelian part of West Africa, and its historical and likely future adaptive responses.
Emphasis will be on WAM change impacts on the cultivation/pastoral frontier.
3. Modelling at coarse spatial scales of impacts of WAM change on land use, natural
resource management and national/regional economics.
4. Analysis of vulnerability to WAM changes, with emphasis on food security issues. This
involves integrating bio-physical information with economic information on factors such
as the market situation, emergency stocks and infrastructure, with demographic
information and with social information. This analysis will feed into design of ‘early
warning systems’.
These research foci share a number of methodological challenges:
• The research themes outlined range, with respect to the spatial scales considered, from
household and village scale to national and even super-national scale. Integrating
research carried out these scales efficiently will be a challenge. The land use theme may
provide an example: Empirical studies of land use change at household and village scale
must be related to coarse scale modelling of land use change at national scale.
• Land, vegetation, water and energy resources and uses need to be seen and studied as
elements in one coupled socio-natural system. This calls for collaboration between
several AMMA-EU WPs, not the least the ‘impact WPs’.
• Impacts of WAM changes may be difficult to separate from impacts of other non-climatic
changes, such as population growth, economic growth, changes in world market prices
and economic globalization. Likewise, adaptation strategies at both local and national
levels need to address not only climatic, but a whole range of external impacts, as well as
internal development trends.
AMMA-EU WP3.2 will attempt to address these challenges by taking the following steps:
Firstly, field campaigns at household and village level, using identical/similar methods will be
carried out for a number of intensive study sites in Senegal and Burkina Faso, allowing an
assessment of the generality of the findings. These studies will explicitly place WAM change
impacts in a broader context. Secondly, an existing model of land use change, operating at
national scale, will be further developed to operate at a finer spatial scale. Thirdly, meso-scale
analysis of land use change, based on remote sensing data, will be carried out in Senegal to
bridge the gap between the coarse scale of the modelling and the finer scale of the village533
scale empirical work. Fourthly, close coordination with other WPs, and in particular the
‘impact WPs’ will be organized.
Contact :
Inge Sandholt – Email : [email protected]
APPROCHES D’ETUDE DE L’ADAPTATION AU CHANGEMENT ET
FLUCTUATIONS CLIMATIQUES EN AFRIQUE
DE L’OUEST SUB-SAHARIENNE
Le changement et les fluctuations climatiques jouent un rôle plus important en Afrique de
l’Ouest sub-saharienne que dans la plupart des régions du monde, et les populations de cette
zone ont une longue tradition de vivre avec les périodes de sécheresses.
Cette étude part du principe qu’il existe à l’évidence des stratégies d’adaptation au niveau
local (échelles des ménages et villages), sub-national et national, pour proposer des approches
de recherche permettant de comprendre et de prévoir les réponses aux actuels et futurs
changements de la mousson ouest-africaine. Ces réponses doivent être perçues dans un
contexte plus large de stratégies d’adaptation et de minimisation des risques car d ‘autres
facteurs de risque influençant tant les réponses des gouvernements que celles des ménages,
peuvent se superposer à ceux du climat.
Le plan de recherche qui en découle dans le cadre du WP 3.2 «Processus humains et sécurité
alimentaire» de AMMA-EU sera brièvement présenté. Ce plan devra se focaliser sur les
réponses aux variations des pluies de l’échelle du ménage à l’échelle nationale, et d’une
manière générale, aux stratégies d’utilisation des terres et à la production agricole à l’échelle
régionale.
534
4.02
LES FLUCTUATIONS DE NAPPE COMME ENREGISTREUR DE LA
DYNAMIQUE DE LA MOUSSON OUEST AFRICAINE
Raymond MALOU (1), Fatou DIOP NGOM (1), Honoré DACOSTA (2),
Léonard Elie AKPO (3) et Diome FARY (4)
(1) Dépt. de Géologie, Université Cheikh Anta Diop, Dakar, Sénégal
(2) Dépt de Géographie, Univ. Cheikh Anta Diop, Dakar, Sénégal
(3) Dépt de Biologie Végétale, Univ. Cheikh Anta Diop, Dakar, Sénégal
(4) Institut des Sciences de la Terre, Université Cheikh Anta Diop, Dakar, Sénégal
Le déficit pluviométrique, qui sévit en Afrique Occidental depuis plus de trois de décennies,
est sans aucun doute la conséquence d’une évolution de la dynamique de la mousson
africaine. Au Sénégal les études de l’évolution des ressources en eau ont montré
l’infléchissement des précipitations à partir des années 1970 dans le sens d’entrée du Front
Intertropical dans le pays. Cet infléchissement des précipitations a eu comme conséquences
une baisse drastique des ressources en eau d’une manière générale et en particulier des nappes
phréatiques qui s’identifient comme de bons enregistreurs de cette évolution pluviométrique.
Les résultats de l’analyse des fluctuations des niveaux phréatiques dans le bassin sédimentaire
sénégalais ont permis de mettre en évidence cette fonction.
Les observations effectuées sur l’ensemble du domaine de l’étude ont montré une bonne
signature phréatique du climat. Cette signature est marquée par l’évolution saisonnière des
niveaux phréatiques (par les processus de stockage, au cours de la saison pluvieuse puis de
déstockage, au cours de la saison sèche) et la tendance générale à l’épuisement des ressources
hydriques du fait de la prépondérance des fonctions de déstockage à l’échelle inter annuelle.
La baisse des amplitudes des fluctuations vers le nord (où les précipitations sont de moins en
moins efficaces) et la tendance des nappes à l’épuisement est une bonne illustration de
l’évolution actuelle de la mousson ouest africaine.
Mots clés : impact, mousson ouest-africaine, fluctuations de nappe, zone soudano-sahélienne
535
4.03
PREVISION SAISONNIERE COMME OUTIL DE PREVENTION ET DE
GESTION DES CATASTROPHES NATURELLES : TENTATIVE
D’EXPERIMENTATION AU TCHAD DANS LE CADRE
DU PROJET FIRMA II-B
APPLICATION ET VULGARISATION DES PRODUITS DE LA PREVISION SAISONNIERE DES PLUIES ET
DES ECOULEMENTS DES EAUX DE SURFACE POUR UN DEVELOPPEMENT DURABLE
Nadji TELLRO WAÏ
Direction des Ressources en Eau et de la Météorologie, N’Djamena, Tchad
1. Introduction
La nécessité de la connaissance de la mousson africaine et de ses impacts régionaux a
été la source de motivation pour le développement des études multidisciplinaires sur la
dynamique de l’atmosphère et les cycles de l’eau.
L’Afrique de l’Ouest a été identifiée comme région pilote pour une expérimentation
multi-échelle et multidisciplinaire pour sa vulnérabilité aux fluctuations climatiques, s’est vue
à travers certaines institutions régionales comme ACMAD, AGRHYMET, confiée les
programmes internationaux de OMM, PNUE, PNUD pour la recherche sur la mousson
africaine et ses interactions avec le cycle de l’eau et la biosphère. C’est ainsi suite aux
réunions de Niamey en 2002, la nécessité des études/recherche par des équipes africaines par
l’élaboration des projets scientifiques avec la création du Fonds d’Incitation à la Recherche
Météorologique en Afrique (FIRMA) comme Coordonnateurs régionaux l’ACMAD et
l’AGRHYMET.
La Direction des Ressources en eau et de la Météorologie en collaboration avec la
CBLT et le département de Géographie de l’université de N’Djaména a soumis et obtenu un
financement d’un projet de recherche intitulé : Application et Vulgarisation des produits de la
Prévision Saisonnière des Pluies et des Ecoulements des Eaux de Surface pour un
Développement Durable.
Il sera établi par cette recherche, comment la prévision saisonnière peut être utile dans
la gestion des ressources naturelles en périodes de catastrophes naturelles afin d’assurer le
développement durable à l’échelle locale, nationale ou régional dans le cadre des bassins
partagés des cours d’eau.
A travers cette présentation, nous aimerions partager avec les autres les résultats de
cette première phase, et l’état dans lequel évolue la dissémination de la prévision saisonnière
aux usagers et les résultats obtenus sous forme de feedback et nos attentes des partenaires
pour la relance de cette phase d’expérimentation.
2. Méthodologie
Cette recherche/étude s’effectue suivante la méthodologie suivante : i) élaboration
d’un petit document sur les informations sur la prévisions saisonnières et activités connexes
destiné aux usagers, ii) choix des bassins versants dont la plupart servent de tests pour la
prévision saisonnière, iii) identification des usagers à travers des rencontres formelles et
informelles au niveau national et dans chaque composante du bassin versant ou du sousbassin, iv) établissement des contacts avec des responsables des moyens de communication de
536
proximités (radio communautaires FM, radios rurales, des stations des radios régionales, etc..)
et v) prise de contacts tant au niveau de la capitale et dans les zones pilotes choisis où le
processus de mise en œuvre est expliquée, discuté et retenu avec les usagers pour ce qui les
prochaines phases d’exécution et du suivi de l’étude. Un questionnaire en langage simple
relatif aux phénomènes hydrométéorologiques extrêmes passés et les solutions d’adaptions
utilisées dans les sites retenus a été remis aux participants le long du parcours aller et collecté
au parcours retour.
3. Résultats obtenus
Les différentes manifestations ou rencontres ont permis au public et aux différents
secteurs de développement dont certains pour la première fois de prendre connaissance de
l’existence des produits de la prévision saisonnière et de ses applications possibles.
La majorité des acteur-usagers, ont émis le désir d’utiliser ces produits et de prendre
compte dans leurs activités liées à l’hydrométéorologie. Particulièrement quelques zones
pilotes composées de groupements des agriculteurs, des pêcheurs ou pisciculteurs et de
certaines municipalités. L’engouement suscité chez les différents chefs de l’Administration
territoriale de cette approche a réconforté l’équipe de la recherche pour son extension sur
l’ensemble du territoire et en particulier de la région du Lac Tchad.
4. Difficultés rencontrées
Au bureau : i) manque ou délestage intempestif d’électricité et ii) difficulté de
mobilisation des moyens financiers alloués à cause de co-signature, ralentissant ainsi
l’exécution du projet.
Sur le terrain : i)l’alphabétisme de la population risque d’être un obstacle à
l’application de la prévision saisonnière et ii) les moyens logistiques dont disposent les
différentes institutions partenaires (CBLT, Université de N’Djamena) ne correspondent pas à
l’ampleur des travaux de terrain.
D’une manière générale, la suite du processus est interrompu à cause de la seconde
tranche de ce fonds, ce qui nous handicape de beaucoup d’informations à recueillir auprès des
usagers dans les zones pilotes afin de mieux faire une évaluation des effets de l’utilisation des
produits de la prévision saisonnière sur leurs activités.
5. Perspectives
Pour la re-dynamisation du processus interrompu, un appel est lancé ici au responsable
du Projet FIRMA, logé à l’ACMAD de faire l’état des lieux en concertation avec les
coordinateurs nationaux de ces projets de leur phase dans la perspective d’une relance
immédiate des activités de la seconde phase.
6. Conclusion et recommandations
L’exécution de la première phase du processus de la prévision saisonnière a été bien
accueillie par les usagers, les autorités locales qui ont sollicités être pleinement impliqués
dans le processus car du succès de leurs activités en dépend cette prévision. Tenant en compte
cet engouement tant au niveau des usagers, des autorités administratives et de l’équipe de
recherche, il est souhaite que l’ACMAD relance la seconde phase de ce projet en essayant de
voir certaines conditionnalités. Enfin, que l’ACMAD aille au fond de sa volonté dans le cadre
du Projet FIRMA afin de crédibiliser les Services de Prévisions hydrométéorologiques auprès
du public qui ne cesse de considérer la météorologie de « Menteuse ».
Contact :
Nadji TELLRO WAÏ - Direction des Ressources en Eau et de la Météorologie, BP 429,
N’Djamena, Tchad - Tél. : 235 52 30 81 /52 60 01 - Mobile : 235 28 29 72
E-mail : [email protected] / [email protected]
537
SEASONAL FORECASTING AS TOOL OF PREVENTION AND
MANAGEMENT OF THE NATURAL DISASTERS : ATTEMPT OF
EXPERIMENTATION IN CHAD IN THE
PROJECT FIRMA II-B FRAMEWORK
The problematic of the acquaintance balance on the different knowledge of the African west
monsoon and especially the impacts of its variability were the main incentive of the Direction
of resources in water and the Meteorology in collaboration with the Commission of the basin
of the Lake Chad of the project "Application and awarness of the products of the seasonal
forecasting of rains and the discharges of the surface water for a sustainable Development" in
the setting of the project, Fund of Incitement in Research of the Meteorology in Africa
(FIRMA) II-B managed by ACMAD. To shortcoming this project, it would be established the
contribution that the seasonal forecasting can bring in the management of resources in water
and other natural resources in extreme hydrometeogical periods in order to assure the
sustainable development to the local, national scale and transboundary for the shared river
basins.
With the first slice of funds allocated permitted to do the preliminary phase to make this work
by to the national level called" the seasonal forecasting of rains and the discharges of the
surface water for a sustainable Development " dedicated to identification and the sensitization
of the users, then to the decentralized level in the chosen pilot sites of the river basins of the
Logone, the Chari and the Lake Chad.
This first satisfactory phase to in regards to the level of the administrative authorities and the
major users expressed their enjoyment to be involved in the process.The second phase has
been planned in the national forum at N’djamena during which the products of the seasonal
forecasting from the PRESAO-07 were be available to these users. Unfortunately the second
slice of this fund ever was not available until this day for the continuation of the process while
letting a bitter taste for the forecast team who sees itself reproaching by users as" the lying
Meteorology ".
To shortcoming this presentation, we would like to share with the other the results of this first
phase, and the state in which evolve the dissemination of the seasonal forecasting to the users
and the results gotten as feedback and our waitings of the partners for the raise of this
experimentation phase.
Key words: West African Monsoon
538
4.04
A FIRST STEP TOWARD A MODEL COUPLING THE CLIMATE AND
RESOURCES VARIABILITY WITH SOCIO-ECONOMICAL DYNAMICS
AND LEGAL NORMS
P. MAZZEGA (1, 2), Ch. COURNIL (1, 3) and J.-P. AMIGUES (2)
(1) LMTG Observatoire Midi-Pyrénées, Toulouse, France
(2) LERNA, INRA, Toulouse, France (3) TACIP / CERDH, Toulouse, France
The long term objective of this study is to explore the possibility to draw, in a diversity of
contexts simulating co-evolutions of societies and environments, some « rules » favouring the
sustainability of the resources and environmental services as well as the reproduction of social
groups and of their cultures.
The first problem to be solved consists in integrating in a common conceptual frame
knowledge coming from ecological and economical theories and from the analysis of legal and
customary norms. This “knowledge management” is set in a formal model. We here present
some basic ingredients of this approach : (1) resources are produced by a very simple
ecosystem dynamical model; (2) a swarm of economical agents are trading some abstract
wealth on a competing market. Both sub-models 1 and 2 are analyzed using tools from the
ergodic theory of dynamical systems. Then (3) the question is opened of how to couple
resource dynamics with the economical agent strategies. We suggest that this mediation is
partly embedded in laws and custom that have to be formalized in order to enter the modelling
frame, an on-going work.
1. Simple Resource Dynamics
The complex spatio-temporal pattern dynamics of the components of an ecosystem can be
finely represented with agent-based models. From simple and explicite rules constraining the
agent behaviour in their environment, complex time dependent dynamics are emerging at the
scale of population densities (Pascual & Levine 1999). Then it has been shown that pertinent
density dynamics, obtained via an aggregation at an intermediate scale of non trivial
determinism, can in turn be captured in non linear ordinary differential equations (like the
celebrated Lotka-Volterra system) once the parametrization of the involved processes are
properly perturbed in order to account mainly for the stabilizing effect of space (not well
mixed system) and for the interaction of population cycles with demographic noise (Pascual et
al. 2001).
On this basis, we simulate the time interactions between vegetation V, “ruminants” R and
“predators” P densities. In this provisional model, ruminants are interpreted as livestock and
predators as those agents that can remove or drive some cattle out of the livestock1. The whole
system is forced by a periodic precipitation rate2 (sine function with period T) that provides
surface waters W consumed by the vegetation, ruminants and predators. As a consequence of
the non linearities in the system, the time series of V, R and P present irregular cycles (Fig.1a
1
It should be kept in mine that we are not presently targetting for some realism but for knowledge integration in
a flexible tool that will be amended in the future.
2
Note that the climate variability can be simulated via the specified precipitation time series.
539
for R(t) and P(t)) with harmonic T2 and sub-harmonic T/2 spectral peaks (Fig.1b). The
analysis of such time series relies on the estimation of correlation or average mutual
information functions (Fig.1c) and in a further step on the embedding of the dependent
variables in phase space (Fig.1d). The analysis of the geometric and statistical properties of
such phase space system trajectory, based on the ergodic theory, allows to characterize the
system dynamics (stability analysis, various dimension estimations, predictibility of the system
state evolution, etc.; see e.g. Lasota & Mackey 1994, Abarbanel 1996, Diks 1999). A single
system time evolution being also dependent on the set of process (grazing, predation,
growth,…) parameters (the perturbation of which being able to induce sequences of system
bifurcations) we then generate an ensemble of trajectories based on an ensemble of parameter
sets and estimate the associated multi-dimensional probability density function (pdf) over the
system phase space. The impact of the economical use of the ecosystem resources will be
estimated on this pdf. Conversely we will try to estimate the incidence of the pdf structure of
the resources state on the market dynamics … the next step of our study.
540
4.05
IMPACT DE LA VARIABILITE HYDROCLIMATIQUE SUR LA
DYNAMIQUE SPATIO-TEMPORELLE DE L’INONDATION EN ZONE
LACUSTRE SAHELIENNE PAR NOAA/AVHRR SUR LA PERIODE
1990-2000 : CAS DU DELTA INTERIEUR DU NIGER (DIN) AU MALI
A. MARIKO (1), G. MAHE (2) et E. SERVAT (2)
(1) École Nationale d’Ingénieurs, Bamako, Mali (2) Hydrosciences-MSE, Montpellier, France
Introduction
La zone lacustre (latitudes 15° et 17 ° N et longitudes 2° à 5° W (fig.1)) inondée au rythme
annuel grâce aux pertes en écoulement (2,7 et 8 km3 ) alimentées par les eaux du bassin amont
du fleuve Niger (800 à 1200 mm d’eau/an) et la pluie locale (< 200 mm/an) est soumise à une
forte demande, de la part de la population croissante (2,5 % an), dans différents secteurs de
production (agriculture, élevage et pêche). Les déficits pluviométriques enregistrées (23 %)
depuis les années 1970 dans toute la région Ouest africaine notamment dans le bassin du
Niger (Servat et al., 1999 ; Mahé et al., 2001) ont eu pour conséquence dans la zone lacustre
une diminution des surfaces inondées, une modification de l’occupation du sol, la
construction de digue de retenu d’eau. En vue d’anticiper les surfaces inondables, s’inscrivant
dans une politique de meilleure gestion des ressources en eau dans les domaines de
l'agriculture, la pêche, l’élevage voire du trafic fluvial, cette étude a pour objectif la recherche
de relation fonctionnelle entre les hauteurs d’eau de la zone lacustre et les surfaces inondées
extraites à partir des images NOAA/AVHRR. Elle devrait servir d’outil d’aide à la gestion des
ressources en eau voire de l’écosystème de la région fortement ébranlé par une trentaine
années de sécheresse.
Figure 1 : Carte de présentation de la zone lacustre dans le DIN au Mali
541
Matériel et méthodes
Les images NOAA/AVHRR (1km) de la période 1990 à 2000 (AGRHYMET) et les hauteurs
d’eau aux échelles limnimétriques des stations de la zone lacustre (DNH) sont utilisées dans
cette étude. Les images améliorées par application successive du "Minimum Noise Fraction"
(MNF) basée sur l’estimation de la matrice de covariance du bruit (Green et al., 1998) et de
l’Analyse en Composante Principale (ACP) ont été utilisées pour la construction de d’indices
spectraux (Pseudo-canaux) plus sensibles aux surfaces inondées (Mariko et al, 2005). La
classification supervisée des images issues des indices spectraux a permis d’estimer les
surfaces inondées. L’étendue de l’inondation étant liée à la montée des eaux aux différentes
stations hydrométriques, nous avons utilisé les modèles prédictifs des surfaces inondées sous
la forme de relations fonctionnelles de type Y = A exp ( BX ) (crue) et Y = ALn( X ) + B (décrue)
où X et Y sont les hauteurs d'eau (cm) et les surfaces inondées (Km2). A et B sont les
paramètres. La construction du modèle prédictif a été conduite par estimation des paramètres
(calibration) et par validation du modèle sur différents jeux de données.
Résultats
Les surfaces inondées sur la période 1990-2000 varient en moyenne du simple au triple selon
l’hydraulicité de l’année (tableau 1). Les hauteurs d’eau à Diré s’ajustent mieux aux surfaces
inondées avec des surfaces calculées légèrement inférieures à celles observées sur les images.
Les coefficients de corrélation R valent 0.75 et 0.95 (figure 2). On note une différence non
négligeable dans la validation avec un biais de -18 % en crue et +7 % en décrue (Fig.3).
Tableau 1 Statistiques des surfaces inondées en zone lacustre sur la période 1990-2000
(1990/1993 "plus sèche", 1994/2000 "humide")
Surfaces inondées
1990/1993 (plus sèche)
Surface
Surface
maximale moyenne Ecarttype
Inondée
Inondée
2
2
(km )
(km )
1865
666
497
1994/2000 (humide)
Surface
Surface
maximale moyenne Ecarttype
Inondée
Inondée
2
2
(km )
(km )
7455
2358
1592
Surface
maximale
Inondée
2
(km )
7455
1990/2000
Surface
moyenne
Inondée
2
(km )
2007
Ecarttype
1590
8000
6000
Surfaceinondéeobservéed'aprèslesimagesNOAA/AVHRR
disponibles(Km2)
4000
Surfaceinondéecalculée (Km2)
2000
0
90
/0
90 9/25
/1
91 0/25
/0
92 9/17
/08
93 /19
/0
93 8/04
/0
95 9/24
/0
95 2/18
/0
95 7/07
/0
95 9/10
/1
96 0/20
/0
96 2/05
/0
96 3/26
/1
97 0/20
/0
97 3/09
/1
97 0/22
/1
98 1/27
/0
98 1/13
/0
98 8/18
/1
98 0/08
/1
99 1/14
/0
99 1/17
/1
99 0/10
/1
00 1/29
/0
00 2/01
/0
00 7/03
/1
00 0/04
/11
/26
Surface inondée dans le Delta-Aval
(Km2)
Station: Diré
Date
Figure 1 : Comparaison des surfaces inondées observées d'après les images NOAA et
calculées sur la période 1990-2000 dans la zone lacustre
Conclusion
La mise en relation des hauteurs d’eau limnimétriques avec les surfaces inondées estimées
selon les images AVHRR offre une possibilité d’anticipation des surfaces inondables dans la
zone lacustre. Dans le contexte de variabilité spatio-temporelle des surfaces inondées
542
conséquente à la variabilité hydroclimatique, la prévision de l’inondation peut aider à la
programmation des calendriers agricoles et les autres activités liées à la pêche à l’élevage et
voir le trafic fluvial. L’utilisation des images haute résolution (Landsat, SPOT, QuickBird,
ERS, ENVISAT…) couplée à la prise en compte de la propagation des ondes de crue devrait
permettre de fournir un outil d’aide bien adapté à l’échelle des exploitations agricoles de
l’ordre de quelques hectares.
Références
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data in terms of image quality with implications for noise removal. IEEE Transaction on Geoscience and Remote
Sensing, Vol. 26, N°.1, 65-74.
Mahé G., L’Hote Y., Olivry J.-C., Wotling G., 2001, Trends and discontinuities in regional rainfall of west
and central Africa, 1951-1989. Hydrological Sciences Journal, 46 (2) 211-226.
Mariko A., Mahé G., Orange D., Nonguierma A., Servat E., 2OO5. Monitoring of flood propagation into the
Niger Inner Delta : Prospects with the low resolution NOAA/AVHRR Data (submitted to International Journal
of Remote Sensing)
SERVAT E., PATUREL J.E,. LUBES-NIEL H., KOUAME B., MASSON J.-M., TRAVAGLIO M.,
MARIEU B., 1999. De différents aspects de la variabilité de la pluviométrie en Afrique de l'Ouest et Centrale
non sahélienne. Rev. Sci. Eau Vol.12, N°2, pp. 363-387.
Contact : A. MARIKO ([email protected])
543
4.06
ASSESSMENT OF UNCERTAINTY ON SATELLITE-DERIVED AREAL
RAINFALL ESTIMATES BASED ON A DUAL SEQUENTIAL SIMULATION
D.I.F. GRIMES (*), C.K. TEO, B. GOMEZ and A.J. CHALLINOR
TAMSAT, Department of Meteorology, University of Reading, UK
1. Introduction
Rainfall monitoring has important applications in hydrology (river flow forecasting and flood
warning) and agriculture (crop yield forecasting) as well as climate monitoring. In sparsely
gauged areas of Africa such as the Sahel, satellite based methods provide the only feasible
approach. In most cases, the most valuable information is average rainfall over a specified
area whether this is a river catchment, an agricultural district or a climate grid square. One
often neglected but important aspect of rainfall estimation is the assessment of uncertainty on
the areal rainfall amount. This is vital information particularly for operational decisions on,
for example, dam releases or alerting governments and NGO’s to potential crop failures. A
difficulty in the assessment of likely uncertainty is the peculiar statistical properties of rainfall
which exhibits a joint distribution combining the statistics of rain/no-rain with a non-Gaussian
distribution of rainfall amount. Here we present a method of assessing the uncertainty on
satellite-based areal rainfall estimates.
2. Methodology
The first step in the approach is to produce a statistical model which describes both the
probability of a pixel being rainy and also the probability of a certain rainfall amount, given
that it is rainy. The model here is based on the TAMSAT Cold Cloud Duration (CCD) method
(Thorne et al, 2001) but it is important to realise that it can be generalised to any satellite
rainfall algorithm.
⎛ p ⎞
ln ⎜
⎟ = b0 + b1 × CCD, CCD > 0
⎝ 1− p ⎠
(1)
p = p0 for CCD = 0
The probability p of a pixel being rainy is represented by a logistic regression
where b0, b1 and p0 are parameters to be determined by calibration.
The probability of a given rainfall amount is expressed as
µ + = a0 + a1 × CCD
σ = Aµ
2
+
θ
(2)
where µ+ and σ+2 are respectively the pixel rainfall mean and variance for rainy events, a0,
a1, A and θ are parameters to be determined by calibration.
It is further assumed that rainfall amount can be represented by a Γ distribution.
544
The calibration parameters are determined empirically by comparing pixel CCD with pixel
rainfall values obtained by applying block kriging to the raingauge data. Non-rainy areas are
identified by indicator kriging according to the method of Barancourt et al (1992).
3. Area rainfall uncertainty estimation
Mean area rainfall Zm over an area χ is easily obtained as the average of pixel rainfall for all
pixels within χ. The uncertainty on Zm must be a combination of the uncertainty on the
number of rainy pixels and the uncertainty on the mean rainfall amount over the rainy pixels.
An analytical solution to this problem is non-trivial and here we have used an ensemble
approach to generate a full pdf for Zm which takes account of both the statistical parameters in
Equations (1) and (2) and the spatial continuity of the rainfall patterns as expressed by the
variograms both with respect to rain/no-rain probability and to rainfall amount. The approach
is based on sequential simulation as described in Goovaerts (1997)
There is a three stage process as follows:
1. For each dekad, an ensemble of binary rainfall occurrence fields is generated using
Sequential Indicator Simulation. For each pixel, the proportion of rainy events over
the ensemble is in accordance with Equation (1), while the spatial pattern for each
ensemble member is constrained by the indicator variogram determined from the
original data.
2. For each binary ensemble member produced in Stage (1), rainfall amounts for rainy
pixels are assigned by Sequential Gaussian Simulation (having first carried out a
normal score transform on the pixel rainfall amounts). Again, the pixel rainfall values
have a distribution in agreement in Equation (2) but within each ensemble member are
constrained by the rainfall variogram.
3. For each ensemble member thus generated, the mean rainfall over the target area χ
may be easily computed. The histogram of all ensemble members for each dekad gives
the full pdf of Zm from which uncertainty statistics or confidence intervals may be
easily calculated.
4. Gambian case study - application to ground nut yield
As an example of a suitable application, the ensemble approach has been used to generate
ensembles of daily rainfall amounts for groundnut growing districts within the Gambia in
west Africa. Comparison of the ensemble rainfall distribution with the distribution of blockkriged raingauge amounts at the pixel scale for each calendar month showed very good
agreement. Random selection from the daily ensembles was then used to produce an ensemble
of daily mean rainfall values for each growing district. These values were used as input to the
GLAM crop-yield model (Challinor et al., 2004) to generate an ensemble of seasonal crop
yields for the years 1988 to 2002. Preliminary results indicate that the sensitivity of the
model to random variability of the rainfall data is much less than the sensitivity to other
factors such as planting date or systematic errors in the rainfall estimate calibration.
5. Conclusions
The method of sequential simulation allows the estimation of the full pdf of areal rainfall
values associated with a particular satellite rainfall field, taking account of rainfall
intermittency. Application to groundnut crop yield forecasting have produced useful results.
The methodology may also be applied to riverflow forecasting. This is an object of ongoing
research.
6. References
Barancourt, C., Creutin, J.D., Rivoirard, J., 1992: A method for delineating and estimating rainfall fields. Water
Resources Research, 28, No. 4, 1133-1144.
545
Challinor, A.J., T. R. Wheeler, J. M. Slingo, T. R. Wheeler, P. Q. Craufurd and D. I. F. Grimes, 2004: Design
and optimisation of a large-area process-based model for annual crops. Agricultural and Forest Meteorology 124
(99-120).
Goovaerts, P., 1997, Geostatistics for Natural Resources Evaluation, Oxford University Press; Oxford, New
York.
Thorne, V., Coakley, P., Grimes, D.I.F. & Dugdale, G., 2001: Comparison of TAMSAT and CPC rainfall
estimates with rainfall, for southern Africa. IJRS, 2001, Vol 22, No.10, pp1951-1974.
Contact
D.I.F. Grimes – Email : [email protected]
EVALUATION DE L’INCERTITUDE SUR DES ESTIMATIONS
REGIONALES DE PRECIPITATION PAR SATELLITE BASEE SUR UNE
SIMULATION DUELLE
La surveillance de précipitation a des applications importantes dans l'hydrologie (telles que
des prévisions d'écoulement de fleuve et avertissement d'inondation), dans l'agriculture
(comme les prévisions de rendement de récolte) et également dans la surveillance du climat.
Dans des régions pas sufisamment mesurées de l'Afrique, telles que le Sahel, les méthodes
basées sur satellite fournissent la seule approche possible.
Dans la majorite des cas, l'information la plus valable est la précipitation moyenne sur un
secteur specifique, qu’il s’agisse d’une captation de fleuve, d’une zone agricole ou d’une boîte
de grille climatique. Un aspect important souvent négligé de l’estimation de précipitation est
l'évaluation de l'incertitude sur la quantité de précipitation. Cette information est essentielle,
en particulier pour des décisions opérationnelles telles que degager des reservoirs ou alerter
des gouvernements et des ONGs sur des échecs potentiels de récolte. Une difficulté majeure
dans l'évaluation de l'incertitude probable s’agit des propriétés statistiques assez particulières
des précipitations. Celles-ci montrent une distribution associant des statistiques de pluie/nonpluie à une distribution non gaussienne de la quantité de précipitations en cas de la pluie.
Une méthode pour évaluer l'incertitude sur des estimations régionales de précipitation par
satellite est ainsi présentée. Cette méthode est basée sur la comparaison des données satellites
avec des observations de pluviometrie ajustées afin de tenir en compte des différentes
balances spatiales d'information. Une simulation séquentielle est enfin utilisée, afin de
produire un ensemble d’échantillons de précipitation qui tienne en compte à la fois la
distribution de pluie/non-pluie et la distribution de la quantité de précipitation. Les
incertitudes sont alors facilement calculées à partir de l'analyse de l’ensemble des résultats.
Les résultats présentés concernent l'application de cette méthodologie aux prévisions de
récolte de l'arachide en Gambie.
546
4.07
PREVISION DES EPIDEMIES DE MENINGITE EN AFRIQUE
SAHELIENNE A PARTIR DE LA DYNAMIQUE ATMOSPHERIQUE
P. YAKA (1), B. SULTAN (2), S. JANICOT (2), N. FOURQUET (1), S. PHILIPPON (1),
MF COUREL (1), M. LEGRAND (3) et I. CHIAPELLO (3)
(1) PRODIG UMR 8586, Paris, France
(2) LOCEAN / IPSL, Paris, France (3) LOA, Lille, France
Introduction
Chaque année, des pays de l’Afrique Sahélienne sont affectés par des épidémies de Méningite
Cérébro-spinale (MCS). Bien que la recrudescence saisonnière de la maladie dans les pays de
la << ceinture de la MCS >> survient généralement en période d’harmattan et demeure en
étroite liaison avec la variabilité climatique, les mécanismes responsables de cette distribution
spatio-temporelle de la maladie ne sont pas encore bien identifiés. Cela est particulièrement
vrai en ce qui concerne la liaison entre les intensités annuelles des épidémies de MCS et la
variabilité climatique saisonnière.
Une analyse spatio-temporelle de données épidémiologiques de l’OMS de cumuls annuels de
cas de MCS de 1966 à 1999 des pays d’Afrique Sahélienne couplées à celles des différentes
variables climatiques des re-analyses de NCEP a permis de mettre en évidence une relation
climato-dépendante tant au niveau de la distribution spatiale que de l’évolution temporelle
interannuelle de la MCS en Afrique Sahélienne. Les résultats de ces analyses nous permettent
de sélectionner des variables climatiques pertinentes pour la construction de Modèles
Linéaires Généralisés (GLM), pour la prévision des épidémies pouvant servir de base à la
mise en place d’un système de veille et d’alerte précoce des épidémies de MCS en Afrique
Sahélienne.
L’intensité de la MCS en Afrique
Afin de mieux cerner la disparité de la MCS entre les différents pays et pour mieux illustrer
l’ampleur de la mcs dans les différents pays (sur la période 1966 à 1999), nous avons réalisé
une Analyse Factorielle des Correspondances (AFC) en classant les différentes années
d’observations en 4 classes suivant les seuils d’occurrence de 500, de 1000 et 1500 cas par an
et par pays. Il en découle que la MCS sévit grandement dans les pays sahéliens et dans une
moindre mesure les pays des régions guinéenne, orientale et centrale de l’Afrique. En Afrique
du Nord, la dynamique de la maladie est différente en ce sens qu’elle est caractérisée par un
grand nombre d’année avec un cumul annuel moyen (entre 500 et 1500 cas) et un nombre
plus faible d’années extrêmes (avec beaucoup ou très peu de cas).
547
AFC des cas annuels de MCS de 1966 à 1999 en Afrique
0 .0
0 .5
M
o yR e Dn C
. f a i b le
N IA
B U NK I G
C
H A
A L
E T H
A N G
S E N
B E N
T OT U
G N
R W A
f a i b l eG RU CI A
-0.5
0.0
m
C A M
o y e n .fo rt M
S U D
0.0
A L G
G H AE G Y
B U N
M O Z
-1.0
fo r t
-1.0
-0.5
A R
0.5
0.5
m
1 .0
1.0
- 0 .5
1.0
-1 .0
-1 .0
-0 .5
0 .0
0 .5
1 .0
En examinant les cas de MCS pour chaque pays et chaque année ainsi qu’en calculant les
corrélations (instantanées ou décalées) entre les différents pays, il se révèle que le sens de
propagation des épidémies de cas de MCS dans la zone sahélienne est variable voire même
multiforme bien que des propagations notamment d’Est vers l’Ouest apparaissent clairement
pour certaines grosses épidémies comme celle du milieu des années 90. Des investigations
plus poussées devraient être menées avec des données spatio-temporelles plus détaillées de
ces pays pour analyser la transmission inter-pays d’une année sur l’autre.
La prédiction des épidémies
De manière à sélectionner des prédicteurs atmosphériques pour les cas de MCS, on a réalisé
des cartes de corrélation entre diverses variables des réanalyses NCEP (vent, pression,
température, humidité…) et les cas de MCS. On a ensuite choisi des prédicteurs dans les
zones les plus corrélées de manière à construire un modèle généralisé (MLG) pour prévoir les
épidémies au Burkina et au Niger.
On a réduit le nombre de prédicteurs en faisant une Analyse en Composante Principale pour
extraire les modes principaux de variabilité de notre set de prédicteurs. Plusieurs types de
modèle ont été testés (Gauss, Poisson et Gamma). Pour le Burkina Faso, en prenant en compte
uniquement les deux premières composantes principales (85 % de l’information totale de nos
différents prédicteurs) nous obtenons les résultats suivants :
548
20000
0
10000
MCSBurkina
30000
40000
2 predictors Rg=0.85 Rp=0.89 RG=0.83
1965
1970
1975
1980
1985
1990
1995
2000
Years
Légende
Courbe en couleur rouge : Ajustement des cas annuels de MCS par la loi de Gauss : R = 0.85
Courbe de couleur bleu : Ajustement des cas annuels de MCS par la loi de Poisson : R= 0.89
Courbe de couleur verte : Ajustement des cas annuels de MCS par la loi de Gamma : R = 0.83
Ces résultats montrent que le MLG permet un bon ajustement des cas annuels de MCS et de
ce fait, offrent de bonnes perspectives pour leur prévision saisonnière. A en noter par la valeur
élevée des coefficients de corrélation (R) et de la variance expliquée (R2) et également par la
longueur de la série de données qui s’étalent sur prés de 34 années. En terme de modèles plus
performants, on remarque que la loi gaussienne estime assez mal certains cas annuels de mcs
très faibles (existence de valeurs négatives prédites) ainsi que certains cas très élevés
(supérieur à 40000 cas). D’où une certaine limite de cette loi comparativement au deux autres
(Poisson et Gamma) pour ce qui est de l’estimation de la survenue de très faibles et de très
grands cas annuels de mcs (estimation des extrêmes).
549
PREDICTING THE MENINGITIS EPIDEMICS IN WEST AFRICA
BY USING CLIMATE DYNAMICS
Every year, West African countries are afflicted with Meningococcal Meningitis (MCM)
disease outbreaks. Although the seasonal and spatial patterns of disease cases which occur
mostly during winter in the “meningitis belt” are closely linked with climate variability, the
mechanisms responsible for these observed patterns are still not well identified. This is
particularly true for the linkage between epidemic intensity from year to year and climate
variability.
A spatio-temporal analysis of annual cases of MCM reported from 1939 to 1999 in African
countries provided by World Helath Organization and several climatic variables from
NCEP/NCAR reanalyses has been performed to highlight the relationships between climate
and MCM disease at the interannual scale. First, we computed correlation maps of
atmospheric variables likely to influence MCM disease outbreaks (e.g. moisture, wind,
pressure, temperature...) and annual cases of MCM in three afflicted countries, e.g. Burkina
Faso, Mali and Niger. Then, the results of these correlations enable the selection of relevant
climatic variables for construction of generalized linear models Generalized to forecast MCM
intensity from year to year.
The encouraging results of such simple models enable the development of a survey and an
early warning system of MCM epidemics in African Sahelian countries. The development of
such outbreaks forecast could help nationwide and international public health institutions to
better control MCM disease.
Submitted by :
Pascal YAKA – Email : [email protected]
550
4.08
DUST EVENTS AND MENINGITIS CASES DURING THE DRY SEASON
(NOVEMBER TO APRIL) IN THE SAHEL FROM 1995 TO 2005:
METHODOLOGY FOR TEMPORAL AND SPATIAL ANALYSIS
I. JEANNE (1), J.-L. RAJOT (2), A. DEFOSSEY (3), KK KAIRO (4), M. KALACHE
(1) and P. BOISIER (1)
(1) CERMES (MoH Niger et RIIP) (2) IRD, Niger (3) ENSG (4) DSCE (MoH Niger)
Meningoccoccal meningitis depends first of all on the human factors (immunity, population
density and movements, ..). Nevertheless, the seasonal dynamics and the environmental and
climatic characteristics of the African meningitis belt led to hypothesize an impact of
atmospheric conditions on the incidence of epidemic meningitis in the Sahel.
The aim of this study is to assess the role of mineral dust transported by Harmattan trade wind
during the dry season. The goal purpose here is to determine whether shared characteristics of
atmospheric conditions occur before all the meningitis picks. Due to weekly epidemiological
available data, we need weekly dust representations.
The Infrared Difference Dust Index (IDDI) obtained from infrared band of METEOSAT by
Legrand (2001) allows detecting dust plume in arid and semi arid areas in the Sahel. As we
wanted to detect the most important dust events before the picks of meningitis from 1995 to
2005, maximum IDDI maps were used. Thanks to ESA EPIDEMIO and AMMA EU, it was
possible to obtain weekly maximum of IDDI maps, from November to April, during the years
1995 to 2005, over a part of West Africa: N7° to N20°, E-17° to E26°.
From these data, it is possible to determine when and where dust events occurred for
performing temporal and spatial analysis with epidemiological data by the means of GIS and
image processing. Preliminary results and perspectives to possibly include dust events
identification in public health policies for a quasi real time follow up are presented.
Keywords : meningitis, Sahel, Niger, IDDI, dust, aerosols, spatial analysis, METEOSAT
551
4.09
CLIMATIC AND ENVIRONMENTAL CONDITIONS ASSOCIATED
WITH RVF IN SENEGAL
Jacques-André NDIONE (1), Jean-Pierre LACAUX (2), Yves M. TOURRE (2)
and Baba SALL (3)
(1) Centre de Suivi Ecologique, Sénégal
(2) MEDIAS-France, CNES, Toulouse, France
(3) Direction de l’Elevage (DIREL), Dakar, Sénégal
Re-analyses of the Rift Valley Fever (RVF) epidemic which occurred in the Senegal river
basin, show that yearly rainfall amount is not the epidemic confounding factor. By analyzing
the seasonal variability of the regional NDVI, an integrated spatial proxy linked to
precipitation, it is also found that RVF epidemics are not significantly correlated with the
variability of this vegetation index, contrary to results obtained over East Africa. From the
EMERCASE and CORUS projects, relying upon in-situ multidisciplinary monitoring and
satellite observations, a new methodological approach has thus been implemented. It is to
highlight combined key climatic and environmental conditions as potential triggers of RVF
epidemics in Senegal. The most important factor for the environment-epidemic relationship is
found to be the vectors’ biological life-cycle at the pond’s spatial scale. More specifically
2
mechanisms are quantified at the 60x60 km Barkedji site of the Senegalese sahelian zonel. It
is shown that ponds’ dynamic combined with rainfall events larger than 20mm, do trigger
vectors population (i.e., Aedes and Culex mosquitoes) responsible for RVF diffusion and
transmission. The spatial area under risks goes from 3% to ~25% at the Barkedji site, during
the full span of the rainy season. A generic information system on Re-Emergent Diseases and
Global Environmental Monitoring from Space (RedGems) is being developed in the
framework of the AMMA-Health application component. RedGems will include among
others, most of the key elements identified here and concerning RVF risks and diffusion over
Senegal.
Submitted by
Jacques Andre Ndione - Centre de Suivi Ecologique, BP 15 532, Dakar, Sénégal
Tel : (221) 825 80 66/67 - Fax : (221) 825 81 68
Email : [email protected] ;[email protected] ; [email protected]
552
CONDITIONS CLIMATIQUES ET ENVIRONNEMENTALES
ASSOCIEES A LA FVR AU SENEGAL
En ré-analysant les différents événements de FVR survenus dans le bassin du fleuve Sénégal,
on se rend compte que la pluviométrie annuelle n’est pas un facteur épidémique déterminant.
De même, en considérant la variabilité saisonnière régionale du NDVI, un « proxy » spatial
fortement dépendant de la pluviométrie, il a été démontré que les épidémies de FVR ne sont
pas significativement corrélées à la variabilité de cet index contrairement aux résultats
obtenus en Afrique de l’Est.
Ainsi, grâce aux projets de recherche EMERCASE à CORUS d’une part et en se fondant sur
une surveillance multidisciplinaire grâce à des données in-situ associées à des observations
satellitaires d’autre part, une nouvelle approche méthodologique a été développée. Elle a pour
but de mettre en valeur l’association des conditions climatiques et environnementales
fondamentales comme facteurs déclenchant des épidémies de la FVR au Sénégal. Le facteur
le plus important dans la relation environnement-épidémie s’avère être le cycle de vie des
vecteurs à l’échelle de la mare. Plus spécifiquement, les mécanismes ont été quantifiés sur une
zone de 60x60 km centrée sur Barkédji, site d’étude dans le Sahel sénégalais.
Les résultats montrent que la dynamique des mares reste liée aux événements pluvieux dont la
quantité est supérieure ou égale à 20mm, qui à son tour contrôle l’émergence de la population
de moustiques vecteurs (Aedes et Culex) responsables de la transmission de la FVR. Par
rapport à la zone d’étude, l’étendue spatiale de la région à risque est comprise entre 3 et 25%
environ durant la saison pluvieuse.
Un système d’information générique sur les maladies ré-émergentes et sur le suivi global de
l’environnement à partir de données satellitaires (RedGems) a été développé dans le cadre des
applications AMMA-Santé. RedGems va inclure, la plupart des éléments clés identifiés dans
ce travail et concernant les risques de diffusion de la FVR au Sénégal.
553
4.10
CARACTERISATION DE L’EVOLUTION DE TROIS CLASSES
D’OCCUPATION DU SOL DANS LA SAHEL BURKINABE A PARTIR
D’UNE MODELISATION DEMOGRAPHIQUE ET D’IMAGES
SATELLITES : APPLICATIONS A LA MODELISATION HYDROLOGIQUE
Pierre DIELLO (1), Jean-Emmanuel PATUREL (1), Gil MAHE (1),
Harouna KARAMBIRI (2) et Eric SERVAT (1)
(1) IRD-Maison des Sciences de l’Eau, Montpellier, France
(2) EIER-ETSHER, Ouagadougou, Burkina Faso
Si de nombreuses régions du monde sont soumises à des fluctuations climatiques
spectaculaires, le Sahel se distingue par la sévérité et la persistance du déficit pluviométrique
qu’il connaît depuis maintenant plus de trois décennies. A l’échelle annuelle, cette diminution
des quantités précipitées est imputable, en grande partie, à une baisse généralisée du nombre
d’événements pluvieux de -20 à – 40% selon certains auteurs.
Durant la même période, la croissance démographique a fortement réduit l’espace vital sur les
sols fertiles dans ces régions. La densité de population au km2 de terrain cultivable n’a cessé
d’augmenter, atteignant des valeurs très élevées dans les pays comme la Mauritanie, le Mali,
le Burkina Faso et le Sénégal. La pression sur les terres n’est pas encore telle qu’une
intensification des pratiques agricoles soit incontournable, mais elle est déjà suffisante pour
entraîner des dégâts écologiques importants. La gestion durable de l’environnement se pose
donc désormais en terme de déséquilibre entre ressources naturelles d’une part (sols
cultivables, eau en quantité et en qualité, végétation,…) et besoins accrus d’une population en
croissance rapide, d’autre part.
Les déficits pluviométriques enregistrés depuis le début des années 70 et leurs effets cumulés
ont fortement influencé les régimes hydrologiques des grands bassins fluviaux d’Afrique
intertropicale. D’une façon générale, l’hydraulicité des fleuves a fortement diminué. Les
débits moyens annuels ont baissés de plus de 30% et quelques fois au delà de 50%.
L’écoulement a même cessé sur le Niger à Niamey et le Sénégal à Bakel en 1984 ! A côté de
l’effondrement des débits des grands systèmes hydrologiques intertropicaux, apparaît une
« contradiction » de fonctionnement dans certains hydrosystèmes de plus petite taille.
En effet, les différentes études menées depuis une vingtaine d’années sur les conséquences de
la sécheresse sur les écoulements des petits bassins versants d’Afrique soudano-sahélienne,
montrent que l’effet conjoint du changement climatique et des activités humaines sur les états
de surface est à l’origine d’une augmentation des écoulements dans la région. Ces nouvelles
conditions de ruissellement apparaissent plus favorables dans les zones où on observe une
diminution du couvert végétal, une extension des surfaces cultivées et des surfaces dégradées.
A partir d’images LANDSAT acquises à différentes dates (1972, 1986, 1999, 2002, et 2003),
les pourcentages de couverture végétale, de couverture agricole et de couverture de sols
dégradés (nus) sont extraits pour ces cinq dates. Ces cartes d’indicateurs de pression
anthropique et climatique mettent en évidence l’évolution globale du milieu depuis la
554
décennie 70 jusqu’à la décennie 2000. L’analyse des données démographiques et des données
des statistiques agricoles montre l’étroite corrélation (R² = 93%) entre les superficies cultivées
et l’évolution de la population. A partir de ce résultat et sur la base d’hypothèses construites
en tenant des pratiques agro-pastorales de la région, les auteurs élaborent des scénarii
d’évolution, au pas de temps annuel, des indicateurs précédemment définis.
Dans la seconde partie de ce travail, les auteurs élaborent une méthodologie de prise en
compte des activités anthropiques et des changements climatiques dans la modélisation
hydrologique des bassins versants. Les indicateurs de pression anthropiques sont liés à la
capacité de rétention en eau du sol (WHC, Water Holding Capacity). Cette variable
caractérise le réservoir sol des modèles que nous utilisons. L’hypothèse fondamentale utilisée
dans cette démarche est que « l’augmentation (respectivement la diminution) des coefficients
d’écoulement dans une proportion donnée (du fait des changement climatiques et des activités
humaines) se traduit par une diminution (respectivement une augmentation) de la capacité de
rétention en eau du sol (WHC) dans la même proportion ». A chaque indicateur est associé un
coefficient de ruissellement déterminé à partir de mesures de terrain et une valeur de WHC. A
une date To chaque surface élémentaire du bassin versant (un demi-degré carré soit 2500 km²
environ dans nos modèles) est constitué de Xo% de sols en végétation naturelle, Yo% de sols
cultivés et Zo% de sols nus avec une capacité de rétention en eau de WHCo définit à partir des
données sols de la FAO. A une date ultérieure T, sous l’action de l’homme et du climat, la
composition de la surface élémentaire devient X% de sols en végétation naturelle, Y% de sols
cultivés et Z% de sols nus avec une capacité de rétention en eau de WHC définit par la
relation :
WHC = f ( WHC O , X O ,YO , Z O , X , Y , Z , CrVg , CrCult , CrSn )
où CrVg, CrCult et CrSn représentent respectivement les coefficients d’écoulement des sols
en végétation naturelle, des sols en cultures et des sols nus. La fonction f est déterminée et les
valeurs de WHC sont générées et intégrées dans le modèle. Le modèle est testé sur le bassin
du Nakambé à Wayen (21 000 km²) et les résultats sont comparés aux tests réalisés en gardant
le WHC constant, ce qui correspond à une situation où les états de surface sur le bassin
n’évoluent pas. Les résultats obtenus montrent des améliorations significatives des
performances du modèle par rapports aux tests où les WHC est constant (+20% en calibration
et +26% en simulation).
555
USING DEMOGRAPHIC AGRICULTURAL AND REMOTE SENSING DATA
IN HYDROLOGICAL MODELING OF SAHELIAN RIVERS
IN BURKINA FASO
The hydrological studies undertaken during the last twenty years have shown that the
hydrological variability observed since the years 1970 on the Sahelian river basins is due to
the combined effect of climate changes and human activities on land-cover (the Nakambé
river upstream of the station of Wayen, and right bank tributaries of the Niger river issued
from Burkina Faso): the runoff coefficients increased, inducing more important flows than in
the past years despite a reduction in rainfall.
These modifications of the rainfall-runoff relationship require new approaches making
possible to take into account both the climatic variability and the human dimension in
hydrological modelling of these basins. The first part of this work consists in defining three
indicators of human activities by using percentages of vegetation cover, agricultural cover and
bare soils. From a database of agricultural and population statistics, and from LANDSAT
images acquired at various dates, the authors characterize the percentages of the three types of
land cover in the studied zone.
The evolution of the environment is thus described since the years 1970 up to 2000. On the
basis of a relationship between these environmental indicators and the soil Water Holding
Capacity (WHC, variable used as the soil water reservoir in our models) an hydrological
modelling is used and results are analysed
Key words : Hydrological variability, climatic variability, human activities, land cover,
hydrological modelling, demography, Burkina Faso, Sahel
556
4.11
LE PHOTOPERIODISME DES SORGHOS AFRICAINS, UNE REPONSE
A LA VARIABILITE PLUVIOMETRIQUE
Mamoutou KOURESSY (1), Michel VAKSMANN (2) et Seydou TRAORE (3)
(1) Institut d’Economie Rurale (IER), Bamako, Mali (2) CIRAD, Bamako, Mali
(3) Agrhymet – Nyamey, Niger
L’ajustement du cycle d’une plante aux contraintes environnementales est un caractère
essentiel de l’adaptation au milieu. Ceci est particulièrement vrai dans les conditions soudanosahéliennes où la saison des pluies s’interrompt brusquement, avec une durée très variable
d’une année sur l’autre. La correspondance de la date de floraison avec l’offre climatique est,
par conséquent, un facteur clef de la production agricole (Cocheme et Franquin, 1967).
L’objectif de ce travail était d’étudier l’adaptation spécifique des écotypes de sorgho du Mali
au climat de leur zone d’origine. Cette connaissance devrait permettre d’une part de mieux
comprendre et hiérarchiser les contraintes et, d’autre part, de veiller à ce que les propositions
de la recherche en matière de choix variétal respectent ces critères d’adaptation au milieu.
Dans notre étude, nous avons procédé dans un premier temps à la caractérisation de la saison
des pluies en déterminant (i) la valeur moyenne de la pluviométrie annuelle, (ii) la date
moyenne de début et (iii) la date moyenne de fin de la saison des pluies. Les périodes 19591978 et 1978-1998 ont été comparées entre elles, l’année 1978, année de la prospection
IBPGR-ORSTOM (Clément et Leblanc, 1980) servant de point de repère de façon à
caractériser la saison des pluies 20 ans avant et 20 ans après cette prospection. Les trois
caractéristiques de la saison ont été déterminées sur 110 postes pluviométriques ayant au
moins 75% d’années complètes.
Au cours de la prospection IBPGR-ORSTOM de 1978, 800 variétés locales de sorgho ont été
prélevées dans 280 villages (Clément et Leblanc, 1980). Nous avons réalisé en 1999 et 2001
de nouvelles prospections dans quelques uns de ces villages sur 2 transects différents : le
premier, parcouru en 1999, coupe le Mali selon un axe nord-sud passant par Bamako et
concerne 59 villages et le second, parcouru en 2001, est incliné vers l’Est suivant l’axe
Sikasso - Hombori et concerne 90 villages.
La caractérisation des variétés avait comme objectif de déterminer le cycle des variétés
lorsqu’elles sont semées à des dates normales de semis au Mali (entre le 15 juin et le 20
juillet), d’étudier la photosensibilité de l’ensemble de la collection, et de comparer le cycle de
chaque variété au climat de sa zone d’origine (notamment la durée de la saison des pluies).
Les essais ont été mis en place au centre Régional de Recherche Agronomique de Sotuba
(12°39’ N 7° 56’ O). Les variétés issues d’une même zone climatique ont été regroupées dans
un même essai. Pour cela, l’aire prospectée au Mali a été partagée en quatre grandes zones en
fonction de la pluviométrie annuelle : moins de 600 mm, 600 à 800 mm, 800 à 1000 mm et
plus de 1000 mm. Les semis des essais ont été réalisés systématiquement le 17 juin et le 17
juillet, de façon à ce que la première date corresponde aux jours longs (photopériode
maximale) et la seconde date aux jours courts et décroissants. Ceci permet d’étudier l’effet de
la photopériode sur le cycle des variétés. Les observations ont porté sur la phénologie (date
557
d’apparition des ligules des feuilles) et l’ensemble des descripteurs du sorgho conformément
aux recommandations de l’IPGRI (IBPGR-ICRISAT, 1993).
Les résultats obtenus ont montré que sur les 40 années étudiées, la pluviométrie annuelle a
connu une diminution très nette, illustrée par un mouvement sud des isohyètes sur l’ensemble
du pays. Ce mouvement des isohyètes dans la zone soudano-sahélienne a été signalé par de
nombreux auteurs (Diop, 1996 ; L’Hôte et Mahé, 1996 ; Houndénou et Hernandez, 1998).
L’analyse au niveau des stations individuelles montre cependant que cette baisse n’a été ni
uniforme ni régulière, avec une alternance de périodes excédentaires et déficitaires, les
épisodes secs devenant de plus en plus longs (Traoré et al., 2000).
Par ailleurs, à mesure que l’on se déplace vers le sud, la saison des pluies démarre plus tôt et
se termine plus tardivement. Ainsi dans la zone étudiée, du nord au sud, le début de la saison
passe du 25 juillet au 15 mai, et la fin du 15 septembre au 15 octobre, soit une durée de saison
variant de 50 à 150 jours. Sur cette variation spatiale des caractéristiques de la saison
pluvieuse, se surimpose une variation interannuelle toute aussi importante. En plus, il existe
une relation significative entre la date d’installation des pluies et la durée de la saison, la
première expliquant 50 à 70 % de la variation interannuelle de la seconde. Ceci infirme la
croyance populaire selon laquelle les débuts tardifs de saison sont compensés par des fins
également tardives (Traoré et al., 2000). La comparaison entre les deux périodes de 20 ans fait
ressortir qu’aucun changement significatif des dates de début et de fin de saison n’a eu lieu.
La figure n°1, qui met en relation la date moyenne de fin de saison de chaque zone climatique
avec la date moyenne d’épiaison des variétés de cette zone, montre que les variétés épient en
moyenne 15 jours avant la fin de saison en zone sèche et 20 jours avant en zone plus humide.
Il s’agit là d’une règle environnementale qui régit le comportement moyen des variétés d’une
zone donnée. Il existe également une relation étroite entre la durée du cycle et le degré de
photopériodisme pour l’ensemble des variétés étudiées. Ceci illustre le fait que les variétés les
plus tardives sont aussi les plus photopériodiques, ce phénomène permettant justement de
rallonger la durée du cycle en cas de semis précoce. De même, la quasi-totalité des cultivars
étudiés sont photopériodiques. Cette sensibilité à la photopériode les rend plus aptes à
supporter la grande variabilité de la date d’installation de saison pluvieuse, car leur permettant
de moduler la durée de leur cycle en fonction des dates de semis.
Enfin, aucune différence significative n’a été observée entre le cycle des écotypes collectés en
1978 et celui de leurs homologues collectés en 1999 et 2001 (Kouressy, 2002). Ces écotypes
sont le résultat de plusieurs siècles de sélection empirique qui leur a procuré une bonne
adaptation et la meilleure plasticité possible. Ces résultats permettent de mieux orienter les
programmes d’amélioration variétale de sorgho en Afrique de l’Ouest, où le régime de la
mousson détermine les dates de début et de fin de la saison agricole.
29/10
19/10
FD
09/10
29/09
Zone 4
(> 1000 mm)
19/09
Zone 3 (800-1000 mm)
Zone 2 (600-800 mm)
09/09
30/08
20/08
20/08
Zone 1 (<600 mm)
30/08
09/09
19/09
29/09
09/10
19/10
29/10
Fin de saison des pluies
Figure 1 : Relation entre la date moyenne de fin de saison d’une zone climatique et la date
moyenne d’épiaison des variétés de cette zone pour un semis précoce (17 juin).
558
Bibliographie
Clément, J. C. et J. M. Leblanc. 1980. Prospection des Mils pénicillaires, Sorghos et Graminées mineures en
Afrique de l’Ouest. Campagne 1978. République du Mali. IBPGR-ORSTOM, 369 p.
Cochemé, J. et P. Franquin. 1967. A study of the agroclimatology of the semiarid area south of the Sahara in
West Africa, FAO/UNESCO, 325 p.
Diop, M. 1996. A propos de la durée de la saison des pluies au Sénégal. Sécheresse 7(1) 7-15.
Houndénou, C. et K. Hernandez. 1998. Modification de la saison pluvieuse dans l’Atakora (1961-1990). Un
exemple de sécheresse au nord-ouest du Bénin (Afrique occidentale). Sécheresse 9(1) : 23-34.
IBPGR-ICRISAT. 1993. Descripteurs du sorgho (Sorghum bicolor (L.) Moench), 76 p.
Kouressy, M. 2002. Etude de la durée du cycle des sorghos du Mali. Comparaison avec la durée de la saison
des pluies Evolution sur les 20 dernières années. Mémoire de DEA, Université du Mali. 43 pp.
L’Hôte, Y. et G. Mahé. 1996. Carte des précipitations moyennes annuelles de l’Afrique de l’ouest et centrale.
Période 1951-1989. Montpellier : ORSTOM. 1996.
Traoré S.B., Reyniers F.N., Vaksmann M., Koné B., Sidibé A., Yoroté A., Yattara K., Kouressy M., 2000,
Adaptation à la sécheresse des écotypes locaux de sorghos du Mali., Sécheresse n°4, vol. 11.
Contact
M. Vaksmann ([email protected])
S. Traoré ([email protected])
PHOTOPERIODISM OF AFRICAN SORGHUM,
A RESPONSE TO RAINFALL VARIABILITY
A study of the phenology of Malian sorghums was conducted in order to understand the
consequences of climatic constraints on the cycle duration of local varieties. This was done by
sowing at two different dates 443 varieties collected in 1978 and 270 varieties collected in
1999 and 2001.
The rainy season in Mali is characterised by an important inter annual variation, mostly
determined by the date of onset of the monsoon. The droughts of the 1970s and later have not
much affected the structure of the rainy season and the variability of the onset and ending
dates is as important nowadays as it was before.
In the 400 to 600 mm rainfall zone, the coexistence of both late and early maturing sorghum
ecotypes illustrate the diversification strategy of local farmers that allows them cope with the
risks associated with crop production in these arid zones.
As for the southern zone (600 to 1000 mm of annual rainfall), there is less variability in the
behaviour of the ecotypes, with more than 90% of them being photoperiod sensitive, i.e. they
always flower at about 20 days before the average ending date of the rainy season,
independently of sowing date. This is an important adaptation character of these ecotypes.
We have not observed any significant change in the phenology of the sorghum ecotypes we
have studied. In fact, for a given climatic zone, the average cycle duration of the ecotypes
collected in 1978 was not much different from that of those collected in 1999 and 2001.
559
4.12
AGCM SIMULATIONS OF SUBSEASONAL CHARACTERISTICS OF
RAINFALL AND IMPLICATIONS FOR CROP YIELD PREDICTION
IN CENTRAL WEST AFRICA
Sylwia TRZASKA, Liqiang SUN, Pauline DIBI-KANGAH and Andrew ROBERTSON
IRI - International Research Institute for Climate Prediction
The Earth Institute at Columbia University, Palisades, NY, USA
IRI issues a global seasonal climate forecast every month up to 4 seasons in advance using a
dynamical two-tier system in which Atmospheric General Circulation Models are forced with
Sea Surface Temperature scenarios for upcoming seasons. Simple evaluations of the seasonal
mean rainfall forecast show moderate skill over West Africa during the main rainy season in
the Sahel (July to September). However, the subseasonal characteristics of the rainy season
are often more important for the users of the seasonal forecasts than the seasonal totals.
Occurrence of a particularly long dry spell, especially during crucial vegetative stage, is more
damageable to the crop yield than rainy events of low intensity but well distributed during the
season. So far predictability studies of such subseasonal characteristics derived from GCMs
and their potential for application in different sectors in West Africa have not been numerous.
Analyses performed for other semi-arid regions such as the Brazilian Nordeste and East
Africa suggested that GCM outputs can provide with useful information on subseasonal
characteristics such as the distribution of wet/dry spells, which may also relate well to
observed agricultural yields.
Evaluation of the performance of ECHAM4.5 model in simulating subseasonal characteristics
of rainy season in Central West Africa (Cote d’Ivoire, Burkina Faso, Mali) will be presented.
The potential for yield prediction of major crops in the region based on seasonal forecasts and
crop yield data gathered since 1970 will be assessed.
Key words : Rainfall variability and predictability, subseasonal characteristics, dynamical
seasonal forecasts, Atmospheric General Circulation Models, crop yield predictability,
Central West Africa.
560
SIMULATION DES CARACTERISTIQUES SUB-SAISONNIERES DES
PRECIPITATIONS PAR LES MCGA ET IMPLICATIONS POUR LA
PREVISION DES RENDEMENTS AGRICOLES
EN AFRIQUE DE L’OUEST CENTRALE
IRI prépare chaque mois une prévision saisonnière du climat allant jusqu’à 4 saisons
suivantes en utilisant un système dynamique en deux étapes, dans lequel des modèles de
circulation générale de l’atmosphère (MCGA) sont forcés avec des scénarios de températures
de surface océanique (TSO) pour les saisons à venir. Des évaluations simples basées sur des
totaux saisonniers montrent des performances modérées sur l’Afrique de l’Ouest au cœur de
la saison des pluies au Sahel (juillet à septembre). Cependant, les caractéristiques subsaisonnières de la saison des pluies sont souvent plus importantes pour les utilisateurs des
prévisions saisonnières que les seuls totaux précipités. L’occurrence d’une séquence sèche
longue, plus particulièrement pendant une phase cruciale du développement de la culture, peut
être plus néfaste que des pluies de faible intensité mais réparties uniformément pendant la
saison. Jusqu’à présent on trouve peu d’études de la prévisibilité de telles caractéristiques à
partir des sorties de modèles et de leurs applications dans différents secteurs en Afrique de
l’Ouest. Des analyses effectuées pour d’autres régions sub-arides, telles le Nordeste brésilien
et l’Afrique de l’Est, suggèrent que les sorties de modèles numériques contiennent des
informations sur les caractéristiques sub-saisonnières, comme la fréquence des séquences
sèches /pluvieuses, utiles dans le secteur agricole.
Nous nous proposons d’évaluer la simulation des caractéristiques sub-saisonnières en Afrique
de l’Ouest centrale (Côte d’Ivoire, Burkina Faso, Mali) par le MCG ECHAM 4.5. Le potentiel
pour la prévision des rendements sera également estimé pour les principales cultures de la
région à partir de données des rendements depuis les années 70.
Mots clés : variabilité et prévisibilité des précipitations, caractéristiques sub-saisonnières,
prévisions saisonnières dynamiques, Modèles de circulation générale de l’atmosphère,
prévisibilité des rendements agricoles, Afrique de l’Ouest centrale.
561
4.13
PREVISIONS CLIMATIQUES SAISONNIERES EN AFRIQUE DE
L’OUEST : APPLICATION A LA PREVISION DES RENDEMENTS
AGRICOLES DANS LES PAYS DU CILSS
Seydou B. TRAORE
Centre Régional AGRHYMET, BP 11011, Niamey, Niger
Les prévisions saisonnières en Afrique de l’ouest (PRESAO) donnent une appréciation
qualitative de ce que va être le cumul pluviométrique par rapport à une situation moyenne.
Cependant, pour la production agricole, il est très important de connaître, au-delà du cumul
saisonnier, la répartition temporelle des pluies afin de pouvoir apprécier la satisfaction des
besoins en eau des cultures à différents stades de leur développement, et d’en prévoir les
rendements. Cette prévision des rendements s’effectue à l’échelle du Sahel au Centre
Régional AGRHYMET (CRA) avec le modèle de simulation du bilan hydrique DHC
(Diagnostic Hydrique des Cultures). Ce modèle a été mis au point depuis la fin des années
1980 et transféré au CRA et à ses composantes nationales. Il a évolué des versions
stationnelles qui utilisent les données pluviométriques du réseau classique de mesures des
services météorologiques nationaux à une version spatialisée utilisant les champs
pluviométriques estimés à partir des images du satellite METEOSAT (Samba, 1998).
Les deux versions actuelles du modèle, DHC4 et DHC_P, ont toutes été programmées pour
effectuer le suivi décadaire de l’état hydrique des cultures et donner des rendements
prévisionnels à partir de la fin Août. Le choix de la fin Août était motivé par la volonté de
réduire la marge d’erreur que l’on avait en essayant de prévoir les rendements avant cette
date. Cependant, lorsque le démarrage de la saison connaît des difficultés et que les semis des
cultures vivrières continuent au-delà de la fin juillet dans les des zones agricoles comme cela
a été le cas en 2002, les populations et les autorités s’interrogent sur l’issue probable de la
campagne. Ces inquiétudes sont justifiées non seulement par le fait que l’avènement de la fin
de saison dans les zones soudano sahéliennes est relativement moins variable que le début
(Stern et al. 1982 ; Tékété et Sivakumar, 1990) et qu’un début tardif n’implique pas forcément
une fin tardive (Traoré et al. 2000), mais aussi parce que les retards de semis ont
généralement pour conséquence la baisse du potentiel productif des variétés de mil et sorgho
cultivées par les paysans de ces zones (Kassam et Andrews, 1975 ; Craufurd et Bidinger,
1988 ; Bacci et al., 1998).
Afin de pouvoir prévoir les rendements à partir des prévisions saisonnières issues du
processus PRESAO, nous avons procédé à l’analyse fréquentielle des données
pluviométriques décadaires sur la période 1961-1990 sur l’ensemble des postes
pluviométriques des pays du CILSS. Ces résultats d’analyse fréquentielle ont par la suite été
interpolés spatialement (par krigeage) pour obtenir des cartes de pluies décadaires atteintes ou
dépassées aux fréquences 25, 50 et 75% pour représenter respectivement les hypothèses d’une
année bonne (supérieure à la normale), moyenne (normale) et mauvaise (inférieure à la
normale) (Traoré, 2002).
562
Pour effectuer les prévisions de rendements à une date donnée, nous utilisons, pour les
décades dont les données n’ont pas encore été observées, les données fréquentielles selon
l’hypothèse retenue par les prévisions PRESAO. Ces prévisions sont mises à jour à la fin de
chaque décade en remplaçant les données fréquentielles par celles transmises par les services
météorologiques des pays.
Afin de prendre en compte l’effet du décalage de la date de début de saison sur le potentiel de
production, les rendements obtenus à la suite de ces simulations sont pondérés par le rapport
des dates moyennes de début sur les dates de l’année en cours. Ce rapport est supérieur à 1.0
quand la saison est en avance, et inférieur à 1.0 quand elle est en retard.
Les résultats des prévisions effectuées au 30 juin 2005 en utilisant les hypothèses de
PRESAO-8 ont permis d’anticiper des rendements supérieurs à la moyenne dans les zones
sahéliennes et équivalents dans les zones soudaniennes des pays du CILSS (Traoré, 2005).
Ces prévisions se sont vérifiées par la suite, au vue de estimations faites au 30 septembre
2005 avec les données réelles obtenues du terrain, ce qui démontre l’intérêt de la méthode.
Toutefois, il y a lieu de signaler que ces prévisions et estimations de rendements ne tiennent
pas compte de l’effet des attaques de déprédateurs, des inondations, des disfonctionnements
d’ordre socio-économiques et tout autres facteurs pouvant contribuer à réduire la production
agricole. A l’issue de ces travaux, nous formulons des suggestions à l’attention des
prévisionnistes du climat, afin qu’ils tiennent compte du rôle déterminant des pluies du mois
de juin pour la production agricole dans la sous région Ouest Africaine. Aussi, il serait
souhaitable d’avoir une échéance de prévision des pluies plus courte, même si qualitative, que
celle actuelle qui est de trois mois (Juillet-Août-Septembre). Ceci permettra de mieux adapter
les prévisions climatiques aux besoins des utilisateurs du domaine de l’alerte précoce pour la
sécurité alimentaire.
Références bibliographiques
Andrews D. J. 1973. Effects of date of sowing on photosensitive Nigerian Sorghums, Expl., Agric 1973 ; 9:
337-346.
Bacci, L., Cantini C. Pierini F. et al. 1998. Effects of agronomic practices on growth, development and yield
of a short day cultivar of millet and their agronomic consequences in Mali. Pp. 31-44 In Reyniers F.-N. et Bacci
L. eds. Le futur des céréales photopériodiques pour une production durable en Afrique tropicale semi-aride.
Florence.
Craufurd, P.Q., et Bidinger F.R. 1988. Effect of the duration of the vegetative phase on crop growth,
development and yield in two contrasting pearl millet hybrids. Journal of agricultural Science, Cambridge:
110 :7179.
Kassam A.H., and Andrews D. J. 1975. Effects of sowing date on growth, development and yield of
photosensitive sorghum at Samaru, Nothern Nigeria., Expl., Agric. 1975; 11: 227-240.
Samba, A. 1998. Les logiciels DHC de Diagnostic Hydrique des Cultures. Prévision des rendements du mil
en zones soudano-sahéliennes de l’Afrique de l’Ouest. Sécheresse 9(4) :281-288.
Stern R.D., M.D. Dennet, I.C. Dale. 1982. Analyzing daily rainfall measurements to give agronomically
useful results. I. Direct methods. Exp; Agric. 1982 ; 18: 223-236.
Traoré, S.B. 2002. Note méthodologique sur la prévision des rendements au Sahel. Document interne. Centre
Régional AGRHYMET, Niamey, Niger.
Traoré, S.B. 2005. Utilisation des résultats de la prévision saisonnière pour le choix des scénarios de
prévision des rendements au Sahel. Présentation à la huitième édition du forum PRESAO, Niamey 30 mai au 2
juin 2005.
Traoré, S.B., F-N. Reyniers, M. Vaksmann, M. Kouressy, K. Yattara, A. Yoroté, A. Sidibé et B. Koné. 2000.
Adaptation à la sécheresse des écotypes locaux de sorgho du Mali. Sécheresse 11(4) :227-237.
Tékété, A. et M.V.K. Sivakumar. 1990. Analyse de la longueur de la saison culturale en fonction de la date de
début des pluies au Mali. Niamey : ICRISAT, 1990.
Contact :
S. Traoré – Email : [email protected]
563
SEASONAL CLIMATE FORECASTS IN WEST AFRICA : APPLICATION
TO CROP YIELD FORECASTING IN CILSS MEMBER COUNTRIES
Seasonal climate forecasts in West Africa, commonly known as PRESAO, (Prévisions
Saisonnières en Afrique de l’Ouest), give a qualitative appreciation of what cumulative
rainfall is to be expected during the July-August-September (JAS) period relative to the
average situation.
However, for agriculture, it is important to know, besides the seasonal total amount, the
temporal distribution of rainfall for the assessment of crops water requirement satisfaction at
different growth stages and predict their yields. This yield forecasting is done at the
AGRHYMET Regional Centre using the DHC (Diagnostic Hydrique des Cultures) crop water
balance simulation model. A methodology was developed to generate quantitative data for
input to the DHC model and get yields forecasts, once the PRESAO results have been
publicised.
The outputs for the year 2005 indicated that average to above average yields were expected in
all agricultural zones of CILSS member countries from Senegal to Chad. However, these
forecasts did not take into account the effects of crop pests, flooding, socio-economic
distortions or any other factor that might have negatively affected the yields. Some
recommendations are made toward the scientific community for adapting climate forecasts to
users needs in the food security sector.
Contact : S. Traoré ([email protected])
564
4.14
METHODS FOR PREDICTING RAINFALL IMPACTS ON CROPS AT A
LONG LEAD TIME
James W. HANSEN and Ashok MISHRA
International Research Institute for Climate and Society,
Lamont-Doherty Earth Observatory, Palisades, NY, USA
Seasonal climate prediction offers the potential to anticipate variations in crop production
early enough to adjust critical decisions. Process-oriented crop simulation models translate
our understanding of how crop growth and development interact with weather and
management into quantitative yield forecasts. Interest in linking seasonal forecasts with crop
models is motivated by: (a) the need for information that is directly relevant to decisions, (b)
use for ex ante assessment of potential benefits to enhance credibility and support targeting,
and (c) support for fostering and guiding management responses to advance climate
information [3]. The task is complicated by the nonlinear, dynamic nature of crop response to
rainfall, and a mismatch between the scale of dynamic climate models and crop simulation
models. Crop response is generally nonlinear and often non-monotonic over a range of
environmental variability. Crops respond not to mean precipitation but to dynamic
interactions, particularly between soil water balance and phonological stage. Although GCMs
simulate the atmosphere on a sub-daily time step, their coarse spatial resolution distorts the
day-to-day variability of rainfall outputs in a manner that adversely affects simulated crop
response [1].
An examination of possible information pathways from large-scale seasonal climatic
predictors to simulated crop response suggests four categories of methods for coupling the
two: (a) classification and analog methods, (b) synthetic daily weather conditioned on
forecast: stochastic disaggregation, (c) direct use of (corrected) daily climate model output,
and (d) statistical function of simulated response [4].
Equally weighted historic analogs based on categorical predictors, e.g., ENSO phases, remain
the dominant method for using seasonal forecasts with crop simulation. The analog approach
is attractive because has an intuitive probabilistic interpretation, it accounts for any year-toyear differences in predictability or “signal strength,” and it readily incorporates any useful
predictive information about higher-order statistics beyond seasonal climatic means.
Concerns about sample size within categories and resulting risk of artificial skill, and about
whether analogs use the best predictive information that climate science has to offer, are
motivating research into methods for using the output of dynamic climate models directly for
crop simulation applications. Approaches based on “weather types” at a daily time scale offer
some promise for predicting aspects of rainfall variability within the growing season and
across space, but so far have been used more as a diagnostic than a predictive approach.
Forecast seasonal or sub-seasonal climatic anomalies can be disaggregated into the daily
series that crop models require, using stochastic weather generators. Climate change impact
studies have advanced understanding of how to adjust the input parameters of stochastic
weather generators to generate statistics of interest. An alternative approach, constraining
565
weather generator outputs to match target climatic means, does not require any a-priori
assumption about the relative role of rainfall intensity vs. frequency, and is more efficient in
the sense that it requires fewer replicates to achieve given level of accuracy [5].
Crop simulation with daily climate model output has the potential to capitalize on any
information about within-season variability that GCMs provide, but must deal with the
distortion of daily variability that occurs when averaging weather within GCM grid cells [2,
8]. Daily CGM rainfall can be calibrated to a local station by first fitting a threshold that
reproduces the climatological rainfall frequency, then mapping the distribution of GCM
rainfall above the threshold onto the climatological intensity distribution [7].
The final alternative that we consider is to condition the output of a crop model, simulated
with historic weather data, on seasonal rainfall predictors using an appropriate statistical
transfer function. This approach bypasses the need for daily weather data conditioned on the
forecast. However, it must treat the relationship between seasonal climate predictors and
simulated crop response as static. At a field scale, the relationship may have poor statistical
properties that require nonlinear or non-parametric regression methods [4]. At an aggregate
scale, the statistical properties of the relationship between crop response and rainfall
predictors may allow the benefits of ordinary least-squares linear regression, possibly with a
normalizing transformation [6]. General linear models appear promising, but have not yet
been used widely for this purpose.
Several promising areas of research are likely to improve the use of seasonal rainfall forecasts
to predict crop yields: (a) expanded evaluation of alternative methods, (b) embedding crop
models within dynamic climate models, (c) enhancing the use of remote sensing and spatial
data sets, and (d) new avenues of climate prediction research related to “weather within
climate.”
References
Baron, C., Sultan, B., Balme, M., Sarr, B., Traore, S., Lebel, T., Janicot, S., and Dingkuhn, M., 2005. From
GCM grid cell to agricultural plot: scale issues affecting modelling of climate impact. Phil. Trans. Royal Soc. B
360:2095-2108.
Challinor, A.J., Slingo, J.M., Wheeler, T.R., and Doblas-Reyes, F.J., 2005. Probabilistic hindcasts of crop
yield over western India using the DEMETER seasonal hindcast ensembles. Tellus 57A:498-512.
Hansen, J.W., 2005. Integrating seasonal climate prediction and agricultural models for insights into
agricultural practice. Phil. Trans. Royal Soc. B 360:2037-2047.
Hansen, J.W. and Indeje, M., 2004. Linking dynamic seasonal climate forecasts with crop simulation for
maize yield prediction in semi-arid Kenya. Agric. For. Meteor. 125:143-157.
Hansen, J.W. and Ines, A.M.V., 2005. Stochastic disaggregation of monthly rainfall data for crop simulation
studies. Agric. For. Meteol. 131:233-246.
Hansen, J.W., Potgieter, A., and Tippett, M., 2004. Using a general circulation model to forecast regional
wheat yields in Northeast Australia. Agric. For. Meteor. 127:77-92.
Ines, A.V.M. and Hansen, J.W., Submitted. Bias correction of daily GCM outputs for crop simulation studies.
Agric. For. Meteor.
Mavromatis, T. and Jones, P.D., 1998. Evaluation of HadCM2 and direct use of daily GCM data in impact
assessment studies. Climatic Change 41:583-614.
Contact :
James W. Hansen
Voice : +1-845-680-4410 – fax : +1-845-680-4864 - e-mail: [email protected]
566
4.15
SEASONAL CLIMATE FORECAST FOR IMPACT ASSESSMENT IN FOOD
CRISIS PREVENTION PROCESS : CASE STUDY IN MALI
A. DI VECCHIA, L. GENESIO and P. VIGNAROLI
Institute of Biometeorology – National Research Council, IBIMET-CNR
Via Giovanni Caproni 8, 50145, Florence, Italy
In Sahelian countries, food security dramatically depends on biophysical environmental
characteristics and on climatic hazard. Populations threatened by food insecurity live in
ecologically disadvantaged regions, poor in resources and exposed to the effects of
desertification and drought. Above all, climate variability is responsible of instability of
productions causing food crisis that became more severe the more extended they are.
In fact, it has been observed that regional scale food crisis, occurring every ten years or more,
are characterised by a large reduction in agricultural productions, in particular cereals
productions, that represents the primary nutritional base, especially in rural environment. At
this scale, the population affected by food crisis is by the order of millions of people, since
their survival depends by the capability of International Organization of providing food aid in
appropriate time.
Considering the problems related to the organisation and logistics of interventions,
experiences carried on in the recent past, give evidence that a critical factor is the timely
distribution of commodity aid. In fact, the wide extension of Sahelian area is characterised by
an insufficient transport network (roads, railways, airports) for ensuring the timely
displacement of commodities to the less accessible areas.
On the other hand, in local crisis occurring every year, the critical factor is represented by the
capability to early identify the people or the groups of people that need intervention and
activate the more efficient strategies of prevention and aid.
For this reasons, the prevention and management of food crisis increasingly necessitate of the
capability of incorporating the different information generated along the agro-pastoral
campaign into an integrated process of decision-making. In this context, the capacity of
understanding, as a work in progress, the crisis degree of severity as well as the localization of
affected population, is crucial to start a coordinated ensemble of actions aiming at the
mitigation of impacts for affected areas or group of people and evaluate the efficacy of the
actions undertaken.
In this context, seasonal rainfall forecasts, providing an outline of the course of the
agricultural season, represent in the above-mentioned approach, the first step for the
identification of the level of crisis. Currently the seasonal forecasts available for the Sahelian
area are inappropriate in terms of spatial and temporal resolution to satisfy the information
needs of decision makers.
Between different seasonal rainfall forecast methodologies, currently used for operational
scopes, the method of analogous implemented by IBIMET CNR in the framework of Sahel
Resources Project (Italy) represents an interesting option. This method is based on the
567
analysis of Sea Surface Temperature (SST) in three main climatologic zones influencing the
African monsoon. The study involved the monthly SST data by NOAA observed in 1979 –
2002 and the GCPC data referred to the same period. The relationship between the SST of
historical series of months going from March to May and the SST of current month lead to the
identification of analogous years.
The rainfall forecasts are then computed considering the rainfall values from GPCP dataset
(1979-2002) in the homogeneous years: rainfall data are projected in grids with 2,5°
resolution for the months of June, July and August and also cumulated in a unique seasonal
data. The final product is constituted by images representing the proportional anomaly on the
mean GPCP value.
In this work, the outputs of this methodology have been used at regional scale for the 2004
season as input for a model of yield forecast for the main cultures (millet and sorghum) based
on a linear relationship rainfall-yields. The analysis of results allowed to exclude the
hypothesis of a food crisis at regional scale for the year 2004, showing nevertheless a number
of restricted areas of probable crisis, placed in the deeper zones of Sahelian region (Mali,
Burkina Faso, Niger, Tchad).
In order to evaluate the impact of a yield anomaly on food security in risk areas, it is crucial to
establish its relationship with the structural context of the territory and in particular with the
coping capacity of people living in the affected areas, a concept better known as vulnerability.
In fact, the early detection of vulnerable areas impacted by risk events is a strategic factor for
decision-making in the domain of prevention and management of food crisis at different
scales (regional, national, sub-national).
In the current study, the impacts determined by the forecasted yield anomalies have been then
analysed at national and sub-national scale. In particular, the results for the agricultural season
2004 have been used as input to characterize the current situation compared to the reference
one based on time series average, focussing on a case study for Mali.
This evaluation, aiming at the identification of the impact of yield anomalies on the
commodities balance for a given administrative unit was carried on with a sensitivity analysis
thanks to a dedicated software developed by AGRHYMETY Regional Centre. This capability
is expressed through a synthetic indicator, the Cereal Need Virtual Satisfaction Rate
(CNVSR). The CNVSR provides an estimation of vulnerability of an area based on the
capability of the agricultural sector of providing the satisfaction of primary nutrition needs to
the resident population.
In the analysis, non-cereal productions have been transformed in cereal equivalents based on
market prices. The total have been compared with the official cereal consumption rates
established by the CILSS for on the base of the nutritional behaviour of each country; in the
case of Mali 204 kg of cereals per inhabitant per year.
The results of simulation for year 2004 were then compared with the structural data of
CNVSR computed in the period 1985 – 2000, with the aim of highlighting third level
administrative units (cercle) in which a consistent negative variation of CNVSR is forecasted
as a consequence of the predicted seasonal rainfall regime. Moreover, a particular attention
was given to those zones that, as a consequence of the rainfall anomaly, passed from selfsufficiency/equilibrium to a deficit situation.
568
Furthermore, this prediction framework was compared with the results provided by the end of
the agricultural season (November) by National Early Warning System (SAP) based on
ground data.
Starting from this comparison we have evidence of how sensitive areas identified by mean of
seasonal forecast largely overlaps with the ones established through the coarser scale
vulnerability assessment (villages). Differences between the two analyses are attributable to
the presence of risk factors that are not directly related to rainfall anomaly such as the impact
of desert locust plague and the related price growth.
Finally, the results of the analysis carried on for the case study in Mali for year 2004, shows
that a appropriate use of seasonal forecasts, inside a framework of convergence with other
analysis and monitoring tools, represents a crucial factor for prevention and management of
food crisis.
The possibility of improving the suitability of predictions through a better spatial and
temporal resolution is a priority element for improving the response of simulation models able
to translate rainfall anomalies into main crops yield variations.
The production of impact assessment scenarios, by mean of the evaluation of the effect of
yield anomalies on the vulnerability of the territory, allows to significantly contribute to the
correct identification of sensitive areas and consequently evaluate which actions have to be
undertaken, in relation to structural characteristics, in order to effectively prevent food crisis.
Contact
P. Vignaroli – Email : [email protected]
569
UTILISATION DES PREVISIONS CLIMATIQUES SAISONNIERES POUR
L’EVALUATION DES IMPACTS DANS LA PREVENTION DES CRISES
ALIMENTAIRES : LE CAS D’ETUDE DU MALI
Dans les pays sahéliens, les caractéristiques de l’environnement biophysique ainsi que l’aléa
climatique influencent de façon déterminante la sécurité alimentaire. La population touchée
par l’insécurité alimentaire vit pour la plupart dans des régions désavantagées du point de vue
écologique, pauvres en ressources et touchées par les effets de la désertification et de la
sécheresse. En particulier, la variabilité climatique est la responsable principale de l’instabilité
des productions et par conséquent des crises alimentaires dont la gravité devient de plus en
plus marquée en fonction de leur étendu.
L’analyse des crises à l’échelle régionale – qui se vérifient moyennement à intervalles de dix
ans ou plus – a montré comment elles se caractérisent normalement par une réduction
importante des productions agricoles et tout particulièrement des productions céréalières qui
représentent la principale source alimentaire en milieu rural.
A cette échelle les populations touchées par l’insécurité montent à des millions d’habitants,
dont la survie découle en premier lieu de la capacité des Organismes Internationaux
d’acheminer l’aide alimentaire à temps
Les expériences réalisées dans le passé ont montré clairement comment le facteur critique
primaire doit être recherché en premier lieu dans la capacité de mobiliser l’aide international
et de procéder à sa distribution le plus tôt possible en dépit des nombreuses contraintes
d’ordre environnemental et logistique. Le Sahel est, à tout effet, une large étendu territoriale
qui se caractérise par un réseau de communication (route chemin de fer, aéroports) ne
permettant pas d’assurer un transfert rapide de l’aide alimentaire aux zones les plus enclavées.
Dans la gestion crises localisées, dont la fréquence est annuelle, le place de choix est par
contre représentée par un correct ciblage des populations ainsi que des groupes socioéconomiques les plus sensibles afin de mettre en œuvre les stratégies ainsi que les moyens de
prévention et d’aide les plus appropriées et les plus efficaces.
La prévention et la gestion des crises alimentaires demande ainsi de plus en plus la capacité
d’intégrer les différentes informations générées tout au cours d’une campagne agropastorale
dans un processus organique de prise de décision. Dans un contexte pareil, la capacité
d’appréhender de manière progressive et transparente le degré de gravité de la crise ainsi que
la localisation de la population touchée devient un élément décisif afin d’engager un ensemble
coordonné d’actions ayant pour but l’atténuation des impacts au niveau des zones et des
populations cibles et, par la suit, l’évaluation de l’efficacité des mesures entreprise.
Face à ce schéma, les prévisions saisonnières de pluie peuvent contribuer à une première
caractérisation de la saison en cours. Dans ce sens elles sont le premier escalier pour aboutir à
une évaluation très précoce du niveau de crise qu’on devra s’attendre, parfois avant le
démarrage de la saison des pluies. Cependant il y a lieu à constater que jusqu’au présent les
prévisions saisonnières rendues disponibles au niveau de la région sahélienne comportent une
série de limitation d’ordre spatiale ainsi que temporale qui les rendent à tout effet
inappropriées à répondre aux besoins d’information des décideurs.
570
Parmi les nombreuses méthodologies utilisées à fin opérationnel pour la prévision saisonnière
des pluies, la méthode ainsi dite des homologues développée par le CNR IBIMET dans le
cadre du projet Ressources Sahel (Italie), peut représenter une alternative possible aux
modèles probabilistes actuellement utilisés dans la région pour mieux répondre à un tel souci.
Telle méthodologie se base sur la relation existant entre l’entité des phénomènes pluvieux et
les anomalies de Température Superficielle de la Mer (SST) enregistrées au niveau de trois
zones climatologique qui semblent influencer particulièrement la dynamique de la mousson
africaine. Elle utilise comme élément d’entrée la série des données mensuelles de SST
produites par la NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) sur la période
1979 – 2002, ainsi que les données de pluies issues du Global Precipitation Climatology
Project (GPCP) couvrant le même intervalle temporaire.
Les relations parmi les données historiques des anomalies de SST pour les mois allant de
mars en mai et celles se référant à l’année courante permettent d’aboutir à l’identification de
l’année homologue. Les prévisions de pluies pour le trimestre juin juillet août sont par la suit
générées tout en considérant les données GPCP de l’année identifiée comme étant l’analogue
de l’année courent. Les prévisions de pluies sont rendues disponibles sous forme maillée à
une résolution de 2.5° soit à une échelle mensuelle soit comme cumul trimestriel. Les produits
en sortie portent aussi sur les images des anomalies de pluies en valeur absolue ainsi qu’en
pourcentage par rapport à la moyenne des pluies issues des données GPCP sur la période de
référence (1979-2000).
Se référant en particulier à l’analyse conduite à l’échelle régional, les données prévisionnelles
de pluie se référant à l’année 2004 ont été employés comme entrée d’un modèle d’estimation
des rendements des principales cultures alimentaires (mil et sorgho) basée sur une relation
linéaire avec les pluies. L’analyse des résultats ainsi obtenus dès le début du mois de juin a
autorisé à retenir peut probable l’hypothèse d’une crise à niveau régionale ainsi que sub
régionale. Cependant des zones caractérisées par des situations de crises localisées ont été
envisagées au niveau des parties le plus internes de la région sahéliens (Mali, Burkina Faso,
Niger et Tchad).
Pour mieux comprendre l’impact des anomalies des rendements sur la sécurité alimentaire des
terroirs marqués comme étant à risque, il est toutefois opportun procéder à une analyse de
vulnérabilité qui prend en compte les caractéristiques structurelles de ces zones, avec une
attention particulière aux stratégies productives et aux capacités de réactions de la population
y vivant. A cet effet, l’identification précoce des zones vulnérables aux facteurs de risque
envisagés par les prévisions saisonnières peut représenter un atout pour le décideur, en
permettant la mise en place d’actions spécifiques, mirées à la prévention ainsi qu’à la gestion
des crises alimentaires à différentes échelles (régionale, nationale et sub-nationale).
Selon cette approche l’étude présente se focalise sur l’analyse des impacts engendrés par les
anomalies des rendements observée au Mali au cours de l’année 2004 à une échelle nationale
et sub nationale par comparaison de la situation courante avec celle de référence. Une telle
évaluation a été réalisée par le biais d’une analyse de sensibilité réalisée à travers l’utilisation
d’un software spécifique mis à point par le Centre Régional AGRHYMET qui se propose de
mettre en évidence l’impact engendré par ces anomalies sur les capacités alimentaires d’une
unité administrative donnée. Cette mesure a été exprimée par un indicateur de synthèse, le
Taux Virtuelle de Couverture des Besoins Céréaliers (TVCBC) qui fournit une estimation de
la vulnérabilité d’une zone sur la base des capacités du secteur primaire d’assurer la
couverture des besoins alimentaires des habitants. Dans l’analyse, les cultures non céréalières
(cultures de rente et productions zootechniques) ont été transformées en céréales équivalentes
aux prix du marché et sommées par la suit aux disponibilités céréalières. Le total ainsi obtenu
571
a été confronté avec les normes officielles de consommation des céréales établies par chaque
pays du CILSS sur la base des habitudes alimentaires de la population. Pour le Mali les
quantités fixées par ces normes montent à 204 kilos de céréales par habitant et par année.
Les résultats de la simulation se référant à l’année 2004 ont été comparés avec les valeurs de
référence de TVCBC établi sur la période 1985 – 2000 afin de mettre en évidence les unités
administratives de troisième niveau (Cercles) pour lesquelles l’on prévoit une variation
négative consistante du taux de couverture en conséquence du régime de pluie prévu pour la
saison en cours. Dans ce sens, une attention particulière a été réservée aux zones qui suite aux
anomalies de rendements ont vu leur bilan passer d’une situation d’autosuffisance à une de
déficit.
Le cadre prévisionnel ainsi obtenu a été finalement confronté avec les résultats fournis à la fin
de la saison agricole (novembre) par le Système d’Alerte Précoce du Mali (SAP/Mali) sur la
base des données de terrains collectées tout au cours de la campagne dans les zones couverte
par le service.
Les résultats de cette comparaison montrent que les zones sensibles identifiées sur la base des
prévisions saisonnières calquent pour la plupart celles établies par le SAP suite à une
évaluation de la vulnérabilité à une échelle plus fine (communes et localités). Les différences
constatées parmi les deux analyses sont imputables aux impacts engendrés par d’autres
facteurs de risque, quels l’invasion des criquets pèlerins ainsi que la montées des prix à la
consommation des céréales de base qui ne sont pas directement liés aux anomalies des pluies.
En conclusion, les résultats se référant au cas d’étude Mali pour l’année 2004 montrent que
l’utilisation appropriée des prévisions saisonnières dans un cadre de convergence de plusieurs
outils de suivi de la campagne agropastorale peut jouer un rôle déterminant dans la
prévention ainsi que la gestion des crises alimentaires. La possibilité d’améliorer la confiance
des prévisions face à une meilleure résolution spatiale et temporale revêt à tout effet une place
prioritaire afin de rendre plus performant la réponse des modèles de simulation qui doivent
traduire les anomalies de pluie en variations de rendements pour les cultures les plus
importantes.
En autre, la création de scénarios d’évaluation des impacts engendrés par ces variations de
rendement sur le niveau de vulnérabilité des différentes zones donne une contribution
significative pour une meilleure identification des parties du territoire les plus vulnérables
ainsi que des actions les plus opportunes à mettre en œuvre par rapport à leurs caractéristiques
structurelles afin de prévenir efficacement le risque de crises alimentaires.
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P. Vignaroli – Email : [email protected]
572
4.16
RAINFALL AND AGRICULTURE IN CENTRAL WEST AFRICA:
PREDICTABILITY OF CROP YIELDS IN BURKINA FASO
Pauline DIBI KANGAH
IRI - International Research Institute for Climate Prediction,
The Earth Institute at Columbia University, Palisades, NY, USA
Stern et al. (1982, p. 223) noted : “Rainfall governs crop yields…determines the choice of
crops that can be grown…important questions are…the start, end and length of the rainy
seasons, the distribution of rainfall amounts through the year, and the risk of dry spells.” In
this paper, the relationships between rainfall and crops are explored through variability in
yields, which integrate both acreage and production and strongly reflect rainfall variability.
Not only are yields economically important to farmers, but also they are good indicators for
the assessment of agricultural change, by indicating the efficiency with which the
environment has been used for farming.
A national scale analysis of three crops, cotton, maize, and rice is undertaken for Mali,
Burkina Faso, and Côte d’Ivoire to reveal how variations in crop yields are related to rainfall
variability. These crops are chosen because they are the three crops whose data are
consistently available since 1970. In addition, this paper explores the potential benefits of
crop yield forecasting system through the predictability of crop yields in Burkina Faso. It
explores how crop productivity and farming operations such as planting and harvesting for six
crops (cotton, peanuts, maize, millet, rice, and sorghum) may be related to climate and
environmental predictors such as rainfall (observed and estimated values), sea surface
temperature, and normalized difference vegetation index.
Key Words : Rainfall, Agriculture, Variability, Predictability of Crop Yields, Central West
Africa
References
Stern, R.D., Dennett, M. D., and Dale, I. C., 1982. Analyzing daily rainfall measurements to give
agronomically useful results: Direct methods, in Methodology of Experimental Agriculture: Vol. 18, pp. 223236.
573
PRECIPITATIONS ET AGRICULTURE EN AFRIQUE OCCIDENTALE :
LA PREVISION DES RENDEMENTS AGRICOLES AU BURKINA FASO
Stern et al. (1982, p. 223) ont noté que «les précipitations influent sur les rendements
agricoles...déterminent le choix des variétés culturales à planter...les questions importantes à
répondre sont...le début, la fin et la durée des saisons de pluie, la distribution des quantités de
précipitations au cours de l'année, et les risques d’occurrence des pauses pluviométriques».
Dans cette étude, les liens entre les précipitations et les récoltes sont analysés à travers la
variabilité des rendements agricoles, qui intègrent les surfaces cultivées et les productions qui
reflètent aussi les variabilités pluviométriques. En effet, les rendements sont non seulement
économiquement importants pour les fermiers, mais ils sont également de bons indicateurs
pour évaluer les changements agricoles, en indiquant l'efficacité avec laquelle
l'environnement a été exploité à des fins agricoles.
Une analyse à l’échelle nationale de trois cultures (coton, maïs et riz) a été réalisée sur le
Mali, le Burkina Faso, et la Côte d'Ivoire pour montrer comment les variations des
rendements agricoles sont liées à la variabilité des précipitations. Ces trois cultures sont
choisies parce qu'elles sont celles dont les données sont continues depuis 1970. En outre,
cette étude explore les avantages potentiels des prévisions de rendements agricoles au Burkina
Faso. Elle analyse comment on peut prévoir les rendements et les opérations agricoles telles
que les semis et les récoltes de six cultures (coton, arachide, maïs, mil, riz et sorgho) à travers
les indicateurs climatiques et environnementaux tels que les précipitations (valeurs observées
et estimées), les températures de surface de la mer, et les indices de végétation.
Mots clés : Précipitations, Agriculture, Variabilité, Prévision des Rendements Agricoles,
Afrique Occidentale
574
4.01P
THE IMPETUS DIGITAL ATLAS ON THE AMMA MESOSCALE
UPPER OUÉMÉ SITE
Hans-Peter THAMM (1), Michael CHRISTOPH (2) and Andreas H. FINK (2)
(1) Remote Sensing Research Group, Dept. of Geography, Univ. of Bonn, Bonn, Germany
(2) Institute of Geophysics and Meteorology, University of Cologne, Koln, Germany
Within the German multi-disciplinary research project (IMPETUS, “An Integrated Approach
to the Efficient Management of Scarce Water Resources in West Africa”), a digital atlas on
the AMMA mesoscale Upper Ouémé site has been released recently to serve as a reference
tool. It covers diagnostic and modelling results from various disciplines, e.g. meteorology,
hydrology, geology, agronomy, botany, remote sensing, socio-economy, anthropology and
medicine in the form of maps, text, and GIS-like applications. The information is presented in
an understandable and user friendly form for non-experts. This aims at minimizing the gap for
knowledge transfer between scientists and non-scientific users like local stakeholders.
Therefore the atlas is a useful tool for the analysis of processes as well as an important source
of information for decision making. The digital atlas consists of an interactive geo-data
viewer and a collection of PDF documents, which also have been released in a print version.
The digital atlas is available on CD-ROM and on the IMPETUS-Website via the URL
http://www.impetus.uni-koeln/impetus.php?show=En_Be_At .
Figure 1 : Example of a thematic map on land use changes in the Upper Ouémé valley from the
Digital Atlas with overlay functionality for multiple layers
575
The atlas is structured in four parts in order to cover the different spatial scales IMPETUS is
dealing with:
Part 1:
presents the results concerning total West-Africa.
Part 2:
shows information for whole Benin.
Part 3:
deals with the catchment of the Upper Ouémé
Part 4:
discusses case studies
The digital application was developed in JAVA. Therefore it can be run in a regular internet
browser without installation of additional software and independent from the computer
platform. This also ensures the easy integration into World Wide Web pages. Geo-referenced
raster images and vector data as ESRI Shape files can be displayed and overlaid interactively
in the map viewer (Fig. 1), which also features links to related data, graphics or additional
information in HTML or PDF format.
Figure 2 : Print Version of the IMPETUS Atlas containing mapsand additional explanatory
information
The print version presents detailed thematic maps with additional explanatory text and
continuative bibliographical references on DIN-A3-sheets (Fig. 2). It is realised as a looseleaf-collection, so that single maps can be taken out for comparison or analysis and new
sheets can be integrated smoothly. Some maps are printed on transparencies which can be
overlaid to enable analyses of different layers.
Thus far, the atlas comprises only a small fraction of the results achieved, but it will be
updated and amended during the third phase of IMPETUS (2006-2009).
References:
Thamm, H.-P.; Schütz, O., Christoph, M (Publishers) 2005: IMPETUS Atlas – Benin - Research Results. Bonn,
Publishing House: University of Bonn, REMOTE SENSING RESEARCH GROUP, ISBN 3-9810311-2-1.
Contact : H. P. Thamm : email : [email protected]
576
4.02P
SECHERESSE AU SAHEL ET STRATEGIES D’ADAPTATION
DES CULTURES : LES LEÇONS DU PASSE
Mbaye DIOP
Institut Sénégalais de Recherches Agricoles,
Laboratoire d’Enseignement et de Recherche en Géomatique, Sénégal
L’agriculture sénégalaise, essentiellement pluviale, est soumise, depuis le début des années
70, à de fortes contraintes pluviométriques, liées à la variabilité de la date de démarrage des
pluies et à la réduction de la durée de la saison humide. Beaucoup d’efforts ont été consentis
pour trouver des variétés de mil à durée de cycle réduite, mieux adaptées au nouveau contexte
climatique. Ainsi, la plupart des variétés traditionnelles ont été délaissées au profit de
nouvelles variétés améliorées.
Ce travail propose d’effectuer une comparaison des indicateurs hydriques de certaines variétés
de cultures entre des années à pluviométrie contrastée. L’objectif de cette étude est de montrer
que la stratégie de réduction de la durée de cycle des variétés n’était pas suffisante et qu’il
fallait prendre également en compte certaines caractéristiques des plantes à s’adapter au mode
de répartition de la pluie durant la saison de croissance.
Mots clés : Sécheresse, agriculture, adaptation, bilan hydrique.
DROUGHT IN THE SAHEL AND ADAPTATION OF FARMING
STRATEGIES : LESSONS FROM THE PAST
The Senegalese agriculture is essentially a rain-fed one and is influenced by the rainfall
constraints since the beginning of the 70th, due to the variability of the onset of rain and the
shortening of the wet season. Many efforts was done to find out new varieties of millet having
short growing cycle to be adapted to the new climatic context. Thus, most of the traditional
varieties was abandoned and replaced by new improved ones.
This work proposes to compare the water index of some crop varieties using years that have
contrasted rainfall. The objective of this study is show that the strategy of reducing the
growing cycle of varieties was not enough and one should take into account the capacity of
crops to adapt to the rainfall distribution during the growing season.
Key words : Drought, agriculture, adaptation, water balance.
577
4.03P
HARNESSING SCIENTIFIC CAPACITY FOR STATE-OF-THE-ART
CLIMATE RESEARCH IN WEST AFRICA
J. INTSIFUL (1, 3), C. ONIME (2),F. ALLOTEY (3), R. JONES (4), C. RODGERS (1),
J. PAL (2), F. GIORGI (2), P. VLEK (2), B. GUTOWSKI (5), B. HEWITSON (6),
W. MOUFOUNA-OKIA (4) and H. KUNSTMANN (7)
(1) Center for Development Research, University of Bonn, Germany
(2) International Center for Theoretical Physics, Trieste,Italy
(3) Institute of Mathematical Sciences, Ghana (4) UK Met office, Exeter, UK
(5) Department of Geological and Atmospheric Sciences, Iowa State University, USA
(6) Department of Geographical Sciences, University of Cape Town, South Africa
(7) Institute of Meteorology and Climate Research, Garmisch-Partenkirchen, Germany
The West African subregion lies in a region where most of the important climatic and
hydrological processes on the globe occur. In particular, the African monsoon and extensive
drought events has been a topic of many enquiries that have help establish the unique link
between climate, environment and socioeconomic development in the subregion. The changes
in amount and distribution of rainfall have significant impacts on water resources, which in
turn, impact significantly on the socio-economic development of the subregion. Infact, most
part of the subregion (mainly the Sahelian region) have already endured extensive drought of
over 40 years and resulting acute economic hardships of which one of its consequences is the
recent food and health crisis in Niger.
Studies show that over 70% of the population in West Africa depend primarily on rain-fed
agriculture for their livelihood. More importantly, the main source of power for socioeconomic development in the subregion is hydro-based, which depends heavily on availability
of rainfall and its distribution. The ongoing intensification of agriculture in West Africa has
led to changes in land surface and subsurface characteristics, which directly affect
evapotranspiration rates. These changed evapotranspiration rates in turn affect regional
precipitation patterns, and hence rain-fed and irrigated agriculture in West Africa faces high
uncertainties because of the complex feedback mechanisms between the surface and
atmosphere. These processes are not well understood and would remain formidable research
questions. The investigation of these feedback effects require adequate local expertise with
the relevant knowledge who can apply state-of-the-art regional climate models to accurately
model the physical processes that drive the climatic system of the subregion. There is
therefore the need for a concerted effort in building the necessary critical local human
capacity and state-of-the-art regional climate modelling infrastructure in West Africa. This
requires a new social contract for climate science research in West Africa which would be
multidisciplinary in nature and include a climate-society interactions component.
Several local and international initiatives have been established to help harness the
subregion’s raw human talents in science and technology for climate change research. This
presentation outlines how the scientific human capacity problem has come about and effort
being made locally to address the situation. Examples of success stories in the context of
South-South and North-South collaboration would be drawn from results of the Institute of
578
Mathematical Sciences in Ghana (an ICTP-affiliated centre), one of the many local
institutions that focus on human capacity development in Africa, and with mathematical,
climate and environmental sciences as its major areas of interest. It also proposes solution
strategies that would enable the subregion build the critical mass of local expertise through
North-South and South-South co-operation to help solve the subregion’s climate-related
problems. It concludes with a call for stronger collaboration among the various stakeholders
in making this dream a reality.
Contact :
[email protected], [email protected]
4.04P
LA VARIABILITE PLUVIOMETRIQUE ET SES CONSEQUENCES
ENVIRONNEMENTALES DANS LE SAHEL RURAL SENEGALAIS
Aminata NDIAYE
Laboratoire de Climatologie et d’Etudes Environnementales, Département de Géographie,
Université Cheikh Anta Diop de Dakar, Sénégal
Le Sahel a connu à la fin des années 1960 une sécheresse persistante caractérisée à la fois, par
sa durée et son irrégularité. Le déficit pluviométrique amorcé dans les années 1970, dans cette
région semi-aride, comparé aux hivernages pluvieux, qu’a connu celle-ci pendant la période
1950-1960, a atteint un taux de plus de 50 %, par endroit.
Ainsi, l'ensemble du cycle de l'eau est profondément affecté, entraînant de graves
conséquences pour l'agriculture et la sécurité alimentaire. Les famines qu’ont connu le Sahel
pendant cette période montrent, en effet, de manière concrète l’impact de l’irrégularité de la
pluviométrie sur les ressources hydrologiques et sur l'agriculture.
A travers une analyse rurale et bioclimatique qui s’articule autour de plusieurs éléments, nous
avons tenté de comprendre les manifestations de la sécheresse, les stratégies adoptées par les
paysans pour faire face au phénomène mais aussi les conséquences qui découlent de celles-ci.
Notre analyse s’intéresse à la Région de Diourbel. Seule Région du Sahel sénégalais
doublement caractérisée par l’absence de cours d’eau pérenne et d’ouverture sur l’Atlantique,
mais aussi par l’inexistence de forêts classées et de réserves sylvopastorales.
579
4.05P
WATER RESOURCES PREDICTION IN WEST AND CENTRAL AFRICA
ST
FOR THE 21 CENTURY
G. MAHE, M. RESCAN, A. DEZETTER, S. ARDOIN and C. DIEULIN
HydroSciences Montpellier, France
The aim of this study is to predict the water resources for the 21st century for more than 350
river basins of West and Central Africa, obtained from the FRIEND-AOC database. The
GR2M rainfall-runoff conceptual model is calibrated and validated for each runoff series at a
monthly time step and for half degree squares. Rainfall are calculated from an IRD monthly
gridded database, PE are calculated from the CRU database. Then we simulate future runoff
using rainfall and PE data derived from the GCM outputs HadCM3, scenario A2. The results
are presented for 3 time horizons : 2020, 2050 et 2080. In 2020 and 2050 one observe an
important variability over West Africa, except over three regions : the North-West (SenegalGuinea-Mauritania) and the North of the Congolese basin, where runoff decrease as soon as
the 2020 horizon ; and the Chari basin where runoff increase. In 2080 runoff decrease
everywhere in West and Central Africa, except over the Chari basin. The seasonnal runoff
dynamic, and particularly the flood peak occurrence, might be also modified by the
forthcoming climatic fluctuations predicted by the HadCM3 GCM.
Contact
G. Mahé : [email protected]
580
4.06P
RAINFALL AND AGRICULTURE IN CENTRAL WEST AFRICA
SINCE 1930
Pauline DIBI KANGAH
International Research Institute for Climate Prediction, New York, USA
Subsaharan West African rainfall is highly variable. This variability is related to changes in
the tropical Atlantic sector and circulation regimes that alter the preferred location of tropical
convection along with the Intertropical Convergence Zone. Rainfall variations and their
influence on crops need to be assessed. Although many studies have been conducted on the
effects of rainfall on agriculture in various parts of the world, few studies have focused on
Central West Africa. This study examines rainfall variability and its effects on crops.
Rainfall is critical in Mali, Burkina Faso, and Côte d’Ivoire because most farming systems
and many aspects of crop growth are adversely affected by rainfall variability, which can have
a disproportionate impact because individual crops are affected differently. Agriculture is the
main mode of employment; thus, the socioeconomic well-being of Central West Africa relies
on crop cultivation, which heavily depends on the vagaries of rainfall. The temporal focus of
this rainfall/crop yield analysis is on recent decades spanning 1930-1998; adjustments are
made, as the lengths of available data require. The aim is to determine whether rainfall
fluctuations are associated with changes in crop productivity. The results suggest that rainfall
variations adequately account for more of the crop output. It is concluded that the main
influence on agriculture is rainfall and so, crop yields revolve mainly around the availability
of rains. Consequently, the understanding of rainfall variability and its induced agricultural
changes is a necessity for sustainable socioeconomic development in Mali, Burkina Faso, and
Côte d’Ivoire.
Key Words : Rainfall, Agriculture, Variability, Central West Africa
Contact
P. Dibi Kangah - IRI - International Research Institute for Climate Prediction, The Earth
Institute at Columbia University, 61 Rt. 9W, Monell Building, Palisades, New York 1009648000, USA
581
PRECIPITATIONS ET AGRICULTURE
EN AFRIQUE OCCIDENTALE DEPUIS 1930
Les précipitations en Afrique Occidentale Subsaharienne sont fortement variables dans le
temps et dans l’espace. Cette variabilité est liée aux changements des régimes de circulation
dans le secteur de l’Atlantique tropical qui influent la convection tropicale dans la zone de
convergence intertropicale. Les variations pluviométriques et leur influences sur les
rendements agricoles sont ici évaluées. Bien que de nombreuses études sur les effets des
précipitations sur l'agriculture aient été entreprises dans diverses régions du monde, peu
d'entre elles se sont concentrées sur l'Afrique Occidentale. Cette étude examine donc la
variabilité de précipitations et ses effets sur les rendements en Afrique de l’Ouest.
Les précipitations sont cruciales pour l’agriculture au Mali, au Burkina Faso, et en Côte
d'Ivoire parce que la plupart des systèmes/techniques agricoles et certains aspects de
croissance des plantes sont affectés par les variabilités pluviométriques qui ont des impacts
disproportionnés parce que les cultures sont affectées différemment. L'agriculture est la
principale source de revenu; par conséquent, le bien-être socio-économique de l'Afrique
Occidentale repose sur elle, qui du reste, est fortement liée aux précipitations. Cette analyse
de liens rendements/pluie se focalise sur les décennies récentes couvrant la période 19301998; la période d’étude est ajustée par rapport à la disponibilité des données. Le but de
cette étude est de déterminer si les variations pluviométriques sont associées aux changements
des rendements agricoles. Les résultats suggèrent que les variations de précipitation peuvent
expliquer une bonne partie des rendements agricoles. Il est montré que les précipitations
influencent l'agriculture et donc les rendements sont liés à la variabilités des pluies. En
conséquence, la compréhension de la variabilité des précipitations et ses effets sur les
rendements agricoles sont une nécessité pour un développement socio-économique durable au
Mali, au Burkina Faso, et en Côte d'Ivoire.
Mots clés : Précipitations, Agriculture, Variabilité, Afrique Occidentale
Contact :
P. Dibi Kangah - IRI - International Research Institute for Climate Prediction, The Earth
Institute at Columbia University, 61 Rt. 9W, Monell Building, Palisades, New York 1009648000, USA
582
4.07P
SIMULATING THE IMPACTS OF CLIMATE VARIABILITY
AND CHANGE ON TROPICAL CROP YIELDS
Andrew CHALLINOR
The University of Reading, Reading, UK
A key issue in simulating crop production using climate model output is the disparity in
spatial scale between the crop model and the climate prediction model. Work at Reading has
focussed on coupling crop simulation and numerical weather models on a common spatial
scale based on observed weather/yield relationships. The development of a new crop model,
the General Large Area Model for annual crops (GLAM), is a key part of this work.
GLAM has been used with a variety of input data to simulate crop yields. Observed gridded
data were used as the first test of the model.These simulations provided confidence that
GLAM is able to capture the sensitivity of crop yield to climate over a long time series.
However, accurate productivity forecasts will rely not only on crop simulation, but on the
quality of the input weather data. Climate model output is unlikely to be as accurate as
observations. GLAM has therefore been successfully used with seasonal hindcast data and
reanalysis data. Subsequent work has focussed on (i) climate change change assessments,
where high temperature stress begins to reduce yields, and (ii) the quantification of
uncertainty. GLAM has also been integrated into the land-surface scheme of a climate model,
resulting in a fully-interactive crop-climate model.
In this presentation, the rationale behind our modelling approach is presented, together with
key results from the outlined above. Whilst the majority of the results presented are for India,
the methodology is applicable also to West Africa.
583
4.08P
IMPACTS OF HEAT STRESS DURING THE PRE-RAINY SEASON AND ITS
HEALTH IMPLICATIONS IN NIGERIA
Muyiolu Salimon KOLAWOLE
Geography Dept, University of Lagos, Lagos, Nigeria
Numerous health problems are confronting people that relates to the existence, survival and
spread of several diseases within the environment. Weather extremes have been implicated in
these problems. Heat stress during the pre-rainy season has been a long time experience in
Nigeria and its environs. Therefore, climatic elements of weather extremes for the past 10years have been examined vis a vis some selected diseases.
The results show that maximum temperature and low relative humidity have contributed
strongly to exacerbate the health problem of the region. Also the intensity of mortality rates
associated with these impacts are highlighted.
Methods of coping or alleviating the impacts are also discussed.
Key words : Heat stress, pre-rainy, season and diseases
Contact :
M. Kolawole - Geography Department , University of Lagos, Akoka, Lagos c/o Research
Branch, Nigerian Meteorological Agency, PMB1015, Oshodi, Lagos, Nigeria
E-mail: [email protected]
584
4.09P
HYDROLOGICAL DETERMINANTS OF AFRICAN ANOPHELINE POPULATIONS:
FIELD OBSERVATIONS AND MODEL DEVELOPMENT
Arne BOMBLIES
Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA, USA
Within the semi-arid Sahel zone of Africa, serious malaria epidemics arise as a result of the
annual wet season. We are studying the environmental determinants of malaria outbreak
occurrence (in terms of vectorial capacity, the transmissibility of the disease) in this region
with the aid of numerical modeling techniques. We investigate the dependence of anopheles
mosquito breeding on factors such as surface water pooling which is the result of various
hydroclimatological variables. Individual mosquitoes in a small study area in Niger will be
modeled numerically in a simulation coupled with a small-scale hydrology model.
Model input will include satellite-acquired remotely sensed data for vegetation, soil moisture
and topography, as well as ground-based meteorologic measurements and soil moisture
measurements at various depths in the soil column. Meteorologic variables such as wind and
humidity are expected to influence mosquito dispersal and activity levels, aquatic stage and
parasite development rates, and surface hydrologic conditions. Partitioning of rainfall into
runoff and infiltration will be assigned for various land cover classes using parameters derived
from soil moisture measurements. Resulting modeled runoff and subsequent formation,
persistence, and disappearance of water bodies will be simulated with a hydrology model. The
hydrologic and entomologic models will be loosely coupled.
With results validated by adult mosquito captures and intensive surveillance of larval habitats,
variation in mosquito abundance and infection rates will be simulated. This numerical
modeling tool will shed light on dynamics of malaria outbreak occurrence, will aid in
evaluation of climatic variability on local malaria transmissibility, and will help the targeting
of malaria intervention efforts.
585
4.10P
EMERGENCE DE LA FIEVRE DE LA VALLEE DU RIFT AU SENEGAL ET
VARIABILITE INTRA-SAISONNIERE DE LA PLUVIOMETRIE
J.-A. NDIONE (1,2), M. DIOP (3), B. MONDET (4), C. DIOP (5) et H. DACOSTA (6)
(1) Centre de Suivi Ecologique, Dakar Fann, Sénégal
(2) Laboratoire de Physique de l’Atmosphère Siméon Fongang, Dakar-Fann, Sééngal
(3) Laboratoire d'Enseignement et de Recherche en Géomatique, Dakar-Fann, Sénégal
(4) IRD, Dakar, Sénégal (5) Direction de la Météorologie Nationale, Dakar, Sénégal
(6) Département de Géographie, UCAD, Dakar-Fann, Sénégal
1. Introduction
La FVR est une anthropo-zoonose due à un arbovirus de la famille des Bunyaviridæ, genre
Phlebovirus. Le virus est transmis par différentes espèces de moustiques appartenant
notamment aux genres Culex et Aedes (Meegan et al, 1988 ; Diallo et al, 2000). Son
occurrence et la forme épidémiologique de la maladie dépendent de facteurs
environnementaux associés à des conditions climatiques particulières. En effet, au Kenya, tout
comme partout ailleurs en Afrique de l’Est, les épidémies de FVR apparaissent généralement
après des saisons de pluies longues et abondantes (Linthicum et al., 1999). Les fortes pluies
sont associées au phénomène climatique El Niño qui se caractérise par un réchauffement
anormal des eaux océaniques dans le centre et l’est du Pacifique. Ces pluies entraînent ainsi
l’apparition de nombreuses mares temporaires où vont pulluler des moustiques. La
transmission du virus de la FVR serait ainsi favorisée et pourrait entraîner alors l’apparition
de foyers (Meegan et al, 1988 ; Prehaud et al, 1997). Sur la base de cette relation entre
événements climatiques, dynamique des populations de vecteurs et occurrence de foyers de
FVR, des modèles statistiques de prévision à grande échelle des épidémies de FVR ont été
élaborés et couplés à des données obtenues par télédétection (Linthicum et al, 1999).
Toutefois, selon Ndione et al (2003), le schéma épidémiologique envisagé pour l’Afrique
orientale n’a pas permis d’expliquer les événements de la fièvre de la vallée du Rift survenus
au Sénégal. Sans nier l’influence de la pluviométrie dans l’émergence de la FVR, l’échelle
temporelle de la saison des pluies (pluviométrie totale) n’est probablement pas pertinente.
Dans cet article, nous présentons cette nouvelle démarche considérant les variations intrasaisonnières des quantités de précipitations et leur répartition spatio-temporelle en relation
avec soit avec la crue du fleuve, soit avec le niveau des mares au Ferlo. Cette approche
présente l’avantage de mieux suivre la dynamique de remplissage des zones inondables qui
par ailleurs contrôle celle des moustiques vecteurs potentiels de la FVR.
2. Matériel et méthodes
Au Sénégal, depuis 1987, date à laquelle est survenue la première épidémie de la FVR dans la
vallée du fleuve Sénégal, différents épisodes ont été identifiés (Sall, 2001) et la situation
épidémiologique actuelle indique une possible recrudescence de l’activité virale. La zone
d’étude correspond à la vallée du fleuve Sénégal dans sa partie sénégalaise. Elle est
caractérisée par un climat sahélien avec une forte influence océanique dans sa partie
586
occidentale. Les données utilisées sont la pluviométrie journalière de juillet à octobre à
Barkédji, Ross-Béthio et Ranérou, trois localités ayant enregistré des événements FVR
respectivement en 1993, 1994 et 1999. De même, nous avons utilisé la pluviométrie, le niveau
des mares et les données entomologiques à Barkédji en 2002. Ensuite, les méthodes d’analyse
ont consisté à déterminer des dates de début et de fin de la saison à partir de critères
strictement climatologiques d’une part et à une étude fréquentielle des séquences sèches à
l’intérieur de la saison sèche d’autre part.
Grâce à une analyse rétrospective de la variabilité intra-saisonnière pluviométrie et s’appuyant
sur des résultats obtenus par Mondet et al (2005), nous montrons comment la distribution
saisonnière des événements pluvieux, aurait pu jouer un rôle déterminant dans la survenue de
ces événements FVR au Sénégal.
3. Résultats
Les pluviogrammes permettent d’observer que la principale caractéristique de ces différentes
saisons des pluies, est qu’elles se terminent toutes avec un pic pluviométrique : 23.0 mm à
Ross-Béthio, 27.0 mm à Ranérou et 40.0 mm à Barkédji. Ces pics pluviométriques sont le
plus souvent précédés de pauses assez longues : 19 jours à Ross-Béthio en 1994, 15 jours à
Ranérou en 1999 et 13 jours à Barkédji en 1993. Ainsi, sur trois localités différentes, et ce
pour trois années bien distinctes, nous constatons une fin de saison des pluies quasiment
identique. Plus récemment, à la fin de la saison des pluies 2002, à Barkédji, les pluies ont
cessé de tomber entre le 19 septembre et le 8 octobre, soit après 19 jours. Ceci a entraîné
l’assèchement de certaines mares avant qu’elles ne soient remises en eau par une pluie de 24.0
mm. Consécutivement alors, l’on a noté une émergence d’Aedes femelles nullipares (Mondet
et al, 2005).
4. Discussions
La réflexion est alors de savoir si l’émergence d’Aedes en fin de saison des pluies (période
sans doute peu ordinaire voire moins favorable pour l’éclosion de leurs œufs) ne peut-elle pas
être une des causes à l’origine de la circulation virale de la FVR. Quelle incidence cette pause
a-t-elle sur la dynamique de populations de vecteurs potentiels de la FVR (Aedes et Culex) ?
Comme élément de réponse, nous pouvons dire que les fortes pluies de fin de saison, tardives
de par leur cumul, vont permettre le maintien à un niveau élevé des populations de Culex qui
en fin de saison des pluies sont déjà suffisamment nombreuses d’une part et contribuer à
l’éclosion des œufs des Aedes, qui pourtant selon toute logique auraient dû éclore qu’en début
de saison des pluies prochaine d’autre part. Les Aedes, grâce à la transmission transovarienne
du virus et à la capacité de leurs œufs à entrer en diapause et de survivre ainsi à la saison
sèche, assureraient la pérennisation du virus dans le milieu, puis sa mise en circulation au
début de la saison des pluies grâce aux femelles de la nouvelle génération.
Par rapport aux résultats obtenus, le pic pluviométrique intervenu en fin de saison des pluies
est à l’origine de l’existence d’un second pic de densité la population des Aedes alors qu’en
situation normale la population d’Aedes est quasiment nulle à cette période de l’année
(Fontenille et al, 1998). La pause pluviométrique survenue en fin de saison de pluie a eu
finalement les mêmes effets qu’une saison sèche. Mais ce qu’il convient aussi de faire
remarquer est qu’en 2002 il n’a pas eu d’événement de FVR à Barkédji. Pourquoi doit-on
s’interroger ? Nous pouvons avancer comme explication à cela, le fait que l’émergence d’un
foyer de FVR correspond à la conjonction d’une série de facteurs dans l’espace et dans le
temps. D’abord, il faut que les conditions climatiques et écologiques (conditions
environnementales) permettent l’éclosion d’œufs et la survie d’un nombre suffisant de
vecteurs. De plus, en synergie avec les pratiques d’élevage et la disponibilité de pâturages de
587
qualité suffisante, les conditions environnementales doivent favoriser la rencontre des
vecteurs et du bétail afin de permettre la transmission du virus aux animaux dont l’état
sanitaire devrait être vulnérable aussi. En 2002, il semble qu’il y avait non seulement pas
suffisamment de bétail vulnérable, mais que le déroulement de la saison des pluies (saison très
déficitaire) avait un impact particulièrement négatif sur les pâturages ce qui a dû éloigner les
transhumants. Signalons tout de même qu’il a été mentionné d’autres possibilités
d’introduction du virus à savoir la transhumance et les mouvements commerciaux du bétail
(Lefèvre, 1997 ; Ndione et al, 2003) d’une part et d’autre part la probabilité (même faible)
d’une arrivée de moustiques infectés n’est pas à exclure selon certaines sources.
5. Conclusion
Toutes ces considérations nous amènent à penser que l’émergence de la FVR en fin de saison
des pluies n’est pas un fait dû au hasard, mais serait fortement influencée par le rythme de la
pluviométrie à cette période. Les résultats obtenus à Barkédji en 2002, nous laissent penser
que les autres années (1993 à Barkédji, 1994 à Ross-Béthio et 1999 à Ranérou) auraient dû
enregistré le même comportement du point de vue entomologique. Les événements FVR au
Sénégal peuvent se regrouper en trois catégories à savoir les "circulations occultes" (Barkédji
1993 ; Diawara 1998), les "foyers à faible extension" (Ross-Béthio 1994 ; Ranérou 1999) et
enfin "d’authentiques épidémies" (Rosso 1987). Aujourd’hui, il y a lieu de s’interroger si les
déterminants environnementaux qui concourent à leur avènement sont les mêmes pour ces
différentes catégories.
6. Bibliographie
Diallo M., Lochouarn L., Ba K., Sall A., Mondo M., Mathiot C., 2000, First isolation of the Rift valley fever
virus from Culex poicilipes (Diptera, Culicidae) in nature. Am J Trop Med Hyg, 62 : 702-4.
Fontenille D., Traore-Lamizana M., Diallo M., Thonnon J., Digoutte J-P., Zeller H.G.,1998, New vectors of
Rift valley fever in West Africa. Emerg Inf Diseases, 4 : 289-93.
Lefèvre P.C., 1997, Actualité de la fièvre de la vallée du Rift. Quels enseignements tirer des épidémies de
1977 et 1987 ? Méd Trop, 57 : 61S-64S.
Linthicum K.J., Assaf A., Compton J.T., Kelley P.W., Myers M.F., Peters C.J., 1999, Climate and satellite
indicators to forecast Rift Valley Fever epidemics in Kenya. Science, 285 : 397-400.
Meegan J.M., Bailey C.H., 1988, Rift valley. In : Monrath TP, ed. Arboviruses Epidemiolgy and Ecology.
Boca Raton : CRC Press, 51-76.
Mondet B., Diaïté A., Ndione J-A., Fall A.G., Chevalier V., Lancelot R., Ndiaye M., Ponçon N., 2005,
Rainfall patterns and population dynamics of Aedes (Aedimorphus) vexans arabiensis, Patton 1905 Diptera:
Culicidae), a potential vector of Rift Valley Fever virus in Senegal, Journal of Vector Ecology 30 (1): 102-106.
2005.
Ndione J-A, Besancenot J-P., Lacaux J-P., Sabatier P., 2003, Environnement et épidémiologie de la fièvre de
la Vallée du Rift (FVR) dans le bassin inférieur du fleuve Sénégal, Environnement, Risques et Santé, 2, 3:176-82
Prehaud C., Bouloy M., 1997, La fièvre de la vallée du Rift, un modèle d'étude des fièvres hémorragiques
virales. Ann Inst Pasteur , 8 : 233-44.
Sall B.,2001, Epidémio-surveillance de la FVR au Sénégal : objectifs, méthodologie, résultats obtenus. In :
Lefèvre PC, éd. Séminaire sur la surveillance épidémiologique et le contrôle de la fièvre de la vallée du Rift en
Afrique de l'Ouest. Dakar : FAO, 17-9.
Contact
Jacques Ndione - Centre de Suivi Ecologique, BP 15 532, Dakar Fann, Sénégal
Email : [email protected]
588
EMERGENCE OF RIFT VALLEY FEVER IN SENEGAL AND INTRASEASONAL RAINFALL VARIABILITY
The epidemiologic diagram under consideration for the southern or eastern Africa did not
make possible to explain the RVF events occurred in Senegal. In reality, it would seem more
judicious to consider the intra-seasonal rainfall amount variations in relation to ponds level.
Thanks to a retrospective analysis of intra-seasonal rainfall variability at three localities
Barkedji, Ross-Bethio and Ranerou having recorded RVF events respectively in 1993, 1994
and 1999 and results obtained into 2002 at Barkedji, we show how the seasonal distribution of
the rainy events, could have a determining role in RVF emergence Senegal. The results allow
us to observe that these various rainy seasons finish all with a important rainfall amount: 23.0
mm at Ross-Béthio, 27.0 mm at Ranérou and 40.0 mm at Barkédji. These rainfall amounts
are oftenly preceded by rather long dry spells: 19 days at Ross-Béthio in 1994, 15 days at
Ranérou in 1999 and 13 days at Barkédji in 1993.
More recently in 2002, at Barkédji, no rain occurred during 19 days. Consecutively some
pools dried up before being put back in water by a rainfall amount of 24.0 mm and one noted
an emergence of Aedes nulliparous females. Indeed, these strong rains recorded at the end of
rainy season, are going to allow the maintenance at an exceptionally high level the
populations of Culex that are already on the one hand sufficiently numerous and contribute to
the bursting of Aedes eggs, that yet should have hatched only at the beginning of the next
rainy season on the other hand. As immediate consequence and with the contest of vertical
transmission, the virus can be in a doubling-up favourable environment because of
possibilities of scattering (Aedes) and of amplification (Culex).
All these factors lead us to think that the emergence of the RVF at the end of the rainy season
is not an accidentally fact, but would depend or would be strongly predisposed by the rainfall
rhythm at the end of rainy season.
589
4.11P
IMPACT DE LA VARIABILITE CLIMATIQUE SUR LA DIVERSITE ET LA
DYNAMIQUE DES COMMUNAUTES VEGETALES DE LA VALLEE DU
FLEUVE NIGER (PARC REGIONAL DU W)
A. MAHAMANE (1, 2), N. BARBIER (2), D. DULIEU (3), B. SINSIN (4),
M. SAADOU (1) et J. LEJOLY (2)
(1) Département de Biologie, Niger
(2) Laboratoire de Botanique Systématique et de Phytosociologie, Belgique
(3) Programme Régional Parc, Burkina Faso (4) Faculté des Sciences Agronomiques, Bénin
Le Parc Régional du W du Niger est un complexe transfrontalier à cheval sur le Bénin, le
Burkina Faso et le Niger. Le fleuve Niger lui sert de frontière naturelle dans sa partie Nord.
Une investigation phytosociologique est conduite dans le but de décrire la diversité et la
dynamique des communautés végétales en fonction des deux régimes du fleuve déterminés
par les variations saisonnières du climat :
• la période des hautes eaux ou crue du fleuve, au cours de laquelle 76 relevés sont
réalisés,
• et la période des basses eaux ou de décrue ou étiage avec 104 relevés.
Ces relevés sont effectués selon la méthode phytosociologique sigmatiste de Braun Blanquet.
Les données recueillies sont analysées suivant les méthodes d’analyses multivariables
classiques : l’Analyse Factorielle des Correspondances et l’analyse Twinspan.
Pendant les crues du fleuve, se développent les communautés suivantes : Diospyro
mespiliformeris Celtidetum tokae, Colo laurifoliae Mitragynetum inermis, Ipomoeo
Mimosetum pigrae, Voscio cuspidatae Acroceretum amplectensis et Polygono senegalense
Echinochloetum stagninae. C’est la période de développement optimal de la jacinthe d’eau
(Eichhornia crassipes (Mart.) Solms Laub.) envahissant ainsi l’ensemble des phytocénoses.
Avec le retrait des eaux les syntaxons précédents sont progressivement remplacés par de
nouvelles associations. Cinq associations végétales sont identifiées : Cyperetum maculati,
Leptochloo coerulescentis Stachytarphetetum angustifoliae, Polygono senegalensis
Echinochloetum stagninae, Ipomoeo Mimosetum pigrae et Melochio corchorifoliae
Vetiverietum nigritanae.
Les deux régimes du fleuve sont caractérisés par des cortèges floristiques propres qui sont à
la base de la variabilité temporelle dans la composition des groupements végétaux. Pendant la
période des crues du fleuve se mettent en place les communautés dominées par les
hydrophytes fixés ou nageant. Avec le retrait des eaux, seuls subsistent les hydrophytes fixés
qui sont progressivement envahis par des thérophytes dont les semences sont apportés par
plusieurs agents de dissémination, principalement les vents et les oiseaux qui fréquentent les
plages sableuses du lit mineur du fleuve. Les germinations des semences sont favorisées par
les pluies qui surviennent avec les flux de mousson.
590
Pour ces différent syntaxons, sont discutés l’intérêt et la vulnérabilité dans le cadre d’une
gestion de l’environnement notamment l’impact des espèces envahissantes et les
particularités des syntaxons comme habitat pour la faune.
Mots clés : Fleuve Niger, Mousson, Phytosociologie, Parc Régional du W.
Contact :
(1) Département de Biologie, Faculté des Sciences, Université Abdou Moumouni de Niamey,
BP 10662, Niamey, Niger – Tel : (00227) 72 30 73 – Email : [email protected]
(2) Laboratoire de Botanique Systématique et de Phytosociologie, Université Libre de
Bruxelles, CP 169, 50 Av. F.D. Roosevelt, B-1050 Bruxelles, Belgium
Tel : (+ 32) 2 650 21 64 - Fax: (+32) 2 650 21 25 – Email : [email protected]
(3) Programme Régional Parc – W (ECOPAS), 01 BP 1607, Imm. PPI BF Face BIB, Avenue
du Temple, Ouagadougou 01, Burkina Faso
Tél/Fax : (+226) 335261 - E-mail: [email protected]
(4) Faculté des Sciences Agronomiques, Université d’Abomey-calavi, 01 BP 526, Cotonou,
Bénin – Email : [email protected]
591
IMPACT OF CLIMATIC VARIABILITY ON DIVERSITY AND DYNAMICS
OF PLANT COMMUNITIES IN THE NIGER RIVER VALLEY
(W REGIONAL PARK, NIGER)
1. Localization and method
The Regional Park of W is composed of adjacent areas in Benin, Burkina Faso and Niger.
The Niger river is the natural North boundary. Our phytosociological study describes
diversity and dynamics of plant communities inside the park according to the two main
regimes of the river, which are controlled by the seasonal variations of the climate:
•
76 observations were made during the period of flood,
•
104 observations were made during the period of low flows (April to June) .
Braun Blanquet’s method was used. Data were analysed through Factorial Analysis of
Correspondences and Twinspan Analysis. Communities diversity was measured for each
elementary syntaxon as the total species richness calculated as the total number of species
present in the accumulated samples. The Simpson index of dominance and the Pielou index
of equitability are calculated (Legendre & Legendre, 1998).
2. Hydrology
The flood occurs from August to December and flow decreases from February to May each
year. These variations are under the control of the monsoon dynamics. It is characterized by
two main flow regimes : the flood rise and the recession. The flood rise comes from
precipitations running on the upstream river basin from Guinea. Rainfall annual fluctuations
lead to variations in the flooding area and depth according to the stations.
3. Diversity of vegetations communities
During the flood rise, the following communities take place: Diospyro mespiliformeris
Celtidetum tokae, Colo laurifoliae Mitragynetum inermis, Ipomoeo Mimosetum pigrae,
Voscio cuspidatae Acroceretum amplectensis and Polygono senegalense Echinochloetum
stagninae.
This is the period of maximum development of the water hyacinth (Eichhornia crassipes)
that invades submerged, rhizophitic and pleustophytic communities. Similar communities
were described by Cook (1984) in the lake of Kainji dam in Nigeria.
With the shrinking of water let us syntaxa them preceding are gradually replaced by new
associations. Five vegetations communities are identified: Cyperetum maculati, Leptochloo
coerulescentis Stachytarphetetum angustifoliae, Polygono senegalensis Echinochloetum
stagninae, Ipomoeo Mimosetum pigrae and Melochio corchorifoliae Vetiverietum nigritanae.
Similar temporal variation in the vegetation diversity is described by Duvigneaud (1946) in
RDC.
4. Climatic impacts on the diversity of vegetations communities and their productivity
In the area of W regional Park, the rising comprises two phases, the small rising which occurs
from July to September, determined by the rains which occur in the zone with the increase of
monsoon (Amani, 1999). It is followed by the great rising from October to January pulled by
the rains which come in the upstream reservoir to Guinea. The level of water decrease
February to May and are lower during this last month. The two river flow regimes are
592
associated with specific communities which are at the base of the temporal variability of the
vegetation . During the flood period communities are dominated by the rhizophitic and
pleustophytic species. During the interflood, pleustophytic plants progressively disappear but
rhizophitic species remain thanks to stolons, remain. Then, stations are gradually invaded by
therophytic vegetation, their seeds being brought by dissemination agents. Among the most
frequent are wind and birds which inhabit in the sandy beaches of the low-flow channel. On
one hand, seedlings settle on the still wet substratum. Germinations also follow rainfalls
occurring when monsoon flow arrives. This leads to settlement of new species such as:
Cyperetum maculati, Leptochloo coerulescentis Stachytarphetetum angustifoliae. On the
other hand, remaining communities are progressively enriched by therophitic vegetation :
Polygono senegalensis Echinochloetum stagninae, Ipomoeo Mimosetum pigrae and Melochio
corchorifoliae Vetiverietum nigritanae.
In conclusion, species diversity is larger during high water period (115 species) than during
low water period (97 species). These floristic changes are related to the variation in water
availabilities. In these vegetations communities, the aquatic macrophytes are the most
productive during period of high water. They are used as forage by wild fauna and livestock
during the dry season, i.e., when the global productivity is low in this area. These
communities are characterized by a high Simpson index (0,5) and a low Pielou regularity
(0,3).
Degradation of the vegetation covering the water shed is also cause of crucial changes
occurring in the river channel. Since the drought in 1984, one notes more and more
sedimentation in the low-flow channel which favours the settlement of invasive plants such as
the water hyacinth. The values of the Simpson index are the highest in the communities
strongly infested (0,5). Also the bush fires on the river banks favour the development of
Mimosa pigra thickets in stations usually colonized by Echinochloa stagnina.
Differences in communities are discussed in terms of both interest for management and
vulnerability of this ecosystem. In particular, we focus on the impact of the invasive species
and the potential of described communities as fauna habitats.
References
Amani A., 1999. - Analyse des crues 98/99 du fleuve Niger à Niamey. Document de
synthèse du Centre Agrhymet Niamey : 15 p.
Cook C.D.K., 1968. – The vegetation of the kainji reservoir site in northern Nigeria.
Vegetatio 15: 225-243.
Duvigneaud P., 1946. – La variabilité des associations végétales. Bull. Soc. Roy. Bot. Belg.,
78 : 107-134.
Legendre P. & Legendre L., 1998.- Numerical ecology : Developments in Environmental
Modelling, 20 : 853 p.
Mahamane A., 2005. - Etudes floristique, phytosociologique et phytogéographique de la
végétation du Parc Régional du W du Niger . Thèse de Doctorat Université Libre de
Bruxelles. Laboratoire de Botanique Systématique et de Phytosociologie, Belgique : 536 p +
annexes.
Key words
Niger River, Monsoon, Phytosociology, Regional Park W.
593
4.12P
ANALYSES STATISTIQUES DE L’IMPACT DES PARAMETRES
CLIMATIQUES SUR LES VECTEURS DU PALUDISME
EN AFRIQUE DE L’OUEST
Samuel LOUVET
Dans toutes les régions du monde où il existe une longue saison sèche les anophèles sont
virtuellement absents une grande partie de l’année. Le maintien de certaines espèces n’est
possible que grâce à l’estivation de rares femelles qui pondront dans les collections d’eau
temporaires dès l’arrivée des pluies, ou à une recolonisation annuelle des gîtes larvaires à
partir de femelles transportées par le vent. Dans ces régions, le rythme et l’abondance des
précipitations sont les facteurs majeurs qui déterminent les espèces anophéliennes existantes
ainsi que leur abondance et la durée de leur présence saisonnière. L’intensité de la
transmission du paludisme est ainsi très étroitement conditionnée par la pluviométrie.
Le but de la présente étude est de mieux préciser, mais aussi comprendre, l’impact du climat
sur le paludisme en zone soudano-sahélienne. Plus précisément, nous travaillons ici sur les
principaux vecteurs du paludisme dans deux villages du Sénégal, Ndiop (13°41’N,
16°23’W) et Dielmo (13°43’N, 16°25’W). La base de données utilisée lors de cette étude
provient de protocoles de captures datant du début des années 1990 et organisés par l’IRD
Dakar et l’Institut Pasteur de Dakar. Cette base de données décrit les dynamiques du
complexe Anopheles gambiae et Anopheles funestus en terme de densité vectorielle et de
densité agressive vectorielle au pas de temps hebdomadaire. Plus exactement les donnés
entomologiques utilisées sont issues de captures de moustiques par des hommes lors
d’attaques et de récoltes de la faune matinale résiduelle après pulvérisation d’insecticide dans
des bâtiments. On trouvera dans Fontenille et al. (1997) le détail des méthodes utilisées.
Ainsi, à partir de l’analyse de séries de données, il est proposé de décrire les relations entre la
pluviométrie, la température, l’hygrométrie et les densités agressives des espèces vectorielles
présentes. Pour cela, un modèle statistique basé sur la méthode de la régression linéaire
multiple a été construit afin de reproduire au mieux les dynamiques vectorielles. Ce type de
modèle a également pour but de prévoir ces dynamiques dans le cadre d’une prévision en
validation croisée. Les prédicteurs sont choisis parmi tout un jeu de prédicteurs décrivant les
paramètres climatiques précédemment exposés avec des décalages temporels divers par
rapport à la série à expliquer. L’exemple ci-dessous illustre la modélisation de la densité
agressive hebdomadaire moyenne du complexe Anopheles gambiae à Ndiop lors de l’année
1997 pour laquelle la variance expliquée est de 82%.
594
Légende : Les histogrammes en rouge représentent les valeurs hebdomadaires moyennes des
densités agressives du complexe gambiae à Ndiop en 1997, la courbe noire représente la série
modélisée.
Nous montrerons également l’importance de l’environnement local sur les dynamiques
vectorielles via la présence d’un cours d’eau à proximité ou des modifications
environnementales locales. Enfin des notions de seuils des paramètres climatiques associés
aussi bien à l’apparition (ou la ré-apparition) des Anopheles qu’à leur disparition seront
présentées.
595
STATISTICAL ANALYSES OF THE IMPACT OF CLIMATIC
PARAMETERS ON THE VECTORS OF MALARIA OVER WEST-AFRICA
In each region of the world where a long dry season exists, anopheles are virtually absent
during a certain part of the year. The conservation of certain species is made possible only
through the ‘summering’ of rare females that will lay eggs in temporary water collections as
soon as the rains begin, or through an annual recolonisation of larval lodgings by windtransported females.
In these regions, the rhythm and abundance of precipitations are the main factors that
determine the existent anophelian species, their abundance and the duration of their seasonal
presence. The intensity of the malaria transmission is therefore closely linked to the
pluviometry.
The aim of this study is to better precise, but also understand, the impact of the climate on
malaria over the soudano-sahelian zone. More precisely, we are working on the main vectors
of malaria in two villages of Senegal, Ndiop (13°41’N, 16°23’W) and Dielmo (13°43’N,
16°25’W). The used dataset in this study comes from protocols of capture since the early 90’s
and organised by the IRD of Dakar and the Institute Pasteur of Dakar. This dataset furnishes
dynamics of the Anopheles gambiae complex and Anopheles funestus in terms of vectorial
density and aggressive density at a weekly timescale. More exactly, the used entomological
datas come from captures of mosquitoes by humans during attacks and from yields of the
residual morning fauna after insecticide pulverisation in buildings. We will find in Fontenille
et al (1997) details about these methods.
Therefore, from the series of data analyses, we propose to describe relations between the
pluviometry, temperature, hygrometry, and aggressive density of present vectorial species.
For this, a statistical model has been built based on the multiple linear regression. The goal of
this model is to reproduce as well as possible the vectorial density. The other goal of this
model is to produce cross-validated forecasts of these densities. The selected variables are
chosen from a set of predictors that describe the climatic parameters previously exposed with
different temporal lags compared to the variable to be explained. The example (see under)
shows the modelisation of the weekly average of aggressive density of complex gambiae for
the year 1997, with an explained variance of 82%.
Legend: bars are the weekly average of aggressive density of complex gambiae in Ndiop in
1997; black curve represents the modelised series.
We will also show the importance of the local environment on the vectorial density via the
presence of a river close by or local environmental modifications. Finally, notions of
thresholds of climatic parameters associated with both the apparition (or re-apparition) or the
disappearance of anopheles will be presented.
596
4.13P
EFFECTS OF PARTICULATE LEAD ON PUBLIC HEALTH OF URBAN
RESIDENTS IN IKEJA AREA OF LAGOS METROPOLIS
K.-O. OLAYINKA (1) and U. NWAMADU (2)
(1) Chemistry Department, University of Lagos, Lagos, Nigeria
(2) National Agency for Food and Drug Control, Lagos, Nigeria
Air quality is an important factor in the sustainability of the environment. The level of TSP
load is often used to access the quality of air. Human health is usually affected by damage
done to the body organs and tissue as a result of absorption of respiratory portion of heavy
metals.
The associated health problems may be cough, asthma, learning disability, loss of vision, etc.
It has been well established that automotive pollution accounts for the elevated levels of lead
in ambient air along motor ways.
In this study, the air quality was determined by using the concentration of lead in particulate
dust, from different locations using traffic volume and human activities viz highways,
residential area and commercial area. A set of simple but detailed questionnaires was design
to extract information about the health and status of the study population. The study is
designed to pose and answer questions about the possible relationships between the measured
pollution levels and health status of the community. It was found that babies living in the
areas with high traffic volume were more susceptible to cough, hyperactivity and possibly a
lower IQ than the other children. Details of the study are discussed in the extended abstracts.
597
4.14P
598
599
4.15P
FACTEURS CLIMATIQUES ET TRANSMISSION DU PALUDISME A
ZINDER (REPUBLIQUE DU NIGER)
Salissou ADAMOU et Ibrahim OUSMANE
Programme Paludisme, Niamey, Niger
Le paludisme demeure encore au Niger, la première cause de morbidité et de mortalité,
notamment à Zinder.
La saison des pluies représente la période de haute transmission avec un pic au mois d’août.
Nous avons étudié les variations mensuelles de la pluviométrie, de la température et de
l’incidence du paludisme sur des données de 10 ans (1990 à 2000) enregistrées aux niveaux
des formations sanitaires de Zinder.
Les premières pluies sont enregistrées au mois de mai, période avec une température moyenne
élevée (38,2°C), qui n’est pas favorable à la pullulation des anophèles vecteurs du paludisme.
Les premières pluies de mai entraînent une chute de la température en juin à une valeur
favorable à la reproduction des moustiques (29,2°C).
Il existe de cet fait une corrélation significative entre la pluviométrie au cours du mois de juin
et l’incidence palustre en août (R= 0,52 et P= 0,003).
La co-variation entre la température du mois de juin et l’incidence palustre d’août est
négativement significative (r= - 0,04). Ces variations sont en rapport avec la biologie des
vecteurs et des parasites.
Contact
(1) Programme Paludisme Biologiste, BP 623 , Niamey, Niger
Tél : 00227 960376 - Email : [email protected]
(2) Coordonnateur Programme Paludisme, BP 623, Niamey Niger - Tél : 00227 722879
600
4.16P
VULNERABILITE DES ECOSYSTEMES DU CONGO ET MESURES
D’ADAPTATION FACE AUX IMPACTS DES CHANGEMENTS
CLIMATIQUES
Noel MOUKOLO
CERGEC, Congo
La convention cadre des Nations Unies sur les changements climatiques a été signée à New –
York le 9 mai 1992. Tous les pays l’ayant ratifiée, tenant compte de leurs responsabilités
communes mais différenciées et de la spécificité de leurs priorités nationales et régionales de
développement, de leurs objectifs et de leur situation, s’engagent :
- à préparer, en coopération, l’adaptation à l’impact des changements climatiques ;
- à concevoir et mettre au point des plans appropriés et intégrés : pour la gestion des zones
côtières ; pour les ressources en eau et l’agriculture et pour la protection et la remise en état
des zones frappées par la sécheresse et la désertification ou par les inondations (alinéa e de
l’article 4 de la convention cadre).
La République du Congo qui est partie de cette convention a le devoir de présenter sa
communication définissant les stratégies nationales en vue d’apporter des solutions aux
impacts des changements climatiques sur les différents écosystèmes et proposer des mesures
d’adaptation vis à vis de ces impacts.
Trois zones sensibles aux impacts des changements climatiques ont été identifiées au Congo.
Il s’agit de :
• La basse plaine alluviale du bassin du fleuve Congo, sujette aux fréquentes inondations
consécutives à l’augmentation généralisée des précipitations sur l’ensemble du bassin ;
• Le plateau des cataractes et la vallée du Niari considérés comme le «grenier du Congo »
du fait que l’approvisionnement des villes de Brazzaville (capitale politique) et Pointe-Noire
(capitale économique) est assuré par cette zone. C’est une zone potentiellement riche sur le
plan agricole mais aussi celle qui présente le plus important déficit pluviométrique et par
conséquent très sensible à la variabilité climatique ;
• La zone du littoral autrement appelée « Poumon de l’économie congolaise » mérite une
attention particulière du fait de sa contribution au PIB et de sa susceptibilité face à l’élévation
du niveau marin.
L’objectif global du projet est d’établir la vulnérabilité des écosystèmes du Congo et présenter
des mesures d’adaptation face aux impacts des changements climatiques.
Trois objectifs spécifiques suivants ont été retenus dans les secteurs et les zones identifiées :
- montrer l’impact des changements climatiques sur le régime des écoulements du fleuve
Congo dans la basse plaine alluviale et proposer des solutions d’adaptation ;
601
- montrer l’impact des changements climatiques sur le taux de renouvellement des aquifères et
le déficit hydrique dans les périmètres cultivés de la SARIS (plantations de canne à sucre) et
de l’UAIC (plantations d’eucalyptus) et proposer des solutions d’adaptation ;
- faire ressortir la vulnérabilité du secteur de la zone côtière et présenter les mesures
d’adaptation face aux impacts des changements climatiques.
La publication comporte deux volets. Le premier volet rend compte de la situation de
référence du secteur des ressources en eau, tandis que dans le deuxième volet, la vulnérabilité
du secteur et les mesures d’adaptation envisageables face aux impacts dus aux changements
du climat.
4.17P
QUELLES OPTIONS POUR UNE SECURITE ALIMENTAIRE DURABLE
FACE AUX EFFETS DE LA VARIABILITE DES CHANGEMENTS
CLIMATIQUES? CAS DE LA PARTIE TCHADIENNE DU BASSIN
SUPERIEUR DU LOGONE
Dadoum DJEKO Magloire
DREM, N’Djamena, Tchad
Les zones humides dans le bassin supérieur du Logone disposent de vastes superficies de sols
cultivables. La variabilité climatique associé aux actions anthropiques de ces dernières
années, se posent avec acuité et causant des effets négatifs (sécheresse, famine, menace
d’inondation,….) dans la portion Tchadienne du bassin supérieur du Logone.
Comme conséquence, la population de cette partie Tchadienne du bassin se trouve parfois en
situation de déficit alimentaire entraînant parfois des pertes en vies humaines. Au regard de la
Convention internationale sur la conservation des zones humides, une réflexion ou étude est à
mener sur l’exploitation des ces zones par conséquent, la gestion rationnelle de celles-ci pour
un développement durable.
Face à cette problématique de préservation et d’amélioration des conditions de vie et malgré
les impacts négatifs de la variabilité climatique et des activités anthropiques intenses, les
zones humides ne constituent-elles pas un atout de développement alimentaire durable ? Les
soucis de l’étude sont les possibilités d’implantation et d’amélioration des performances de
productivité du Sorghum durra dans la portion Tchadienne du bassin supérieur du Logone. Ils
constituent l’objet de cette présentation car, il s’agit là d’une évaluation objective d’une
question de survie et d’entretien. L’exploitation des sols pour développer une bonne
agriculture en tenant compte de la qualité des produits phytosanitaires parfois nuisibles à
l’environnement. Des expériences d’autres horizons dans ce domaine en liaison avec le
comportement de la mousson ouest africaine pourront améliorer sensiblement la qualité de
l’étude et que la contribution du Projet AMMA à celle-ci est très attendue.
Contact : Dadoum DJEKO Magloire - DREM BP 429, N’Djamena, Tchad - Tél. : +235 52
30 81 - Mobile : +235 34 23 07 - E-mail : [email protected]
602
4.18P
INCORPORATING SOCIETAL FEEDBACK IN ASSESSING WATER
RESOURCE VULNERABILITY DUE TO CLIMATE VARIABILITY
Linda PROKOPY (*), Dev NIYOGI, Souleymane FALL, Genevieve MARICLE,
Nivedita NIYOGI, Roger PIELKE Jr. and Roger A. PIELKE Sr.
(*) Purdue University, Dept. of Forestry and Natural Resource, West Lafayette, IN, USA
It is increasingly acknowledged that water shortages are one of the largest threats to human
progress and stability. As climate variability and the vagaries of the monsoon increase, it is
projected that an increasingly large population will become vulnerable to water shortages. We
will present summary of our recent studies on climate variability in Western Africa and
Senegal in particular. This investigation has shown that the use of local data (as opposed to
regional-scale analysis) helps highlight the subtleties of various anomaly regimes with the
West African domain. We have also conducted studies on the role of participation in planning
drinking water supply projects in rural areas of India (another monsoon affected climate). Our
work in India concluded that participation is critical for the success and viability of drinking
water projects. This presentation will draw connections between our work on climate
variability in Africa and our work in India.
It will examine what vulnerability issues there might be in Africa based on what we know
about India. Further, it will focus on the importance and critical need to focus on public
participation and involvement in our climate work.
603
604
Theme 5
High Impact Weather
Prediction and Predictability
5.01 – 5.09 (presentations)
5.01P – 5.15P (posters)
605
5.01
PROGRESS TOWARDS USEFUL WEATHER AND CLIMATE
PREDICTIONS IN SUB-SAHARAN AFRICA
Andre KAMGA FOAMOUHOUE
ACMAD, Niamey, Niger
1. Introduction
The transition from research to operations and applications requires that weather and climate
forecasts are reliable. A good understanding of forecasts uncertainties and integration of these
uncertainties in decision support tools will help the users to clarify the level of confidence of a
given decision scenario. The 20th century has witnessed significant improvements in weather
and climate forecasting. AMMA, DEMETER, ENSEMBLES and THORPEX will guide
further scientific, technological and operational improvements during the 21st century.
As a multi disciplinary project, AMMA will deal with existing administrative, technical and
social barriers between meteorology and other disciplines ( Food security, water, agriculture,
health…). To overcome these barriers, it is probably crucial to discuss and understand partner
institutions policies and adapt project implementation decisions. Structural adjustments are
particularly necessary in African institutions without any previous involvement in
multidisciplinary initiatives.
In this paper, the progress in weather and climate forecasting systems and applications is
discussed. World class weather and climate services are within the reach of countries within
the AMMA region if a more enabling environment is built in African participating institutions
through institutional reforms and effective networking. AMMA will therefore be a scientific
as well as an operational success.
2. Current status and prospects for weather forecasting over the AMMA region
Operational weather forecasters in the AMMA region use forecasting systems outputs on
which evaluations are not well documented. The knowledge of local climatology (forecaster’s
experience) plays a major role in practice. The low resolution and formulation of global
models available, the small number of the observing networks are limiting factors in
forecasting most of the high impacts West African weather systems. Only synoptic to large
scale patterns are sometimes well simulated by current operational forecasting systems.
Applications of forecast information are relatively well developed for aviation safety only.
Substantial effort is needed to:
- improve observing systems, model resolution and formulation, forecasting methods
and tools;
- develop evaluation and use of weather forecast for different sectors of the national
and regional economy.
The AMMA consortium will offer high resolution Limited area and global models, additional
observations and weather monitoring tools, ensemble and multimodel ensemble systems for
probabilistic forecasting , verification and adaptation tools , documentation on forecasting
606
methods. New opportunities to predict the risk of severe weather, storms, floods with a
credible estimate of inherent uncertainties will be possible.
3. Current status and future of seasonal forecasting
With sponsorship from national and international organizations, research and operational
services in climate variability , Climate Outlook Forums (COFs) have been organized
throughout Africa since the late 90s. The COFs produced seasonal forecasts of probabilities of
rainfall anomalies in a given category ( Above or below normal and normal) for the upcoming
3 months period.
In contrast to weather forecasting, which is an initial value problem, seasonal forecast
strongly rely on boundary conditions over ocean and land. One of the major achievements of
the climate community in recent years has been the production of reanalysis data, multimodel
climate hindcasts and forecasts datasets with projects like SMIP, DEMETER and operational
programs in world climate centers. At the beginning of the exercise, seasonal forecasts were
based on statistical relationships between a predictand (rainfall,..) and predictors ( SSTs, ….).
The most commonly used statistical techniques include Canonical correlation analysis,
multiple linear regression, auto regression and discriminant analysis. More recently, complex
techniques ( numerical climate forecasts) came into play with 2 types: Atmospheric General
Circulation Models (AGCMs) and Coupled General Circulation Models (CGCMs) based on
physical laws. However, parameterizations using empirical mathematical relationships based
on observed data are introduced in these models.
Benefits are likely to be gained by considering the two types of approaches in operational
seasonal forecasting. However the dynamical approach has significant prospects for
improvements. AMMA activities in seasonal forecasting consider developments and
applications with dynamical, statistical and hybrid models. DEMETER and ENSEMBLES
projects will be providing additional models outputs. Statistical and dynamical downscaling
methodologies will be tested to improve the local utility of climate forecasts.
4. Conclusion
Work in the Framework of WMO supported projects has led to explicit recognition of
uncertainty in the initial, boundary conditions and formulation of weather/climate models. A
given set of ensemble weather/climate forecasts systems predicts not only the most likely
evolution of weather/climate, but also the uncertainty in such a prediction.. Activities leading
to multi-model ensemble systems require extensive international collaborations promoted by
AMMA, DEMETER, ENSEMBLES and THORPEX. More interestingly, these collaborations
are strengthening and sustaining working relationships between developed and developing
countries on the African monsoon. Developing links between forecasters and users is key to
making prediction more socially useful because predictability is inherently linked to
application. The users need to know what kinds of predictions are made and the forecasters
need to understand the sector to which the prediction is applied. Therefore, efforts are
required to foster continual interaction between the producers and the consumers of forecasts
because an event or a variable is predictable only if its forecast influences relevant decisionmakers. A strategy is necessary to adapt project implementation plans to participating
institutions policies.
607
PROGRES VERS DES PREVISIONS DU TEMPS ET DU CLIMAT
UTILISABLES DASN LA REGION SUB-SAHARIENE AFRICAINE
1. Introduction
Le passage de la recherche à l’exploitation est possible dès que la prévision devient fiable.
Une bonne compréhension des incertitudes de la prévision et leur intégration dans le système
de décision aidera les décideurs à estimer la confiance associée à un scénario de décision
donné. Le 20ième siècle a vu des améliorations notables de la prévision du temps et du climat.
AMMA, DEMETER, ENSEMBLES, THORPEX guideront les améliorations techniques,
scientifiques et opérationnelles du 21ième siècle.
En tant que projet multidisciplinaire, AMMA gère les barrières administratives, techniques et
sociales entre la météorologie et les autres disciplines (sécurité alimentaire, eau, santé, …).
Pour réduire ces barrières, il apparaît utile d’observer et de comprendre les politiques des
institutions partenaires et d’adapter les décisions liées à la mise en œuvre du projet. Les
ajustements structurels paraissent nécessaires, en particulier pour les institutions africaines
impliquées, afin de mieux garantir la réussite scientifique et opérationnelle du projet.
Ce document discute les progrès des systèmes de prévision du temps et du climat. De
meilleurs produits météorologiques peuvent être disponibles en zone AMMA si des reformes
sont effectuées dans les institutions partenaires africaines pour faciliter le renforcement du
réseau AMMA en Afrique.
2. Etat actuel et perspectives de la prévision du temps en zone AMMA
Les prévisionnistes de la zone AMMA utilisent les sorties de modèles pour lesquelles peu de
documentations d’évaluation existent. La connaissance de la climatologie locale et l’analyse
de l’observation jouent un rôle majeur dans la pratique de la prévision. La résolution, la
formulation, la qualité des modèles et l’insuffisance des systèmes d’observation sont des
facteurs limitant la prévision des phénomènes à fort impact en zone de mousson africaine. Les
applications de la prévision sont relativement mieux développées dans le domaine de
l’aviation uniquement. Des efforts substantiels sont nécessaires pour :
- Améliorer les réseaux d’observation, la formulation et la résolution des modèles, les
méthodes et outils de prévision ;
- Développer l’évaluation et l’utilisation des prévisions pour différents secteurs
d’activité.
Le consortium AMMA offre des modèles à haute résolution, des observations additionnelles
et outils de suivi du temps, des ensembles de modèles pour la prévision probabiliste, les outils
de vérification et d’adaptation ainsi que la documentation sur les méthodes de prévision. De
nouvelles opportunités pour prévoir les risques de mauvais temps, les inondations et vents
forts avec une estimation des incertitudes deviendront possibles.
3. Etat actuel et perspectives de la prévision saisonnière
A l’aide des appuis financiers d’organisations nationales et internationales, des services
opérationnels et de recherches sur la variabilité climatique, des forums de prévision
saisonnière ont été organisés à travers l’Afrique depuis la fin des années 90. Ces forums
608
produisent des catégories (normale, en-dessous ou au-dessus de la normale) de précipitations
prévues à trois mois d’échéance.
La prévision saisonnière dépend fortement des conditions aux limites sur l’océan et le
continent. L’une des réalisations de la communauté climatique a été la production des ré
analyses, des simulations du climat passé et présent, les prévisions et projections climatiques
à travers des projets tel que SMIP, DEMETER, ENSEMBLES et des programmes
opérationnels des centres climatiques mondiaux. Ces bases de données ont permis au début de
l’exercice de prévision saisonnière d’établir des relations statistiques entre prédictants
(précipitation,…) et prédicteurs (TSM,...). C’est l’approche statistique en prévision
saisonnière. Les techniques statistiques les plus utilisées sont la corrélation canonique, la
régression linéaire multiple, l’auto-correlation et l’analyse discriminante. Des techniques
complexes ( modèles numériques) ont été utilisées récemment avec deux types de modèles de
circulation générale ( modèles atmosphériques forcés par les TSM et les modèles couplés).
Cependant, les paramétrisations de ces modèles utilisent des relations empiriques construites à
l’aide des observations. Il paraît bénéfique d’exploiter les approches statistiques et
dynamiques en prévision saisonnière opérationnelle. L’approche dynamique présente des
possibilités d’amélioration. Les activités AMMA en prévision saisonnière considèrent les
développements et les applications avec les modèles dynamiques et statistiques. Les méthodes
dynamiques et statistiques seront testées pour améliorer les prévisions saisonnières et
expérimenter de nouveaux produits demandés par les usagers ( prévision des séquences
sèches, du début et de la fin de la mousson)..
4. Conclusion
Les travaux dans le cadre des projets appuyés par l’OMM ont permis de reconnaître les
incertitudes de formulation, des conditions initiales et aux limites des modèles
météorologiques. Les ensembles de modèles permettent de prévoir l’évolution probable du
temps et du climat. Les activités impliquant une multitude de modèles, entraînent des
collaborations internationales importantes dont la promotion est faite par les projets AMMA,
ENSEMBLES , DEMETER et THORPEX. Ces collaborations renforcent les relations entre
les institutions sur la mousson africaine. Le renforcement des liens entre prévisionnistes et
usagers est une action clé qui facilitera l’élaboration de produits plus utiles. Des efforts sont
nécessaires pour soutenir les interactions continues entre producteurs et consommateurs des
prévisions parce qu’un événement n’est prévisible que si sa prévision influence les décisions.
Une stratégie est nécessaire pour adapter les plans d’implémentation des projets aux
politiques des institutions participantes.
609
5.02
MONITORING OF MID-SUMMER DROUGHT IN WEST AFRICA
USING GLOBAL MODELS
S. O. GBUYIRO (1), B.N. ORJI (1), O. OJO (2) and A.O. EDIANG (1)
(1) Nigerian Meteorological Agency, Lagos, Nigeria
(2) Geography Department, University of Lagos, Nigeria
Abstract
The Mid Summer Drought (MSD) or Little Dry Season (LDS) is a phenomenon that generally
occurs between late July and Mid August every year. This occurs as a result of drop in static
energy over the mid troposphere during this period. Various parameters and charts like
Rainfall, Equivalent potential Temperature, Pressure, Surface Temperature, actual MSLP
charts and 850Hpa had been used to monitor this phenomenon. But due to lack of data (upper
air and surface) it has been difficult to predict both the onset and cessation of LDS accurately.
In this work, attempts are made to monitor and predict the onset and cessation of LDS using
the Global models of MSLP, 850Hpa Temperature and wind for the period June-Sept 20002004. It involves the use of statistical analysis. The study area is West Africa with emphasis
on Nigeria.
Results showed that : (i)The signals of the commencement of the LDS are normally given 2
weeks before the proper onset, while the cessation is just 3 to 4 days ahead. (ii) The critical
temperature for the onset is ≤ 16 co at the 850 Hpa while the cessation is ≥16 oC. (iii)
Between lat 5 and 15 deg South and Long 10W and 10E it takes about 10-15 days for sea
surface temperature to appreciate from 14-16deg C to 17-19deg C for LDS to clear
This methodology has proved to be a useful tool in monitoring and predicting LDS in the year
2005. Efforts will be made in future work to document the use of model to simulate the SST
over the Gulf of Guinea for the monitoring of LDS.
1. Introduction
The little Dry Season (LDS) can be described as any period during raining season when
negative anomalies were observed in the seasonal rainfall pattern from June-August.
Various Authors Ireland (1961), Hamilton and Arch bold (1945) Obasi (1974) and Ojo (1970)
Adefolalu (1972) and Aribo (1989) gave several explanations for the occurrence of little dry
season. Among those are (a) Deflection of the south westerly winds (b) relative coolness of
the sea (c) atmospheric changes over Southern Africa, (d) the influence of the big rain and (e)
lower temperature both at the surface and in the upper air, with lower surface humidities and
with a deeper surface layer of westerly winds.
Earlier investigators have used the parameters such as temperature, pressure, dew point,
humidity, sea surface temperature and equivalent potential temperature to study the
characteristics of LDS. But availability of the above parameters on surface and upper level
610
charts as and when required has made the study on onset, persistence and cessation of LDS
difficult and atimes its prediction inaccurate.
2. Data and Method of analysis
The data used consist of current and prognostic global model charts, as well as synoptic charts
for the months of June to September. Temperature pressure and rainfall data (for July and
August) were also extracted for Ikeja and some selected stations in the southern part of the
country for 2001 -2003. The charts consist of: Mean sea level pressure chart (MSLP), 2M
temperature chart and 850 Hpa level charts. The methodology consists of descriptive statistics
as well as trend analysis for the historical rainfall records.
3. Result and discussion
Year 2000 : Using the model MSLP, Pressure build up which was evident by 17th July
slackened by 19th over the greater part of eastern Guinea coast. By 25th pockets of
anticyclogenesis of the St. Helena high was again noticed over the West African sub region.
This also weakened on the 26th. From 28th July intense anticyclogenesis set in and persisted
till 29th August. Prior to 17th July, there was no pressure buildup over West African region as
indicated by the 1015Hpa isobar line, being clear of the West African domain. The periods 17
- 18th July and 25 - 26th July could be regarded as giving false start signals. The real onset of
LDS was 28th July. This is about 10 days from the first period of false start. The actual chart
gave Onset as 27-29th. At the 850Hpa level, temperatures were generally observed to be
between 13-15oC from the equator to about Lat. 10o N from 21st of July. By 31st August it
ranged from 15-17oC. At the 2M level, temperature dropped from 26-28 oC to 22-24 oC during
the period of LDS. Also between Lat. 5 to 10 o S temperature dropped to between 14-16 oC
from 17-19 oC during the LDS.
Years 2002 : Using the model MSLP, Pressure build up was fully observed over the West
African sub region from 23rd July and lasted till 18th September. At the 850Hpa level,
temperatures were generally observed to be between 15-17oC from the equator to about Lat.
10o N from 16th of July. By 22nd September August it ranged from 15-17oC. At the 2M level,
temperature dropped from 25-28 oC to 22-25 oC during the period of LDS. While between Lat.
5 to 10 o S temperature dropped to between 12-16 oC from 17-20 oC during the LDS.
Year 2003 : Using the model MSLP, Pressure build up was fully observed over the West
African sub region from 21st July and lasted till 19th August. At the 850Hpa level,
temperatures were generally observed to be between 15-17oC from the equator to about Lat.
10o N from 13th of July. By 22nd August it ranged from 16-18oC. At the 2M level, temperature
dropped from 25-27 oC to 23-25 oC during the period of LDS. While between Lat. 5 to 10 o S
temperature dropped to between 13-17 oC from 18-20 oC during the LDS.
4. Conclusion
This methodology of using global models has proved to be a very useful guide in monitoring
the 2001-2003 LDS little dry season. The result of the models when available compared
favourably with actual results. This methodology has proved to be a useful tool in monitoring
and predicting the Onset, persistence and end of LDS in the year 2005.
Acknowledgements
I wish to thank the Nigerian Meteorological Agency for their sponsorship to the conference
611
References
ADEFOLALU, D. O (1972) On the mean equivalent potential temperature of the Tropical Atmosphere and
the "little Dry season" over West Africa. Quarterly Meteorological Magazine, Department of meteorological
services, Lagos.
ARIBO, P.B. (1990) Relationship between mean sea level pressure and rainfall Variability during the little
dry season and its prediction (unpublished), Department of Meteorological Services, Lagos.
HAMMILTON, B.A and ARCHIBOLD, J.W. (1945): Meteorology of Nigeria and adjacent territory. Quart
Jour, Roy Met.SOC
IRELAND, A.W. (1961): The little dry season of Southern Nigeria. Nigeria Meteorological Services,
Technical Note24, Lagos.
OJO et al (2001) Fundamentals of Dynamic and physical Climatology. Edited by O. Ojo, F. Oni and K. Ojo.
Published by Sedec Publishers, Lagos, Nigeria.
5.03
ON WEATHER FORECASTING TECHNIQUES OVER
WEST AFRICAN REGION
Ernest A. AFIESIMAMA and T. OBIDIKE
Services de la prévision météorologique, Agence Météorologique Nigériane,
Lagos, Nigeria
1. Introduction
Weather forecasting is concerned with extrapolation of future conditions of the atmosphere on
the basis of the present and past conditions. Forecasts are usually referred to as very shortrange (or nowcast) (less than 1 day), short-range (1-2 days), extended range (3-5 days),
medium-range (up to 6-10 days) and long-range (monthly or seasonal) outlooks. Severe
weather systems are typically short-lived (usually less than 2 hours) and due to their mesoscale characters (less than 100km), they affect local or regional areas necessitating sitespecific forecasts. Examples of such severe weather systems in West Africa include
thunderstorms, squall lines, high wind waves along the coasts, flash floods, dust storms or any
other such phenomena. However, the development of radar networks, new instruments and
high-speed communication links has now provided a means of issuing early warnings of
severe weather.
It must be noted that forecasting is a very complex activity which require, not only proper
understanding of the movement of a particular weather system, but also understanding its
position and intensity both intensity at the surface and at all other levels. Unfortunately, the
laws governing the complex interactions of the various factors controlling the weather
systems are not completely understood. To the extent that they are understood, they can be
represented by mathematical equations, but even then, it turns out that the solution of the
equations in their full complexity would require computers of much greater capacity and
speed than the largest computer so far available. In spite of the problems and deficiencies
612
associated with weather forecasting in West Africa, forecasts have been made at useful levels
of accuracy for several decades.
2. Techniques of Weather Forecasting over the West African region
The two major approaches are (i) the subjective approach and (ii) the objective approach.
2.1 The subjective approach
The subjective approach involves the use of (a) empirical forecasting model (b) extrapolation
(c) forecast by similarity (d) climatology (e) local weather forecasting techniques.
2.1.1 Empirical forecasting models: The empirical forecasting model involves a sequence of
weather charts covering long periods, which shows that the weather does not change in a
completely random way.
2.1.2 Forecast by Extrapolation: A very useful and widely practised technique of
forecasting in West Africa is to predict the movement of existing weather by extrapolating
from the trends of the immediate past. The motion of the weather is extended into the future
on the assumption that changes will continue to occur in a similar way.
2.1.3 Forecast by similarity: One way of forecasting the future developments that are likely
to follow a particular situation is to search for similar situations (or analogues) in the past and
see what happened then.
2.1.4 Forecast based on Climatology: Climatology provides an extremely valuable tool in
any forecasting technique. To issue the forecast of some meteorological element such as
pressure or temperature or even the ITD, an idea of the normal value of the element as
deduced from climatological charts, together with the departure of the present value of this
element from this normal value, i.e. the anomaly, will give some indication whether some
normal or abnormal weather conditions are to be expected from the observed values.
2.1.5 Local Weather Forecasting Techniques: Many features of the weather are subject to
wide variations over quite short distances. Fog is a particularly good example of this. It is
frequently very patchy, and often one place will be in thick fog while others nearby have quite
good visibility. Forecasting of such features therefore require a good knowledge of the local
terrain and its influence on weather elements.
2.2 The objective approach
The objective approach of prediction where a number of non-linear equations have to be
solved using fast computers in order to predict numerical values at a grid of points is known
as numerical prediction methods.
2.2.1 Direct Use from Model Output products: The availability of gridded NWP output
for National Meteorological Services in West Africa presents field forecasters with a new
source of guidance information for improving their services. As a means of expanding the
utility of digital NWP guidance data beyond conventional map preparations, several National
Meteorological Services in the subregion have acquired a variety of computer software tools
to display and manipulate gridded data, such as RETIM, SYNERGIE, etc. The West African
forecaster using a wide variety of diagnostic products is essentially applying a technique
based on physical and dynamical evolution of synoptic systems. The systems include lows,
highs, troughs, ridges, convergence zones, jets, etc.
613
2.2.2 Conceptual Modelling: In an attempt to improve the quality of forecasts over the
subregion, synoptic, climatological and other relevant meteorological messages from the
network of stations and meteorological data distribution (MDD) station are analysed in
addition to model output products from world modelling centres. Satellite imagery from
METEOSAT Second Generation (MSG) also forms part of the forecast, which provide a
mechanism for describing many fine-scale weather features, especially cloud and precipitation
patterns.
2.2.3 Forecast from Model Output Statistics: It is now the common view that NWP
model is preferred to purely statistical methods for short-range forecasting. However, it is also
recognised that statistical methods have a way of adding value to NWP forecasts. Therefore,
statistical techniques, which quantify relationships between weather elements of interest
(predictand) and other meteorological variables (predictors) are applied in some National
Meteorological Services over the region. The formulation methods mainly used for statistical
interpretation of NWP are perfect prognosis method (PPM) and model output statistics
(MOS). The statistical processing methods include regressional analysis, discriminant
analysis, regression estimation of event probabilities (REEP), classification and regression
trees (CART), adaptive procedures and kalman filter (KF).
2.2.4 Ensemble forecasting: Forecasters in West Africa have always understood the
value of examining multiple NWP forecasts to help produce a more reliable public forecast.
They are familiar with two types of ensemble forecasts. These are forecasts from different
models and forecasts from one model but with different initial conditions. But what is
available to the West African forecasters is that of the former than the latter. The forecast
products common to the region are those from centres such as ECMWF, Meteo France, UK
Met. Office and most recently Global Forecast System. Ensemble prediction is a relatively
new tool for operational forecasting in West Africa that allows for more rapid and
scientifically based comparisons of multiple model forecasts. With ensemble prediction
products added to their NWP toolkit, forecasters in the region now have another level of
information that will help them make intelligent use of NWP guidance in their forecast
process.
3. Conclusion
Essential pre-requisites to the preparation of successful forecast charts are careful analyses
and considerations of a series of surface and upper level charts of meteorological variables.
For the subjective approach, it is most important that the latest charts and the preceding series
are meticulously examined so that the analyst obtains a time and space appreciation of
movement and development. The ability to make correct interpretation from the analyses is an
essential attribute of the forecaster.
In the objective approach, given a description of the current state of the atmosphere, the
governing equations can be used to propagate this information forwards to produce a forecast
for future weather. Numerical methods are needed to provide approximate solutions. The
forecaster in either the deterministic or the ensemble forecasts must consider the constraints in
producing the forecast. The uncertainties must be weighted against the model output.
Forecasting activities for AMMA in West Africa require building capacities for example, in
terms of human resources, development of resources and instrumentation. The results will be
bringing West Africa scientists and the science of weather and climate and their applications
to new pedestal which synergies the understanding of the global weather and climate systems.
614
References
Adedoyin, J.A., 2000: SST-induced climate change in tropical North Africa: The intermediary role of lower
tropospheric oscillations. Meteorol. Atmos.Phys.75, 135-147
Adejokun, J. A., 1966: The 3-dimensional structure of the Intertropical discontinuity over Nigeria. Tech. Note
No. 39, Met. Dept., Lagos, Nigeria
Afiesimama, E. A., 2004: The Annual Cycle of the Low Level Easterly Jet over West Africa. Journal of Nig.
Met. Soc. Vol. 4 No. 1 p73 - 86
Afiesimama, E. A., 2001: The Role of Numerical Weather and Climate Prediction Models – The benefits and
challenges ahead in Nigeria. Proceeding of Workshop on Meteorology in the 21st Century, 20 – 22 March p102109
Afiesimama, E. A. and Z. Mumba, 2000: Strategy at ACMAD in capacity building on NWP for Africa. WMO
Bulletin Vol. 49 No. 4 p373 – 375
Afiesimama, E. A., 1999: The art of weather forecasting – A view from the Central Forecast Office in Lagos,
Nigeria. WMO Bulletin Vol. 48 No. 3 p296 – 298
Hamilton, R. A. and J. W. Archbold, 1945 : Meteorology of Nigeria and adjacent territory, Quart. J. Roy.
Met. Soc., 71, pp231 – 265
Contact : Ernest A. AFIESIMAMA : [email protected]
TECHNIQUES DE PREVISION METEOROLOGIQUE
SUR LA REGION DE L’AFRIQUE DE L’OUEST
Une tentative est faite dans ce papier pour fournir des applications pratiques des techniques de
prévision climatologiques, géométriques, cinématiques et numériques qui sont les principaux
outils disponibles du météorologiste tropical et utiles pour aider les campagnes
expérimentales d’AMMA. La technique pour l’activité des précipitations étendues en été est
associée avec une divergence haute troposphère bien marquée et une convergence bas niveau
avec une humidité adéquate. Les perturbations en Afrique de l’Ouest sont déterminées par
l’instabilité barocline (présence de cisaillement de vent vertical), l'instabilité CISK et
l'instabilité barotropique (présence de cisaillement de vent horizontal). En prenant la ligne de
la perturbation vu à l’origine aussi loin que possible à l’Est et l'extrapolation effectuée
généralement dans un mouvement vers l’Ouest, la ligne de pertubation est prévue assez
correctement. En hiver, la trace du front d'un système extra-tropical associé avec de forts
vents en surface vers le nord-est sont des conditions favorables pour une tempête de
poussière. Le transport de la poussière en aval et la distribution sont reliés aux vents au niveau
900m et aux indices de stabilité.
Ces techniques de prévision ont amélioré la capacité de notre société à répondre correctement
à des situations où le temps nous affecte, surtout la production de systèmes d'alerte précoce
basés sur des modèles numériques qui sont utilisés pour estimer l'impact et donc fournir des
stratégies d'adaptation et des possibilités d'atténuer l’effet des événements de temps extrêmes.
Cependant, la capacité de faire des interprétations correctes des analyses du temps est un
attribut essentiel du prévisioniste. À cet égard, le prévisioniste qui réussira ses prévisions
possèdera une combinaison complexe d'une bonne compréhension théorique des processus
atmosphériques, une large connaissance des phénéomènes climatiques, synoptiques et mésoéchelle, une longue expérience et un jugement adéquat.
615
5.04
PREDICTING CONVECTIVE SYSTEMS IN WEST AFRICA,
THE EXPERIENCE OF JET2000
M. Diop KANE
Direction de la Météorologie Nationale du Sénégal, BP 8257, Dakar-Yoff, Sénégal
1. Introduction
This paper aims to summarise some of the methods used to predict moist convection over
daily timescales in subsaharan West Africa, a data sparse region of marginal climate in which
convective rainfall is of particular importance. These methods will then be demonstrated in
the context of a particular forecasting exercise, associated with the JET2000 experiment
JET2000 was an observational campaign that took place between 25 and 31 August 2000 over
West Africa (Thorncroft et al 2002). One of its aims was to improve the numerical model
representation of the African easterly jet (AEJ) and the boundary layer through analysis of
dropsonde data and aircraft measurements. The objective of the experiment was not to
observe convective storms directly, but forecasting the convective systems was necessary to
perform the flights succesfully, since flight plans would need to be modified to avoid severe
storms. Forecasting was conducted at the Met Office in Bracknell, U.K, with products faxed
to the detachment daily. The detachment had also access to satellite imagery at the
Meteorological Offices in Sal (Cape Verde) and Niamey (Niger) and could double-check and
discuss the forecast with local forecasters. Once airborne, basic updates on the developing
situation were relayed to the aircraft scientists by satellite link from the UK.
2. Convection forecasting in West Africa
The climate of West Africa is determined largely by the northward thermal gradient at low
levels, which leads to the maintenance of the AEJ, through approximate thermal wind
balance, at a level of around 600-700hPa. During the dry winter season, the thermal gradient
and the AEJ lie approximately over the Gulf of Guinea coast; in late spring they shift
northward into the continent and moisture is carried inland on the low level, southwesterly
monsoon winds. With the low level inflow of humid air, deep convection moves northward
into the continent. The AEJ is found to support African easterly waves (AEWs) with a period
of approximately 4 days (see Reed et al 1977). These systems act to modulate rainfall, and
may lead to the initiation of hurricanes when they move over the Atlantic ocean.
Forecasting of convection is the most common requirement for West Africa as the convection
is closely related to rainfall, a useful quantity for agricultural and hydrological purposes. In
the Sahel at least 80% of rainfall comes from organised convective storms in the summer
monsoon season. The most intense and organised storms occur in the Sahel and generally
propagate towards the west, steered by the AEJ. In order to issue appropriate forecasts the
end-user needs to be known; the end-user determines the lead-time that ranges from
‘nowcasts’, up to months or seasons. Forecasting specific convective systems is necessarily
limited to few days, for which the higher the lead-time, the more difficult is the forecast.. For
the JET2000 project, it was necessary to predict convective systems around the path of the
616
flights between take off and landing: flying was constrained to take place between the
daylight hours of approximately 0600 to 1800 UTC and 24 hour convection forecasts were
attempted.
3. An example forecast for 30th August 2000
Table 1 summarises the synoptic features of the 29th and forecast for the 30th, which are the
bases for forecasting convective systems. Figure 1 shows the horizontal plots of forecast
winds at the surface, 850 hPa and 700 hPa.
Observations 29/8/00; (T+12 model fields)
Surface
-ITD about 18N
-Cyclonic circulation at 17N 05E
-Cyclonic circulation at 18N 08W
-Cyclonic circulation at 13N 19W
850 hPa
-Cyclonic circulation at 18N 06E
-Anticyclonic circulation at 14N 07E
-Cyclonic circulation at 18N 08W
-Cyclonic circulation at 11N 20W
-Cyclonic circulation at 06N 21W
700 hPa
Short AEW N of 15N; longer one south.
Niamey and Senegal in the ridge
Profile
CS
C15, C16, C18, C19
Forecasts (T+36; Validation 30/8/12)
Surface
-ITD slightly further south
-Cyclonic circulation at 17N 04E
-Cyclonic circulation at 16N 15W
850 hPa
-Cyclonic circulation at 16N 04E
-Cyclonic circulation at 29N 10W
-Cyclonic circulation at 17N 10W
-Cyclonic circulation at 08N 12W
-Anticyclonic circulation at 07N 25W
700 hPa
AEW moved; E Senegal ahead of a trough, in the
northerlies.
Niamey in the ridge of the southern wave.
Profile
LCL too high for Bamako and Niamey.
Too much CINE for Dakar.
CS
C16, C18, C19
Table 1 : Meteorological situation for the 29th, and forecast for the 30th.
Figure 1: UKMO operational winds forecast T+36 on 30 August 2000 at 12Z at the surface
(left panel), at 850 hPa (middle panel) and at 700 hPa (right panel).ITF is overplotted at the
surface and streamlines are overplotted at 850 and 700 hPa
On 29 August at 1200UTC, the ITF lies between 15N and 18N in West Africa. Its position is
similar in the T+36 forecast. Convection is expected to lie to the south of this line.
At 850 hPa and 700hPa respectively, streamlines are overplotted. Note the persistence of a
synoptic circulation from the surface to the 700 hPa level, and the elongated area of a vortex
on 29th at 1200 UTC centred at 18N 07W. On the T+36 forecast, i.e. on the 30th at 1200UTC,
this area extends from the southern coast of West Africa to the Mediterranean. This vortex is
expected to bring significantly humid air from the south and makes the area to the east of the
vortex centre favourable for convection.
The profile and forecast profile for the three synoptic stations Dakar, Bamako and Niamey are
not shown. The lifting condensation level is relatively high for Bamako and Niamey on 30
617
August at 1200UTC; so convective storms will not be expected around these areas. At Dakar
the LCL is below 900 hPa, but soon above, the atmosphere is dry and CIN is high; so any
convective storm that develops or move around Dakar will struggle to survive.
Convective storms illustrated in Figure 2 were then forecast with the summary below, and
faxed to the detachment in Niamey:
“ Convective systems are likely to develop over most of West Africa in the evening of 29
August. Monitoring is advised for those that may become organised and stayed overnight. The
convective cells of C19 may merge in the next few hours; it should be close to Niamey
tomorrow morning although in a decaying state. C18 may merge with the convective cells
that should develop between 10W and 00, and moved westward. C16 should be in the South of
Senegal and the Atlantic coast. Finally convective storm can be expected east of Senegal”.
C18
C18
C16
C19
C15
C19
C16
Figure 2 : Schematic convective systems faxed to the detachment. Left panel shows MCs as
seen by satellite imagery on 29 August 2000 at 1500 UTC. Right panel shows the next day
forecast
4. Discussion
The forecast turned out to be rather good (Fig. 3). Although C18 did not reach Senegal, we
had a convective system all over Senegal. It did not merge with the other convective cells as
forecast; it decayed around midnight NW Niamey. It was C16 that merged with the other
convective cells around and moved towards Senegal; by 0600 UTC it was in a decaying state
while a northern cell reinvigorated east of Senegal. C16 was quite well forecast although it
was not expected to reach Senegal; but a convective system was expected to develop east of
Senegal and it was from C16. At 0900 UTC it was fully developed but the morning update
forecast predicted its decay by the time of landing. C19 was also well forecast; between 0300
and 0600 UTC it was close to Niamey in a decaying state. However, the three convective cells
of C19 did not merge. Good forecast! The area around Niamey was clear for take off, some
patches of clouds in Senegal and the area around Sal clear for landing.
618
1800
0600
210
090
000
120
030
150
Figure 3: IR Meteosat images from 29 August 2000 at 1800 to 30 August 2000 at 1500 UTC.
The cross in the Atlantic indicates Sal; the one inland represents Niamey.
Contact : [email protected], [email protected]
LA PREVISION DE SYSTEMES CONVECTIFS EN AFRIQUE DE L’OUEST,
L’EXPERIENCE DE JET2000
Prévoir la convection est un exercice difficile presque partout dans le monde, mais c’est au
niveau des tropiques où la prévision est d’une importance capitale car les pluies y sont
d’origine convective et particulièrement intenses. En plus, la manière dont la prévision est
élaborée reste encore astucieuse ; les prévisionnistes sont contraints d’utiliser les sorties de
plusieurs modèles numériques, en plus de produits théoriques et empiriques. Un bref résumé
de la météorologie ouest africaine est présenté; en insistant sur des phénomènes comme le
FIT, les ondes d’est, la hauteur de mousson pouvant déterminer la prédictibilité des systèmes
convectifs. Des exemples de prévision faits durant l’expérience JET2000 sont présentés.
Contact :
[email protected], [email protected]
619
5.05
PREDICTION AND PREDICTABILITY OF HIGH-IMPACT
WEATHER SYSTEMS
Zilore MUMBA
African Centre of Meteorological Applications for Development (ACMAD)
Convective weather systems over the Sahelian west African region are characterised by
mobile cloud clusters (squall lines) from which up to 80% of the precipitation is derived. The
squall lines are usually associated with waves in the easterlies ( African Easterly waves).
This work presents a case study of a mobile convective cloud cluster that was observed to
propagate from central Niger on 6th August 2005, and dissipated over Burkina Faso on the 8th
August. During its passage it gave substantial rainfall (80-100mm/day) over the affected areas
in the two countries, qualifying it as a high-impact weather system due to its potential for
flooding.
The case study presents the three-dimension structure and an analysis of the initiation,
maintenance and propagation of the convective weather system. Assessments are made of the
capability of current model forecasts to capture and to predict the development, movement
and maintenance of the weather system. An understanding of model capabilities and their
limitations will contribute to the improvement in the forecasting of high-impact weather
events, as well as in the design of improved forecasting systems.
Some studies have revealed persistent vortices (Viltand et al, 2000) during the west African
monsoon season over southern Algeria, Niger and over the Darfur region of the Sudan. The
western vortex is associated with a heat low, while the two eastern vortices are orographically
induced. The vortices are natural origins for the initiation of Africa easterly waves. It is also
equally recognised that the low level monsoon flow carries humid air from the Atlantic ocean,
and that that moisture over the Sahel region is concentrated below 700hPa.
This study clearly brings the above observations into evidence in. The study also depicts
acceptably high model skill in capturing and predicting the development and movement of the
system. A verification of model forecasts out to T+48H against the model’s own analysis
shows small model errors. The judicious interpretation of model fields can contribute to
accurate forecasting of high-impact weather systems.
References
A. Viltand, H. Laurent and P. de Felice, 1990: lower Tropospheric cyclonic vortices in northern Africa in
summer.
Fontaine, S. Janicot, and V. Moron, 1995: Rainfall anomaly patterns and wind field signals over west Africa
in August (1658-1989). J. Climate, 8, 1503-1510.
620
5.06
AMELIORATIONS RECENTES APPORTEES A L’ASSIMILATION DE
DONNEES A METEO-FRANCE : APPLICATIONS A AMMA
M. NURET, F. RABIER, T. MONTMERLE et F. KARBOU
621
622
RECENT IMPROVEMENT IN DATA ASSIMILATION AT
MÉTÉO-FRANCE : EMPHASIS ON AMMA REGION
The AMMA region is characterized by a sparsity of conventional meteorological data, hence
satellite data are a major source of information for data assimilation in this region.
Operational data assimilation is performed on a global scale with the 4d-var ARPEGE, and
for the AMMA field experiment (June-September 2006) the 3d-var ALADIN analysis and
ALADIN-LAM model will be run on an operational basis over the AMMA domain at 10km
resolution.
The main source of satellite information assimilated on an operational basis at METEOFRANCE for the AMMA region come from the following satellites:
• polar orbiting satellite: radiances from NOAA satellite (AMSUA, AMSUB, HIRS)
and wind from QUIKSCAT
• geostationary satellite: radiances and Cloud Motion Vector derived from
METEOSAT-8 (SEVIRI radiometer). Research is conducted to produce bogus data
where convection is triggered that could benefit to the initial conditions and
subsequent convection simulation at mesoscale.
Recent improvement and research conducted in the assimilation of satellite data will be
detailed. It is also expected to have the first result of the ALADIN analysis and simulations of
the “dry-run” exercise that has been conducted on the 2005 monsoon (2 last weeks of August
2005). This will enable the validation of ALADIN products that will be used to support
operational forecast at AMMA Operation Center (AOC) in Niamey during the field campaign.
623
5.07
THE DRY-RUN FORECASTING ACTIVITIES IN SUMMER ‘05 FOR
AMMA : ELABORATION AND TEST OF THE FORECASTING TOOLS,
METHODS AND PROCEDURES
J.P. LAFORE (1), N. ASENCIO (1), P. CHAPELET (1), F. FAVOT (1), M. NURET (1),
N. CHAPELON (1), Z. MUMBA (2), A. EL MAJDOUB (2), A. KAMGA (2),
A. HASSNE (3), A. DIONGUE (4), M. JIDANE (5), S. MILTON (6), A. GHELLI (7),
W. THIAW (8), A. TCHOUANWO (6), C. MARI (9), JP. CHABOUREAU (7),
B. SULYTAN (10), L. FAIRHEAD (8) and G. BERRY (11)
(1) Météo-France, (2) ACMAD, (3) ASECNA/Niger, (4) Senegelese Met Service
(5) Marocco Met Services, (6) UK Met Office, (7) ECMWF, (8) NOAA/African Desk
(9) LA/Toulouse, France (10) IPSL/Paris, France, (11) SUNY/Albany University, USA
The AMMA-Forecasting core group organized a near real time 2-weeks forecasting exercise
(22 August to 2nd September 2005). Two major goals were pursued concerning:
(i)
(ii)
The Forecasting Science to improve our scientific understanding of the WAM and
its predictability at different space and time scales and
Operational Needs of PIs and platforms (e.g. aircraft and ground-based) and their
security to develop strategies and a framework for provision of forecasts in the field
in 2006.
Some NWP centers, Regional Organizations, Universities, Laboratories (ACMAD, ASECNA,
ECMWF, IPSL, LA, Morocco and Senegal Met Services, Météo-France, NOAA/African
Desk, SUNY-Albany, UK Met Office) actively participated by providing analysis, model
forecasts, diagnostics, forecasting reports… Five global NWP systems and five LAM
operational or research models (one with chemistry and tracers) have been involved.
The Dry Run has been organized around the development of a web site, automatically
collecting a selection of observations, analysis and NWP products provided by the
participants on their own web site. This source of information has been chosen to help the
forecasters and AMMA scientists to give answers to Forecasting Science and Operational
needs. The way to synthesize the situation of the day and its forecasted evolution has been
discuss to propose a frame for the Daily Reports. Proposition for aircraft operations were
made. We also qualitatively evaluated the forecasts accuracy and the model dispersion on the
following day.
Daily Conference Calls were organized to discuss all these points between 7 centres on
average. We mainly focused on the 0-2 days forecast range, began to consider the intra
seasonal scale (week), but didn’t have the time to treat the nowcasting part.
This exercise has been very useful to facilitate the communication and to initiate a dynamics
within a group of persons and centres widespread all over the world. It allowed setting up
some basic tools and methods, identifying the key problem to be solved and estimating the
models skill. The next nine-month period will be used to solve those difficulties, to complete
the web site and to improve the procedures. It will also help the preparation of the forecasters
training course/workshop to be held end of June 2006 before the wet SOP starts.
624
L’EXERCICE A BLANC DE PREVISION AMMA DURANT L’ETE
2005: ELABORATION ET TEST DES OUTILS, DES METHODES ET DES
PROCEDURES DE PREVISION
Le noyau central du groupe AMMA-Forecasting a organisé un exercice de prévision en temps
quasi-réel (22 août au 2 septembre 2005). Deux objectifs principaux ont été
poursuivis concernant (i) la science de la prévision afin d’améliorer notre compréhension du
système de Mousson Ouest Africaine (MAO) et sa prévisibilité à différentes échelles spatiotemporelles, et (ii) les besoins opérationnels des PIs et des plates-formes instrumentales (i.e.
avions et sol), leur sécurité, ainsi que le développement de stratégies et d’un cadre pour
fournir des prévisions sur le terrain en 2006.
Quelques centres de prévisions numériques, organisations régionales, universités,
laboratoires (ACMAD, ASECNA, ECMWF, IPSL, LA, les DMN du Maroc et du Sénégal,
Météo-France, NOAA/African Desk, SUNY-Albany, UK Met Office) ont activement
participé en fournissant des analyses, des prévisions numériques, des diagnostics, des
bulletins de prévision… Cinq systèmes globaux de prévision et 5 modèles opérationnels ou de
recherche à aire limitée (dont un avec des traceurs et une chimie simplifiée) ont été impliqués.
Cet exercice à blanc a été organisé autour du développement d’un site web, collectant
automatiquement une sélection d’observations, d’analyses et produits de prévisions mis à
disposition par les participants sur leur propre site. La sélection de ces informations a été faite
pour tenter de répondre aux besoins des prévisionnistes et des scientifiques d’AMMA. La
méthode pour synthétiser la situation du jour et son évolution prévue a été discutée pour
déboucher sur une proposition d’une trame de bulletin de prévision quotidien. Des
propositions pour les opérations aéroportées ont été faites. Nous avons également évalué
qualitativement la qualité des prévisions et la dispersion des modèles pour le lendemain.
Une conférence téléphonique quotidienne était organisée pour discuter des points
précédents. Ces conférences regroupaient en moyenne 7 centres ou laboratoires. Nous nous
sommes concentrés en priorité sur la prévision de 0 à 2 jours, mais nous avons commencé à
considérer la variabilité intrasaisonnière à l’échelle de la semaine. Par contre nous n’avons
pas eu le temps de traiter la partie prévision immédiate.
Cet exercice a été très utile pour développer la communication et initier une dynamique à
l’intérieur du groupe AMMA-Prévision entre des centres dispersés dans le monde. Cela nous
a permis de développer quelques outils de base et des méthodes, d’identifier les difficultés à
résoudre et d’estimer les performances des modèles. La période actuelle avant la SOP sera
dédiée à la résolution de ces problèmes, à l’élaboration d’un site opérationnel durant la SOP et
à l’amélioration des procédures de prévision. Notons également que cet exercice nous aidera à
préparer l’atelier/stage de prévision qui se tiendra début juin 2006 au début de la SOP humide.
625
5.08
626
627
628
5.09
VALIDATION DU MODELE ALADIN NORAF SUR L’AFRIQUE DE
L’OUEST AVEC LE CAS DE LA GENESE DU CYCLONE CINDY
Aïda DIONGUE-NIANG (1) et Siham SBII (2)
(1) Direction de la Météorologie Nationale du Sénégal
2) Direction de la Météorologie Nationale du Maroc
Le modèle ALADIN NORAF, opérationnel à la Direction de la Météorologie Nationale du
Maroc, a été utilisé pour tourner un cas de ligne de grains se développant entre le Mali et le
Sénégal en août 1999 et qui a donné naissance ultérieurement sur l’Atlantique au cyclone
dénommé Cindy.
Les premiers résultats montrent que le modèle est capable de reproduire l’évolution
synoptique du système convectif et la genèse du cyclone Cindy. Des Analyses dynamiques et
thermodynamiques sont entrain d’être effectuées pour comprendre la genèse des cyclones
tropicaux à partir des systèmes convectifs de mésoéchelle à la traversée des côtes d’Afrique
de l’Ouest.
VALIDATION OF ALADIN NORAF MODEL OVER WEST AFRICA
WITH THE CYCLONE CINDY GENESIS CASE
The model ALADIN NORAF, operational at the Meteorological Service of Morocco, has
been used to run a Squall line case in August 1999 developing between Mali and Senegal.
This Squall line has evolved to a tropical depression over the East Atlantic Basin and later to
the cyclone Cindy.
The preliminary results indicate the model has been able to reproduce the synoptic evolution
of the squall line and the genesis of the cyclone Cindy. Dynamic and thermodynamic analyses
are being conducted to understand the genesis of tropical cyclones from mesoscale convective
systems crossing the West African coast.
629
5.01P
AFRICAN EASTERLY WAVE DIAGNOSTICS
Gareth BERRY (1), Chris THORNCROFT (1) and Tim HEWSON (2)
(1) University at Albany, Albany, NY, USA (2) Met Office, Exeter, UK
At present, it is a challenge to diagnose the multiple scales that characterize African Easterly
Waves (AEWs) in order to define a concise and consistent reference point that can be used as
a focal point for forecast discussions and interpretation. Traditionally, African Easterly Jet
(AEJ) level trough and ridge axes, generally defined by a change in sign of the meridional
wind field (i.e. v = 0 m s-1), have been used as the reference point (and implicitly as the
definition) of AEWs. However, this diagnostic is not Galilean invariant and the distinction
between AEWs and other phenomena of overlapping scale (such as a large mesoscale
convective complex (MCC)) is not always obvious and could result in dynamically unrelated
phenomena being identified as AEWs.
In this research we propose a new objective method of identifying AEWs. Following the
methodology used by Hewson (1998) to objectively identify mid-latitude fronts, we present a
simple, accurate and customizable way of identifying and plotting AEWs that can be applied
to any gridded dataset. Because of its simplicity, familiar nature and deployment in previous
studies, the core diagnostic chosen in this research is the position of the AEW trough axis.
Whilst examination of the unfiltered wind field for the location of the AEW trough axis can
be sufficient for individual case studies, the significant amount of manual intervention
sometimes required to differentiate between synoptic scale AEW trough axes and localized
circulation centers (e.g. those associated with MCCs – see Berry and Thorncroft, 2005)
renders it inappropriate for objective tracking over an extended period. The use of a temporal
bandpass filter facilitates simple identification of AEWs, but as computation requires either a
long timeseries (including from periods in the future) or some crude assumptions, it cannot be
employed reliably in real time.
As a solution, we suggest that AEW trough axes should be defined based on streamfunction
( ). Streamfunction has the distinct advantage that the elimination of the divergent flow
reduces noise associated with individual convective systems and offers a smoother field that
presents less technical difficulties for the computation of objective AEW trough axes. Note
also that the mid-latitude counterpart of
is geopotential height, and that synopticians
invariably use geopotential height to identify troughs in mid-latitudes. Maximum
perturbations associated with AEWs have been observed to occur near the level of the AEJ
(e.g. Reed et al, 1977 – i.e. near 650hPa). We use 700hPa as this is the closest standard
atmospheric level and define AEW trough axes on the basis of at this level. Our diagnostics
are computed by decomposing the vorticity of the non-divergent wind into shear and
curvature components then applying customizable numerical thresholds and graphical masks.
The end result is lines of finite length that represent both trough axes and the axis of
maximum wind speeds (used as a proxy for the AEJ) an example of these diagnostics is
shown in figure 1.
The objective technique is used to analyze all AEWs that originated over tropical North
Africa during July, August and September (JAS) 2004. Results indicate that the ‘average’
630
AEW in this period bears a close resemblance to composite structures from previous research.
However, there is marked variability in the characteristics and ultimate fate of AEWs. Most
AEWs of JAS 2004 are first identified east of the Greenwich meridian, and develop as they
move westwards. Mature structures over the African continent varied, ranging from isolated
potential vorticity maxima confined equatorward of the objectively-defined AEJ axis, to
broad cross-jet structures symptomatic of both baroclinic and barotropic growth having
occurred. As many as 80% of cases fell into the second category. After leaving the West
African coast, 45% of the AEWs in JAS 2004 were associated with tropical cyclogenesis in
either the Atlantic or Pacific Ocean basins.
Figure 1 – Example of objectively identified AEJ and AEW trough axes on September 12th
2004 at 12UTC, superimposed on METEOSAT Infrared imagery. The thick black lines are
the trough axes and those that meet certain tracking criteria have been labeled with a reference
number (prefixed by a ‘W’). The dashed line depicts the location of the AEJ axis. Note that
systems W27 and W28 were associated with the genesis of Hurricanes Karl and Lisa,
respectively. Latitude and longitude lines are drawn every 10 degrees and political
border/coastlines are shown.
References
Berry, G. J. and C. D. Thorncroft, 2005: Case Study of an intense African Easterly Wave. Mon. Wea. Rev.,
133, 752 766
Hewson, T.D. 1998: Objective fronts. Meteorol. Appl., 5, 37-65
Reed, R. J., D. C. Norquist, and E. E. Recker, 1977: The structure and properties of African wave
disturbances as observed during phase III of GATE. Mon. Wea. Rev., 105, 17–333.
Corresponding author
Gareth J. Berry - ES-333, Department of Earth and Atmospheric Sciences, University at
Albany, State University of New York, 1400 Washington Ave, Albany, NY, 12222, USA.
Email: [email protected]
631
DIAGNOSTIQUES DES ONDES EST AFRICAINES
Nous présentons une nouvelle méthode objective pour l'identification des ondes est Africaines
(AEWs) à l'échelle synoptique, et aussi la position du jet Africain dans les jeux de données
sur les points grilles. Ces diagnostiques sont générés avec la fonction de courant à 700 hPa et
peut être appliqué à n'importe quelle grille. La méthode a été développée pour: i) réduire la
quantité d'interprétation manuelle des données, ii) faciliter des comparaisons objectives entre
des AEWs avec des structures sur des échelles multiples pour démontrer leur variabilité.
Les diagnostiques présentés ici sont utilisés pour l'analyse de l'activité des AEWs sur le
continent pendant les mois de Juillet, Aout et Septembre, 2004. Les résultats montrent que
l'AEW “moyen”ressemble fortement les strucutres composites sortant des recherches
antérieurs, malgré une variabilité très marquée dans les caractéristiques vers la fin de cycle de
vie. Notre expérience montre que cette méthode est fiable par rapport aux méthodes pour
l'identification des AEWs dans les études antérieures.
632
5.02P
EVALUATION OF THE MESO-NH FORECAST SYSTEM DURING
THE 2005 AMMA DRY RUN
J.-P. CHABOUREAU, C. MARI and the LA SUPPORT TEAM
Laboratoire d'Aérologie (UPS and CNRS), Toulouse, France
1. Introduction
During the 2005 AMMA Dry Run, the Laboratoire d'Aerologie performed once a day a 48-h
Meso-NH forecast of meteorological variables, NOx produced by lightning and COV tracers,
resulting in 28 simulations. This model set-up is build from the experience obtained during
the 2004 and 2005 Tropical Convection, Cirrus and Nitrogen Oxides (TROCCINOX)
campaigns in southern Brazil. An objective evaluation of the forecasts against Meteosat
Second Generation (MSG) observation using the model-to-satellite approach is performed by
calculating synthetic brightness temperatures (BT) from the model outputs using the RTTOV
code. This allows a direct comparison between simulation and observation in terms of water
vapour, convection, and cloud cover.
2. MESO-NH forecast system
The Meso-NH model (Lafore et al. 1998) is adopted as a non-hydrostatic regional model. The
vertical grid spacing in the free troposphere is set to 600 m with the horizontal grid spacing 32
km. The model includes a 1.5-order turbulence scheme, an interactive radiation and a
prognostic microphysical scheme for 5 precipitating and non-precipitating liquid and solid
water categories modified following Chaboureau and Pinty (2005). The model includes the
Bechtold parameterization for shallow and deep subgrid-scale convective transport and
precipitation. Subgrid cloud cover and condensate content are parameterized as a function of
the normalized saturation deficit by taking into account both turbulent and convective
contributions of Chaboureau and Bechtold (2005).
During the period from 17 August to 14 September 2005 of the AMMA dry run, a total of 28
daily 48-hour forecasts were run over a domain of 3600 km x 2700 km covering western
Africa. The individual forecasts were initialized with 12-h ECMWF forecasts (first guess)
based on the 00 UTC ECMWF analyses. The fields included in the initial and boundary
conditions of the numerical experiments are temperature, winds, and water vapour. No cloud
initialization is performed, i.e. the mixing ratio of the liquid and ice water species build
themselves during the course of the simulations.
633
3. Results
The model-to-satellite approach allows us to monitor the Meso-NH performance in near real
time during the experiment (Figure 1a). Observed 10.8 µm BT averaged over the domain
presents a diurnal cycle superimposed on lower frequency variability. The simulations mimic
this low-frequency signal reasonably well. However, simulated BTs are systematically
warmer than observation. This bias that may be due to both an overestimation of the surface
emissivity and an underestimation of the cloud cover is currently under investigation.
Moreover, the correlation between simulated and observed BTs presents a clear diurnal cycle
with maximum values at 12 UTC (Fig. 1b). The lowest values obtained at 00 UTC for the 24h forecast correspond to the dissipating stage of the convective systems. Also, correlations are
lower than those obtained from Meso-NH during the TROCCINOX campaigns (Chaboureau
and Bechtold 2005). This underscores the less predictable nature of convection over Africa.
A further statistics is obtained by averaging all the simulations and the observations over a
diurnal cycle (Fig. 2). Figure 2a compares the (mostly convective) simulated precipitation
rates to the Tropical Rainfall Measurement Mission (TRMM) 3B42 product. Both simulations
and observation present a clear diurnal cycle. The maximum simulated rain rate occurs at 15
UTC, compared to 18 UTC in the observations. The too early occurrence of precipitation in
the simulations compared to the observations is a common model error associated with the
use of convective parameterization schemes (e.g., Bechtold et al. 2004). The afternoon
precipitation peak is followed by a maximum of cirrus cover about 3 hours later in the
observation (Fig. 2b). The cirrus cover over the domain is deduced from BT fields (see
Chaboureau and Pinty 2005 for further details). As a convective by-product, the Meso-NH
cirrus cover compares favourably with the observations, as soon as the convection is triggered
in the model. Finally, the mean clear-sky BT at 6.2 µm is presented in Fig. 2c. The minimum
of 6.2 µm BT, observed at 09 UTC, corresponds to a maximum of upper tropospheric
humidity. The 12-h phase lag with the cirrus cover is agreement with other studies. Apart
from the 2-K bias, the amplitude of the Meso-NH 6.2 µm BT (1 K) corresponds well to the
observed 6.2 µm BT. This shows that moistening of the upper-troposphere associated with a
decay of cirrus is well reproduced by the model.
Figure 1 : Time evolution of (a, top) the 10.8 µm BTs (K) obtained from observation (blue
line), and from the Meso-NH simulations (black line). The correlation between simulated and
observed 10.8 µm BTs is shown in (b, bottom). On the time axis a stands for August, and s for
September.
634
Figure 2 : Diurnal cycle averaged over 28 days of (a) rain rate, (b) cirrus cover and (c) clearsky 6.2 µm BT. obtained from observation (blue line), and from the Meso-NH simulations
(black line).
4. Conclusion
The 28 simulations obtained during the AMMA dry run have been objectively evaluated
against MSG observation using the model-to-satellite approach. It results in a poor correlation
between MSG and Meso-NH BT showing the low predictability of the African monsoon
weather. However, the statistics over a diurnal cycle indicates the reasonable performance of
Meso-NH in catching the diurnal cycle of convection, cirrus, and upper tropospheric
humidity. Similar skills of Meso-NH during TROCCINOX have been already reported by
Chaboureau and Pinty (2006).
Acknowledgements
Computer resources were allocated by IDRIS. MSG observations have been kindly delivered
by SATMOS.
References
Bechtold, P., J.-P. Chaboureau, A. Beljaars, A. K. Betts, M. Miller, M. Köhler and J.-L. Redelsperger, 2004:
The simulation of the diurnal cycle of convective precipitation over land in a global model. Q. J. R. Meteorol.
Soc., 130, 3119-3137.
Chaboureau, J.-P. and P. Bechtold, 2005: Statistical representation of clouds in a regional model, and the
impact on the diurnal cycle of convection during TROCCINOX, J. Geophys. Res., 110,
D17103,doi:10.1029/2004JD005645.
Chaboureau, J.-P. and J.-P. Pinty, 2006: Validation of a cirrus parameterization with MSG, Geophys. Res.
Let., L03815, doi:10.1029/2005GL024725.
Lafore, J.-P. et al., 1998: The Meso-NH atmospheric simulation system. Part I: Adiabatic formulation and
control simulations. Ann. Geophys., 16, 90-109.
Corresponding author’s address
J.-P. Chaboureau - Laboratoire d'Aérologie, OMP, 14 av. Belin, 31400, Toulouse, France
E-mail: [email protected]
635
5.03P
NUMERICAL SIMULATION OF THE 15-17 AUGUST 2004
WEST-AFRICAN MESOSCALE CONVECTIVE SYSTEM
Jean-Pierre CHABOUREAU, Stéphanie EVAN, Anne-Sophie DALOZ, Frank ROUX
Laboratoire d'Aérologie, CNRS, Université Paul Sabatier, Toulouse, France
1. Introduction
Mesoscale convective systems (MCS) with large spatial extent and long duration are major
precipitation producers in Sahel during the west-african monsoon season (e.g. Mathon et al.
2002). The West-African MCS that occured on 15-17 August during the 2004 monsoon is a
characteristic example.
The non-hydrostatic multi-nested Meso-NH model (Lafore et al. 1998) has been used to
numerically simulate the evolution of this MCS. Nested domains at 40, 10 and 2.5 km
horizontal resolutions are used to simulate this MCS with Meso-NH, and the inner domain
was moved so as to follow the MCS propagation.
Our objective here is to study the role of midtropospheric mesoscale convective vortices
(MCS) of 50-300 km radial extent that are commonly observed in mid-latitude MCSs. Their
importance lies in the persistence of a dynamical balanced cyclonic circulation which can
maintain the mesoscale structure and trigger the development of new convection (e.g. Davis
and Trier 2004). Although the presence of MCV in tropical MCS has already been
documented (e.g. Gamache and Houze 1985), their influence on evolution is poorly known
and cannot be extrapolated from mid-atitude results owing to the weaker Coriolis term at low
latitudes.
The structure and evolution of the observed and modelled MCS from 12 UTC on 15 August
until 9 UTC on 16 August are discussed in section 2. Section 3 deals with the evolution of the
vertical vorticity field, with some insight on the associated source terms. Future work is
discussed in the conclusion.
2. Structure and evolution of the observed and simulated MCS
This MCS developed as isolated convective cells over the Aïr mountains formed, then merged
during the early afternoon of 15 August (Figure 1). It then grew steadily while propagating
toward southwest during the afternoon and the evening, displaying a classical organization
with a leading region of intense convection ahead of a low-level cold pool, trailed by a
extended zone of more stratiform rain. This MCS reactivated on 16 August with the
associated development of strong convective clusters (not shown). It reached the Fouta
Djallon highlands in Guinea during the evening of 16 August, then mostly dissipated during
the night although convective clouds redevelop in the system's wake on 17 August.
636
Figure 1 : observed (upper panel) and simulated (middle panel) of the MCS related contours
of TB(10.8 µm)<210 K from 15 UTC on 15 August 2004 until 9 UTC on 16 August ; (lower
panel) evolution of the MCS-related area with TB<210 K expressed as percentage of model
area 2.
The MésoNH simulation was initiated at 00 UTC on 15 August 2004, and the simulated MCS
shows many similarities with the observed one. Both were generated in the early afternoon
over the Aïr mountains, then propagated southwestward. However the simulated MCS moved
at a slightly slower speed and the associated area with TB(10.8 µm)<210 K grew less rapidly
in the afternoon, then did not diminish as the observed one did.
The simulated MCS had a distinct cold-pool signature in the low levels with an area of about
200 km (NW-SE) x 50 km (NW-SE) at 1000 m altitude with potential temperature 4-8 K
colder than the environment (not shown). Equivalent reflectivity values displayed a leading
convective region with maxima >45 dBZ and a trailing stratiform zone the SW-NE width of
which widened from less than 50 km before 18 UTC on 15 August to more than 300 km after
00 UTC on 16 August (not shown).
637
3. Evolution of the simulated vertical vorticity field
There is no unanimously accepted mechanism leading to MCV formation and development.
Different theories point out independent or combined roles of planetary vorticity, streamwise
vorticity in a low-level jet, low to mid-level convergence (e.g. Kirk 2003). However it is
recognized that intensification of the mid-tropospheric vortex is associated with the
development of a trailing stratiform anvil cloud.
Figure 2 shows the evolution of the absolute vertical vorticity associated with the MCS from
15 August at 20 UTC till 16 August at 6 UTC, a period during which the stratiform region of
the MCS developed. Before, the only well defined vorticity structures (not shown) were
observed in the leading convective region of the MCS with negative (anticyclonic) value in
the the lowest levels in relation with the cold pool and, above, alternatively positive (cyclonic)
and negative values in the region of most intense convection. Later, a large zone of cyclonic
vorticity progressively built up in the stratiform region. Analysis (not shown) of the different
terms of the vorticity equation revealed that the main contribution was from the advection
term while the tilting term opposed this tendency and the convergence term was smaller.
Accordingly, in Fig. 2, cyclonic vorticity in the stratiform region seemed to be – at least
partially – generated in the convective region then transported downstream.
A remarkable characteristic is the « filamentation » of vorticity after 02 UTC, which led to the
formation of a isolated cyclonic maximum advected to the rear of the MCS. Such a structure
could play an important role in the interaction between the MCS and its synoptic
environment, eventually leading to a reinforcement of the African Easterly Wave (Berry and
Thorncroft 2005).
4. Conclusion and perspectives
The numerical simulation of the long-lived Sahelian MCS of 15-17 August 2004 represent an
excellent opportunity to test the involved physical processes at scales ranging from convective
to synoptic. The simulation will be continued until 17 August evening in order to examine the
MCS regeneration and dissipation.
More detailed analyses will be conducted to evaluate the state of balance of the MCV and its
role in the MCS evolution. Larger scale impact on the mid tropospheric easterly flow will also
be evaluated.
638
Figure 2 : time series of vertical vorticity contours (from -5x10-4s for dark blue to+5x10-4s
for purple) at 2 hours intervals in domains of about 430 km x 430 km centered on the MCS, at
3000 m altitude.
References
Berry, G.J., and C. Thorncroft, 2005 : Case study of an intense African easterly wave. Mon. Wea. Rev., 133,
752-766.
Davis, C., and S.B. Trier, 2004 : Mesoscale convective vortices observed during BAMEX, Part I: Kinematic
and thermodynamic structure. 22nd Conf. On Severe Local Storms, Hyannis, MA, Amer. Meteor. Soc., Paper
5.1.
Gamache, J.F., and R.A. Houze Jr., 1985 : Further analysis of the composite wind and thermodynamic
structure of the 12 September GATE squall line. Mon. Wea. Rev., 113, 118-135.
Kirk, J.R., 2003 : Comparing the dynamical development of two mesoscale convective vortices. Mon. Wea.
Rev., 131, 862-890.
Lafore, J.P., et al., 1998 : The Meso-NH Atmospheric Simulation System. Part I: Adiabatic formulation and
control simulations. Ann. Geophys., 16, 90-109.
Mathon, V., H. Laurent and T. Lebel, 2002 : Mesoscale convective system rainfall in the Sahel. J. Appl.
Meteor., 41, 1081-1092
Corresponding author : Frank Roux ([email protected])
639
5.04P
A FIRST EVALUATION OF MODELS INVOLVED IN THE AMMA
DRY-RUN FORECASTING EXERCISE IN SUMMER 05 MONSOON
P. CHAPELET, N. ASENCIO, M. NURET and J-P LAFORE
Météo-France
The exercise, called Dry-run, performed during the last two weeks of August 2005 has been
very instructive to understand the limits of our ability to forecast the occurrence and
localisation of deep convection during the African monsoon. Five global NWP systems and
five LAM operational or research models have been involved. If we can expect that some of
theses models did perform well to forecast the convection from midnight (analysis at
00hUTC) for the afternoon, the forecast for the next day seems to be out of range for the
moment and limited to the main features.
Some of the behaviours of the models must be pointed out and will be illustrated by examples
extracted from situations of the Dry-run :
- On days with active convection over the WAM domain, the models can diverge
rapidly. This is apparent for the forecast of the two versions of Arpege in spite of the
fact that these models are quite similar for the West African domain.
- The quality of the analysis is a crucial point for the quality of the forecast of MCS
and specially the ability to reduce the activity of a MCS during the night or the
morning. More generally, all models have difficulties to forecast the periods of weak
or suppressed convection.
- We must make the difference between the precipitations forecast which are
dependent on diabatic parameterisations and the forecast of the main characteristics
of the flow (AEJ, easterly waves) important for MCSs. We can expect the latter
features to be more predictable for the next day and with more agreement between
models. So they are key information for forecasters.
- Each model exhibits preferential solutions. For instance some tend to simulate too
northward penetration of the monsoon flow with its associated precipitation pattern,
whereas others stay too much along the Guinean Coast. It must be taken into account
by forecasters and may give indications on the simulated loops that could explain
such behaviours.
- Finally, we will investigate the performance of the LAM models, as it is not evident
that they performed better than the global models.
Above conclusions are primarily. This 2-weeks period will be extensively used to better
analyze the models skill and to test their sensitivity to different configurations (resolution,
assimilated data, parameterizations…). It will help at improving the forecasting strategy and
methods to use at best those models during the 2006 SOP.
640
5.05P
SHORT-LEAD PREDICTIONS OF INTRASEASONAL OSCILLATIONS
OF THE CONVECTIVE ACTIVITY IN WEST AFRICA
S. CORREIA, B. SULTAN and S. JANICOT
LOCEAN / IPSL, Paris, France
1. Introduction
Recent studies have addressed the question of the intraseasonal timescale of convective
activity in the West African monsoon (Mounier and Janicot 2004; Sultan et al. 2003). Two
main independent modes of variability have been highlighted: one depicts a westward
propagative signal of the deep convective cloudiness over the Sahel and the other is
characterized by a stationary uniform modulation of convection in the InterTropical
Convergence Zone (ITCZ ;Mounier and Janicot 2004). The aim of this study is first to
describe the intraseasonal variability in convection using the Singular Spectrum Analysis
(SSA) that allow to capture quasi-periodic modes from noisy and stochastic time series.
Thereafter, we examine the short-lead predictability of these intraseasonal modes by using the
Maximum Entropy Method (MEM) to extrapolate the SSA modes. The skill of the SSAMEM forecast is compared to the one of a Multiple Linear Regression (MLR) scheme based
on a more physical interpretation of the intraseasonal modes.
2. The SSA Filter
SSA is related to Empirical Orthogonal Function (EOF) but applied to time series providing
SSA modes that correspond to intraseasonal oscillations in a frequency band (Vautard and
Ghil 1989; Ghil et al. 2002). We first compute a convection index (thereafter called the ITCZ
index) by averaging daily NOAA-OLR between 10°W and 10°E and between equator and
12.5°N over the 1979-2000 period. The index is splitted into two samples of 11 years: the
training (1979-1989) and the validation periods (1990-2000). SSA is then applied to the 10-90
band-pass filtered ITCZ index for the training period. It reveals three leading modes
explaining more than 85% of the 10-90-day variance: a low-frequency mode whose period
ranging from 26 to 85 days and two high-frequency modes at 16-27 days and 11-16 days. The
summation between these three modes is strongly correlated (R=0.97) with the 10-90-day
filtered ITCZ index. The obtained EOF basis can then be used to filter the ITCZ index for the
validation index.
3. The SSA-MEM forecast
The combination between SSA and MEM has already found several applications in climate
science (Mo 2001; Keppenne and Ghil 1992). It consists first to project the ITCZ index for
the validation period to the EOF basis obtained from the training period and to extrapolate the
three leading SSA modes by using an auto-regressive (AR) process. Notice that the input data
is unfiltered in order to match an operational objective. Although the forecast skill (Tab.1) for
the 10-90-day intraseasonal band is low, the predictability of individual intraseasonal modes
is higher. The best skill concerns the first mode and the forecast skill for this low-frequency
641
mode is higher by using pentads instead of daily values (R=0.65 and R=0.50 respectively for
the 1-pentad and 2-pentad forecast). The second mode appears to be less predictive while the
third mode representing the 10-15-day variability shows higher skills.
Mode 1
Mode 2
Mode 3
10-90
5-day
0.54
0.37
0.51
0.19
10-day
0.32
0.32
0.38
0.10
Table 1: Skill of the 5-day and 10-day SSA-MEM forecast. The skill is determinated by the
correlation between the predicted and observed SSA modes
The examination of the time series for high-skill and low-skill years for each mode reveals
well-known characteristics of the AR forecasts: when the features (amplitude and period) of
the intraseasonal mode are well-defined, high quality forecasts can be obtained and at the
opposite, when the mode is not well-defined (when amplitude and/or phase change rapidly),
the forecast fails.
4. Comparison with MLR forecasts
In order to select atmospheric predictors of these three intraseasonal modes one can apply a
composite analysis on several variables from NCEP-NCAR reanalysis set. For each mode,
one can get a positive (negative) composite mean sequence by retaining the date of each local
maximum (minimum) of the SSA mode (called t0) and averaging an independent atmospheric
variable around t0. Composite sequences around t0 for each SSA mode are thus obtained for
several variables (OLR, zonal wind at 925hPa and 200hPa, potential velocity at 200hPa). For
each mode, we use the corresponding composite sequence to select a set of atmospheric
predictors that are a spatial box-average of the atmospheric variables where the composite
signal is the most obvious and significant. We then calibrate a MLR model for the training
period to predict the different SSA modes and use the same model for the validation period.
For the training and validation periods, SSA is used to filter the atmospheric predictors. For
the 5-day lag, the forecast skills are not significantly better than the ones of the SSA-MEM
method and we can also notice an increase of the interannual variability of the forecast skill.
However, the forecast skill of the MLR method is driven by the choice of the atmospheric
predictors. We still work to increase the accuracy of this choice by involving a more physical
interpretation of the intraseasonal modes.
5. References
Mounier F. and S. Janicot (2004), Evidence of two independent modes of convection at intraseasonal
timescale in the West African summer monsoon. Geophys. Res. Lett., 31, L16116, doi :10.1029/2004GL020665
Sultan, B S. Janicot and A. Diedhiou (2003) The West African Monsoon Dynamics. Part I: Documentation of
Intraseasonal Variability. Journal of Climate, 16, pp. 3389–3406
Vautard R. and M. Ghil (1989) Singular Spectrum analysis in non-linear dynamics with applications to
paleoclimatic time series. Physica D., 35, 392-424
Ghil M. et al. (2002) Advanced spectral methods for climatic time series. Rev. of Geophys., 40,1-41.
Mo K. (2001) Adaptative filtering and prediction of intraseasonal oscillations. Mon. Wea. Rev., 129, 802-817.
Keppenne C.L. and M. Ghil (1992) Adaptative filtering and prediction of the southern oscillation index. J.
Geophys. Res., 97, 449-454.
642
Contact
Laboratoire d'Océanographie et du Climat: Expérimentation et Approche Numérique (ex
LODYC), Université Pierre et Marie Curie, Tour 45/55, 4eme etage, Boîte 100, 4 Place
Jussieu, 75252 Paris cedex 05, France - Tel : +33 (0)1 44 27 84 67 - Fax : +33 (0)1 44 27 38
05
PREVISION A COURTE ECHEANCE DES FLUCTUATIONS INTRASAISONNIERES DE LA CONVECTION EN AFRIQUE DE L’OUEST
Des travaux récents ont documenté la variabilité intra-saisonnière de la convection en Afrique
de l’Ouest. Deux modes indépendants de variabilité ont été mis en évidence : le premier
correspond à une anomalie de la convection sur le Sahel se propageant vers l’Ouest et le
second est caractérisé par une modulation stationnaire de la convection au sein de la Zone de
Convergence Intertropicale (ZCIT).
Bien que la période dominante de ces deux modes soit autour de 15 jours, une analyse
statistique basée sur des spectres singuliers (SSA) appliquée aux données d’OLR de la NOAA
montre une modulation de la convection entre 10 et 90 jours. La SSA est basée sur l’analyse
en composante principale mais appliquée à une série temporelle pour extraire des modes
quasi-périodiques de cette série. Dans cette étude, la SSA est appliquée aux données d’OLR
pour mettre en évidence les modes périodiques dominants dans la région de la ZCIT. La
predictabilité à courte-échéance de ces différents modes est ensuite examinée en utilisant
plusieurs méthodes statistiques (méthodes auto-régressives, régression linéaire multiple).
643
5.06P
CONTRIBUTION DE L'ACMAD AU RENFORCEMENT DES CAPACITES
Ali EL MAJDOUB
Département Veille et Prévision Météorologique
L'ACMAD est le Centre de référence pour les applications de la météorologie et du climat
pour le développement durable de l’Afrique. Ce Centre a été créé en 1987 par la conférence
des Ministres de la Commission Économique pour l’Afrique (CEA) et l’Organisation
Météorologique Mondiale (OMM). L’ACMAD est établi à Niamey depuis 1992. Ses
compétences portent sur l’ensemble de l’Afrique et l’Océan Indien.
L’ACMAD a pour mission le renforcement des capacités des Services Météorologiques et
Hydrologiques Nationaux (SMHN) des 53 États Africains dans les domaines des prévisions
météorologiques et climatiques. C’est ainsi que 1500 agents africains ont bénéficié de
formation à l’ACMAD depuis son démarrage effectif en 1992, et ce, à travers des séminaires,
ateliers, et formations par l’action. En particulier, dans le domaine de la prévision numérique
du temps, à travers son programme SAPREM (Stratégie ACMAD en PREvision
Météorologique), le Centre a contribué à la formation de plusieurs centaines de
météorologistes, techniciens et ingénieurs ou équivalents.
ACMAD CONTRIBUTION TO CAPACITY BUILDING FOR
HIGH IMPACT WEATHER FORECASTS
The common goals of AMMA and THORPEX target weather forecasts that meet the diverse
applications and needs of society. In line with the above programmes’ emphasis on highimpact weather forecasts, ACMAD’s contribution in capacity-building for NMHSs focuses on
improving knowledge and techniques required to exploit potential predictability, use of
probabilistic weather forecasts, verification of weather forecasts, evaluation of economic
social impacts of extreme weather events and use of weather forecast products in decisionmaking.
The data processing and forecasting facilities available at ACMAD (RETIM/SYNERGIE,
MSG, MESSIR-VISION) lend themselves readily for training through; quick access to
different types of data, numerous modes of data presentation and the multiple windows
concept, permitting the simultaneous examination and comparison of data from different
platforms, coupled with the ability for annotating the charts makes it possible to develop
conceptual models which greatly simplify the process of training of new forecasters. In order
to exploit potential predictability to the full, forecasters must be able to analyse weather
systems from different perspectives, including e.g. vertical sections, hovmollers and potential
vorticity perspectives. The RETIM/SYNERGIE system (supplemented by GrADS software
for hovmollers) offers these capabilities.
Use of the MSG multi-channels, such as the SEVIRI IR3.9 CHANNEL facilitates cloud top
structure detection and hence cloud identification for accurate forecasting.
644
5.07P
APPLICATION OF A NUMERICAL WEATHER FORECAST MODEL FOR
SIMULATING HEAVY OFF-SEASON RAINS AND COLD TEMPERATURES
AND HAZARD MITIGATION PLANNING IN SENEGAL
S. FALL (1) D. NIYOGI (1), F. SEMAZZI (2) and U.C. MOHANTY (3)
(1) Purdue University, IN, USA (2) North Carolina State University, USA
(3) Indian Institute of Technology, Delhi, India
Heavy off-season rains in tropics are a significant natural hazard largely because they are
unexpected and the popular infrastructure is not prepared. One such event was observed from
January 09 to 11, 2002 in Senegal, Western Africa. This tropical country is characterized by a
long dry season, especially in the northern parts, which experienced heavy rains and a cold
spell. We conducted numerical simulation of this heavy off-season rain that occurred in
Senegal using community Pennsylvania State University – National Center for Atmospheric
Sciences Mesoscale Model ver 5 (MM5).
The objective was to delineate the meteorological set up that led to the heavy rains and
flooding. A secondary objective was to compare the model’s performance over Senegal using
relatively simpler model configurations and local / regional observations, including satellite
images from Meteosat 7.
The results indicate that the model simulations agree satisfactorily with the observations,
particularly as regard to the wind patterns and the distribution of rainfall and temperature.
Results indicate the rapid evolution of offshore and inland meteorological conditions were
responsible for the intensification of the rainfall and the associated drop in temperatures.
Specifically, an intense convergence zone centered over most of Senegal, with strong
gradients along a wet (cool) and dry (warm) air masses with surface winds blowing from the
Northeast and a strong SW-NE jet aloft. This situation provided the environment for heavy
rainfall accompanied by a cold wave. The results also indicate, that off-the-shelf weather
forecast models can be applied with relatively simple physical options and modest
computational resources for simulating local impacts of severe weather episodes and should
become part of regional hazard mitigation planning and infrastructure.
645
5.08P
STATISTICAL DOWNSCALING FOR GFS PRECIPITATION FORECAST
OVER SAHEL REGION BASED ON METEOSAT SECOND
GENERATION RAINFALL ESTIMATES
Francesca GUARNIERI, Massimiliano PASQUI, Lorenzo GENESIO
and Patrizio VIGNAROLI
IBIMET, CNR, Florence, Italy
A reliable and detailed rainfall forecast system, during the monsoon season, over West Africa,
plays an important role for managing agricultural systems. Many large scale forecasting
systems have been developed and distributed such as Global Forecast System (GFS). As any
global model it capability to represent correctly deep convection is very low. In order to
improve the rainfall forecast skill produced GFS, we developed an operational statistical
downscaling technique to better represent the spatial distribution.
For downscaling the GFS rainfall (at 1 degree of spatial resolution), each day, we collect the
precipitation forecasts for the following 72 hours and the satellite rainfall estimates for the
previous 72 hours (upscaled to 0.1 degree of spatial resolution). In this way we integrate the
forecast information, supplied by GFS, for the following three days, with the more detailed
spatial information given by satellite rainfall estimates in the previous 3 days. In the
hypothesis of a stationary rainfall regime, especially during July and August, such strategy
could be adopted.
On the basis of MSG rainfall estimates, a mask is built and the GFS forecasted rainfall is
projected over that in order to introduce the small scale rainfall spatial variability. To build
the mask, a weight has been assigned to each pixel of the rainfall estimates contained in a
single GFS grid point. This weight is computed as the ratio between the rainfall given in that
pixel and the cumulated rainfall occurred in all the pixels contained in that GFS grid point.
The method consistency has been evaluated through classical statistical skill scores, with
respect to the rainfall estimates obtained by daily global CMORPH provided by NOAA for a
whole season with evidence of its reliability.
Submitted by
Francesca Guarnieri - Institute of Biometeorology - National Reasearch Council, via Caproni
8, 50145 Florence, Italy - Tel: +39 055 30 33 711 - e-mail: [email protected]
646
647
5.09P
EVALUATION OF REAL-TIME FORECASTS DURING THE AFRICAN
MONSOON MULTIDISCIPLINARY ANALYSIS DRY RUNS
Gregory S. JENKINS (1) and Sen CHIAO (2)
(1) Howard University Program in Atmospheric Sciences, Washington DC, USA
(2) Florida Ins. of Technology, Marine and Environmental Systems, Melbourne, FL, USA
nd
nd
During the period August 22 – September 2 2005 the Weather and Forecasting Research
(WRF) model is used in a forecast mode for prediction of the West African Monsoon. A
nested domain with the parent domain covering the region from 45W-15E and the Equator the
27N will be used.
Our plans are to use a grid spacing of 24 km for the parent domain and 8 km for the nested
domain. The WRF model will be initialized at 000 and 1200 UTC each day by the National
Center for Environmental Prediction (NCEP) Global Forecast System (GFS) at the lateral
boundaries. The model’s ability to capture large-scale and local scale features is evaluated. In
particular, the evolution of long-lived meso-scale convective systems, African easterly waves,
the African and tropical easterly jets will be compared to observations and the GFS data.
Model simulated rain characteristics will be compared to space borne products on a 6-hour
basis. A number of other variables as defined by the AMMA forecasting committee will also
be evaluated.
These results and the implications for real time forecasts during the AMMA 2006 special
observing period will be presented.
Contact
Gregory S. Jenkins : [email protected]
Sen Chiao : [email protected]
648
5.10P
EXTREME PRECIPITATION AND TROPICAL PLUMES
IN WEST AFRICA
Peter KNIPPERTZ (1) and Jonathan E. MARTIN (2)
(1) Institute of Atmospheric Physics, University of Mainz, Mainz, Germany
(2) Department of Atmospheric & Oceanic Sciences, Univ. of Wisconsin, Madison, USA
An extreme precipitation event in October 2003, affecting the entire region between Senegal
and the Algerian Atlas (see Figure 1) has been studied with respect to the involved moisture
transports and precipitation generating mechanisms. The widespread heavy rainfall in semiarid to arid regions caused flooding and improved breeding conditions for desert locusts,
thereby contributing to the devastating plague in large parts of West Africa during 2004.
Figure 1: Accumulated precipitation [mm]
from a numerical simulation using the
University of Wisconsin-Nonhydrostatic
Modelling System (UW-NMS) with a
horizontal resolution of 75 km (shading
according to legend) and from station
observations (black numbers) for 18 UTC
20–06 UTC 24 October 2003. Stations with
missing data during this period have ‘>’
added to the precipitation sum; values
greater than 40 mm are marked in white.
“0” stands for traces of precipitation.
Abbreviations
for
countries
are
MOR = Morocco, WSA = Western Sahara,
ALG = Algeria, MAL = Mali, MAU =
Mauritania, SEN = Senegal.
Investigations are based on observational data and high-resolution output from a simulation
with the University of Wisconsin-Nonhydrostatic Modeling System (UW-NMS). A
comparison to the relatively scarce observational data available over the affected region
shows that the model reproduced the event surprisingly well. This points to a large-scale
control of the event and thus a, compared to tropical convection, high predictability. In fact
the event was fairly well forecasted by the operational model of the ECMWF.
The event is accompanied by strong tropical–extratropical interactions and an elongated cloud
band, usually referred to as a tropical plume (TP; see Figure 2). The TP forms between a
conspicuous upper-level trough over the subtropical Atlantic and a large anticyclonic
649
circulation over West Africa (Figure 2). An intense subtropical jet (STJ) streak is observed
along the eastern side of the trough.
Figure 2: Meteosat infrared satellite
image with superimposed 345-K
isotachs in white [m s-1] and
streamlines in black for 00 UTC 22
October 2003.
Trajectory analysis shows that moisture is transported from the tropical easterly midlevel flow
and the monsoonal southerlies into the precipitation region (Figures 3a–c). The sharp increase
in potential temperature and the decrease in mixing ratio along the trajectories suggest strong
latent heating and precipitation (Figures 3d–f). The differential moisture advection creates a
potential instability at mid-tropospheric levels that is released through ascent related to weak
quasi-geostrophic forcing to the east of the upper-level trough and to the strong, dynamically
unstable and highly divergent upper-level STJ accompanying the TP (see Figure 2). The still
active African monsoon (see Trajectory 3 in Figure 3c), a wave in the tropical easterlies, and
strong trade winds from the Southern Hemisphere support the extraction of tropical moisture
to the subtropics. Low-level cyclo- and frontogenesis only play a role in the late stages of the
development.
Figure 3 (a)–(c) : Tracks of three exemplary trajectories beginning at 00 UTC 16 October
2003. The width of the trajectory indicates its height every 12 hours (every 6 hours at later
stages, see dashed lines) according to the legend in the upper left corner; black numbers mark
the beginning of each calendar day (October). (d)–(f) show mixing ration (MR; g kg–1, left
ordinate) and potential temperature θ (in K, right ordinate) along the trajectories in (a)–(c).
650
Reference
Knippertz, P. and Martin, J. E., 2005: Tropical plumes and extreme precipitation in subtropical and tropical
West Africa. Q. J. R. Meteor. Soc., 131, 2337–2365.
Contact
1) Institute of Atmospheric Physics, University of Mainz, Becherweg 21, D-55099 Mainz,
Germany - E-mail: [email protected]
(2) Department of Atmospheric & Oceanic Sciences, University of Wisconsin–Madison, 1225
West Dayton Street, Madison, WI 53706, USA - E-mail: [email protected]
PRECIPITATION EXTREME ET «TROPICAL PLUMES »
EN AFRIQUE DE L’OUEST
Un événement extrême de précipitation en octobre 2003, affectant la région entière entre le
Sénégal et l'Atlas algérien, a été étudié en ce qui concerne les transports d'humidité impliqués
et les mécanismes produisant la précipitation. Les pluies fortes répandues aux régions arides
et semi-arides ont causé des inondations et ont amélioré les conditions de multiplication pour
des sauterelles de désert, contribuant de ce fait à la peste dévastatrice en grands parts de
l'Afrique occidentale pendant 2004.
L'événement est accompagné des interactions tropical-extratropicales fortes et d'une bande
nuageuse allongée, habituellement désignée sous le nom «tropical plume» (TP). Les analyses
de trajectoire prouvent que de l'humidité est transportée de l'écoulement à mi-niveau vers
l'ouest tropical et du courant de mousson de sud pour fournir de l'eau précipitable et de
l'instabilité potentielle aux mi-niveaux troposphériques. L'instabilité est libérée par le cumul
relié à un forçage quasi-géostrophique faible à l'est d'un thalweg d´altitude et d´un jet soustropical fort, dynamiquement instable et fortement divergent, qui accompagne le TP. La
mousson africaine encore active, une onde dans l´écoulement tropical d´est et les vents alizés
forts de l'hémisphère méridional soutiennent l'extraction de l'humidité tropicale dans les zonez
sous-tropicales. Le cyclo- et le frontogenèse de basse altitude jouent seulement un rôle vers la
fin du développement.
Les investigations sont basées sur les données d'observation et le rendement à haute résolution
d'une simulation avec l’University of Wisconsin-Nonhydrostatic Modeling System. Le dernier
a étonnamment bien reproduit l'événement, indiquant un contrôle de la grande échelle sur
l'événement et ainsi, comparé à la convection tropicale, une prévision élevée. En fait,
l'événement a été assez bien prévu par le modèle opérationnel de l'ECMWF.
651
5.11P
VARIABILITE ET PREDICTIBILITE DE LA MOUSSON
DE L’AFRIQUE DE L’OUEST
Abou Aziz MBENGUE (1), Aïda DIONGUE NIANG (1) et Chris THORNCROFT (2)
(1) Direction de la Météorologie Nationale du Sénégal, Sénégal
(2) University at Albany, NY, USA
L’objectif de cette étude est d’analyser, avec les modèles de circulation générale, les
caractéristiques dynamiques de l’atmosphère lors de l’installation de la mousson dans le Sahel
dans le but de mieux prévoir le début de la saison des pluies avec ces modèles.
En utilisant les données journalières d’ ERA-40 pour les années 1998, 2000 et 2001, il a été
démontré que l’installation de la mousson dans le Sahel est accompagnée d’une diminution de
l’intensité du jet d’est africain entre 8° et 12°N probablement due au développement des
ondes d’est, une apparition de forts vents d’ouest dans les basses couches, et un renforcement
du jet d’est tropical. Ces données seront comparées aux prévisions saisonnières DEMETER.
VARIABILITY AND PREDICTABILITY OF THE WEST
AFRICAN MONSOON ONSET
The aim of this study is to analyse with general circulation models the dynamic characteristics
of the atmosphere at the monsoon onset in the Sahel in order to predict the monsoon onset
with these models.
Using daily ERA-40 dataset for the years 1998, 2000 and 2001, it has been show that the
monsoon onset in the Sahel is associated with a decrease of the African easterly jet between
8° and 12°N probably due to the development of the African easterly waves, an apparition of
low-level westerly winds and an increase of the tropical easterly jet. These data will be
compared to DEMETER seasonal forecast.
652
5.12P
SUR LE COMPORTEMENT DE QUELQUES PARAMETRES
ATMOSPHERIQUES EN RELATION AVEC LES LIGNES DE GRAIN
DE L’AFRIQUE DE L’OUEST
B. N. ORJI et S. O. GBUYIRO
Agence Météorologique Nigériane, P. M. B. 1215, 0shodi, Lagos, Nigeria
Dans ce travail, le comportement de quelques paramètres atmosphériques comme la
température, l’humidité et le vent pendant les phases orageuses a été étudié. Ce travail est
réalisé dans l’optique d’apporter de manière centrale des éléments de réponses sur les
caractéristiques de ces orages encore insuffisamment comprises. Les calculs effectués entre la
surface et la troposphère supérieure ont révélé des variations frappantes des conditions
dynamique et thermodynamique. Trois années de données (1976-1978) ont été utilisées pour
ce papier et pour la période de juin - septembre. Des méthodes de statistique empirique et
descriptive ont été utilisées.
Les résultats ont montré que les orages sévères sont associés avec:
(i) un vent partant en arrière ou tournant avec l’altitude avec un faible où fort
cisaillement de vent, respectivement.
(ii) une mi-troposphère sèche associée avec une troposphère inférieure humide.
1. Introduction
Les lignes de grain (orages) sont des systèmes mesoéchelle qui affectent la région africaine
Ouest pendant la saison pluvieuse (avril à octobre). Elles ont un impact direct sur les
économies de pays localisées dans cette région. Le secteur agricole dépend de la provision de
pluies par ces orages. En fait, approximativement quatre-vingt pour cent de précipitation dans
les régions Sahel est fourni par ces orages (Adefolalu, 1974). D’un autre côté, ces orages
peuvent induire des impacts négatifs. Cela manifeste pendant les inondations qui ravagent les
terrains agricoles et forts vents qui endommagent les bâtiments et d'autres structures. En
termes financiers, des milliards de dollars sont perdus par les pays d’Afrique de l’Ouest dû à
des orages. Omotosho (1983) a montré que maximal souffle par rafales n règlent les cris
peuvent être prédits.
Ce n'est pas une tâche facile pour prédire les événements d'orages. L'intensité des orages de la
prédiction est plus difficile même. C'est dû à une connaissance inadéquate du comportement
de paramètres impliquée dans ces tempêtes mésoéchelle probablement. Par conséquent,
l'effort est consacré à l'étude du comportement de quelques-uns de ces paramètres dans ce
papier., Nous espérons que cela jettera quelque lumière sur la compréhension physique des
orages africains de l’Ouest.
653
2. Données et méthodologie
Données de trois paramètres de l'atmosphère supérieure – température, température du point
de rosée et vent (Vitesse et direction) - a été obtenu pour Kano (localisé dans la partie Sahel
du Nigéria). Aussi les données de la surface pour les événements des orages ont été
considérés. Les données de trois années (1976 - 1978) pour le juin de la période à septembre
ont été rassemblées par la section de l'air supérieur de l'Agence Météorologique nigériane,
0shodi, Lagos, Nigeria.
3. L’analyse
Le cisaillement du vent a été obtenu en calculant la différence entre vitesses du vent à deux
niveaux différents. Le changement de direction du vent (Comme les aiguilles d'une montre ou
en sens inverse des aiguilles d'une montre) a donné l'indication pour la variation du vent
(reculer ou tourner) avec hauteur. Ces deux facteurs ont montré le rapport remarquable avec
vents venteux qui émanent des orages. Pour ciseau du vent, une valeur critique de 10m/s a été
utilisée. Reculer de vent avec hauteur dans petit ciseau du vent ou tourner de vent avec
hauteur dans grand ciseau du vent est associé avec les bouffées égal à ou plus grand que 50
noeuds.
Inversement, reculer de vent avec hauteur dans grand ciseau du vent ou tourner de vent avec
hauteur dans petit ciseau du vent est associé avec souffle par rafales moins de 50 noeuds. Pour
zéro ciseau du vent, souffle par rafales de moins de 50 noeuds a été observé indépendant de
vent reculer ou tourner avec hauteur.
Les calculs de dépression du point de la rosée ont été faits de surface à 300 niveau HPA. Cette
indication de contenu de l'humidité a donné de très basses valeurs près la surface et très hautes
valeurs aux 500 HPA nivelez pour les vents venteux de plus grand que 50 noeuds. Mais
basses valeurs de ce paramètre de surface à approximativement 500 le niveau HPA indique
des vents venteux de moins de 50 noeuds. La vitesse de moins de 50 noeuds veut classé
comme orages modérés voici pendant que 50 noeuds et au-dessus de sera pour les orages
sévères.
4. Discussion des résultats
Les orages sévères sont associés avec reculer de vent avec hauteur dans petit ciseau du vent
ou tourner de vent avec hauteur dans grand ciseau du vent. Aussi les orages modérés sont
associés avec reculer de vent avec hauteur dans grand ciseau du vent ou tourner de vent avec
hauteur dans petit ciseau du vent. Pour cas de zéro ciseau du vent, les orages modérés sont
observés pour renforcement et tourner de vent avec hauteur.
Pour l'estimation de distribution de l'humidité du tropospheric par rapport à instabilité, 500
niveau HPA est critique. De l'analyse, les orages sévères sont associés avec une mi
troposphère sèche associée à humidité - troposphère inférieure chargée.
654
5. Conclusion
Par cette étude, il a été montré que :
(i) les orages sévères sont associés à des vents partant en arrière ou tournant avec la
hauteur avec un petit ou fort cisaillement, respectivement. Inversement, des vents partant en
arrière ou tournant avec la hauteur sont associés avec des orages modérés pour des forts ou
petits cisaillement, respectivement. C'est logique avec le papier de Rennick (1976) cette
instabilité du cisaillement du courant zonal peut produire une perturbation sur les ondes d’est
africaines observées.
(ii) une couche mi troposphérique sèche associée à une troposphère inférieure humide
est favorable pour les orages sévères.
References
Adefolalu, D. O., (1974): Sur interaction de l'échelle et l'été du tropospheric inférieur perturbation d'est sur
tropique Afrique Ouest. Thèse Ph.D, Floride État Université, USA.
Omotosho, J. A. (1983): Prédiction de bouffée maximale dans les cris de la ligne africains Ouest. Nig.
Rencontré. J. VOL. Je, No. 2.
Rennick. A. (1976): La génération de ondes africaines. J. ATMOS. Sci. 1976.
ON THE BEHAVIOUR OF SOME UPPER AIR PARAMETERS IN
RELATION TO WEST AFRICAN SQUALL LINES (THUNDERSTORMS)
In this work, the behaviour of some upper air parameters like temperature, humidity and wind
during thunderstorms (squall lines) situation had been investigated. This is with a view to
bringing into sharp focus those aspects of their characteristics currently not well understood.
Computations carried out between surface and upper troposphere revealed striking variations
of dynamic and thermodynamic conditions.
Three years data (1976 – 1978) have been used for this paper and mid-summer period (June –
September) have been considered.
Both empirical and descriptive statistics were employed in the analysis of the data.
Results showed that high intensity thunderstorms are associated with :
- Backing or veering of wind with height in small or large wind shears respectively.
- Dry mid-troposphere coupled with moisture-laden lower troposphere.
655
5.13P
THE DEPLOYMENT OF DRIFTSONDE FOR
AN AMMA-THORPEX COLLABORATION
D. PARSONS (1), J.-L. REDELSPERGER (2), Ph. COCQUEREZ (3),
Ph. DROBINSKI (4), H. COLE (1), Stéphanie VENEL (3) and N. VERDIER (3)
(1) NCAR, USA (2) CNRM, France (3) CNES, France
(4) IPSL/Service d’Aéronomie, France
This abstract describes the use of a stratospheric balloon that carries a gondola holding
between 40 and 50 miniature dropsondes. The effort is a technical collaboration between
CNES providing the ballooning expertise and NCAR providing the sounding and sounding
deployment expertise. The effort is called driftsonde. To date 5 driftsonde deployments have
been made in a proof-of-concept mode. This AMMA-THORPEX collaboration will be the
first research deployment. We expect that between 8 and 15 of these balloons will be
deployed from Chad during the mid-August to mid-September 2006 time-frame. Based on
past trajectories these balloons will drift slowly to the east drift over Africa and typically
reach the Caribbean. The data will be useful for several AMMA and THORPEX research and
forecast topics including:
• Characterization of the dry evolution of the Saharan Air Layer and the ability of this
evolution to be replicated in numerical models.
• Numerical and observational studies of the impact of dry air on deep convection and the
genesis of organized tropical convection and tropical cyclones.
• Investigations into the interaction between convection and easterly waves.
• Studies into tropical cyclone genesis and efforts aimed to extend the accurate prediction into
the medium range of cyclone track, intensity and structure.
• Studies into the impact of targeted measurement on weather systems.
656
5.14P
RAINWATCH: A GEOGRAPHIC INFORMATION SYSTEM FOR
MONITORING AND VISUALIZING DAILY RAINFALL
VARIABILITY IN NIGER
Zakari SALEY BANA (1), A. Aondover TARHULE (1) and J. Peter LAMB (2)
(1) Department of Geography, University of Oklahoma, USA
(2) CIMMS, School of Meteorology, University of Oklahoma, USA
This study describes “RainWatch”, an interactive MapObjects Visual Basic Application
designed for monitoring daily rainfall accumulation during the rainy season.
Rainfall in the West African Sahel is highly unreliable. This presents serious challenges for
most of the socioeconomic activities (i.e. farming, herding and domestic water consumption)
that are heavily dependent on rainfall. Such is the situation in Niger where devastating
droughts are common and damaging rain events occur from time to time. The existing rainfall
monitoring system, specially the one by the National Meteorological Service, is mostly
backward-looking, consisting of 10-day to monthly consecutive rainfall totals. Though
acceptable for monitoring seasonal droughts, these time periods are too coarse for tracking
specific dry spells, or for flood watching. The goal of this research is to improve the temporal
resolution of rainfall monitoring and visualization process.
RainWatch consists of a database of cumulative daily rainfall stored in Microsoft Access
format. Data processing and visualization are achieved using Visual Basic 6.0 and
MapObjects 2.2. The user can visualize for each rain station the progress and the quality of
the seasonal rainfall accumulation by comparing a curve of the cumulative daily rainfall of the
given season to five historical thresholds. To visualize the spatial extent of rainfall surfeits or
deficits, the user is presented with a map depicting the seasonal rainfall departure from the
selected threshold. An important characteristic of RainWatch is that the calculations and
display of the graphs are automatically updated as new data is added to the database. Hence,
by reducing the lag time between data collection and utilization, RainWatch will increase the
capability of Niger’s National Meteorological Service for delivering timely rainfall
information to their stake holders.
Key Words : RainWatch, Daily rainfall, GIS, Visual Basic.
657
5.15P
SIGNAUX INTRA-SAISONNIERS PREDICTIFS DU DEMARRAGE DE LA
SAISON DE MOUSSON SOUDANO-SAHELIENNE :
PREVISIONS EXPERIMENTALES
Bernard FONTAINE et Samuel LOUVET
Université de Bourgogne, Dijon, France
Les résultats exposés proviennent d’un travail basé sur la définition et la caractérisation du
démarrage de la saison des pluies soudano-sahélienne. Ce démarrage est défini par le
déplacement vers le Nord de la bande pluvieuse à l’intérieur de la ZCIT (Zone de
Convergence Inter-Tropicale) sur le continent, déplacement analysé en terme de vitesse,
d’amplitude et de soudaineté.
Notre but ici est de proposer une approche statistique simple de prévision des dates de
démarrage à travers l’utilisation de données atmosphériques et de précipitations en utilisant
une approche en quatre étapes : 1/ la définition d’un indice de précipitation ouest-africain
(WAMOI) à partir des données pentadaires CMAP et GPCP ; 2/ l’application d’un algorithme
de classification en centres-mobiles sur l’indice WAMOI (d’avril à juillet) afin de détailler les
principaux modes d’évolution des précipitations entre le printemps et l’été ; 3/ l’analyse des
signaux les plus robustes dans les estimations CMAP et dans les champs NCEP2/DOE
(pression au niveau de la mer, température de surface, vent à 925, 600 et 200 hPa) afin de
sélectionner les prédicteurs pluviométriques et atmosphériques potentiels; 4/ les prévisions
expérimentales des dates d’onset avec validation croisée au moyen d’une sélection objective
de différents jeux de prédicteurs potentiels choisis parmi les plus robustes résultats détectés au
travers des méthodes de classification.
La comparaison des rythmes pluviométriques (CMAP et GPCP) entre le printemps et l’été sur
les différentes régions d’Afrique de l’Ouest a permis de fournir un calendrier robuste des
dates d’onset sur la période 1979-2004. Les méthodes de classifications ont permis de bien
séparer les années au démarrage dit « normal » (36eme pentade, 50% des années étudiées) de
celles dont le démarrage est soit précoce (mi-juin, 31%) soit tardif (avant mi-juillet, 19%).
Ces trois types sont aussi différents par rapport au champ de précipitations.
Fondamentalement, les démarrages tardifs et normaux correspondent à un déplacement de la
bande pluvieuse assez loin au nord alors que les démarrages précoces ne sont pas associés à
une augmentation importante de la pluviométrie sahélienne dans la fenêtre 10°W-10°E. Le
signal le plus robuste est situé juste au sud de la côte guinéenne où une baisse importante de la
pluviométrie s’observe.
D’autres signaux robustes et importants ont été trouvés dans les champs CMAP et
NCP2/DOE (pression au niveau de la mer, température de surface, le vent à 925, 600 et 200
hPa). La date moyenne de démarrage apparaît au moment du maximum annuel du gradient
pluviométrique méridien cross-équatorial (accroissement des différences de précipitations
entre les régions océaniques situées au nord et au sud de l’équateur). Cette date moyenne de
démarrage est également concomitante avec (1) un maximum au niveau des différences de
pression au niveau de la mer aussi bien dans le sens zonal que méridien : le démarrage
658
apparaît quand les forces de pression (vers le Nord et vers l’Est) dépassent un certain seuil ;
(2) un renversement de signe dans les gradients d’énergie statique humide dans le plan
méridien, orienté vers le sud avant l’onset et vers le nord après. Ces résultats (et d’autres non
listés ici) ont montré que la prévision statistique de la date de démarrage en utilisant des
gradients et des tendances des pressions et d’énergie statique humide était possible. Afin de
déterminer chaque année la date d’onset, plusieurs prévisions basées sur 4 prédicteurs choisis
parmi tout un jeu de prédicteurs potentiels sur la période mi-mai mi-juin ont été faites. Le
meilleur schéma de prévision n’est pas obtenu avec les indices de pression et d’énergie
statique humide, connus pour avoir un impact important sur les dynamiques de mousson à
l’échelle régionale, mais avec les gradients de précipitations et sur les tendances temporelles
sur la ceinture équatoriale du Golfe de Guinée. Les prévisions en validation croisée sont
hautement significatives quand on les compare aux observations, avec une variance expliquée
de 75%. Dans ce contexte un démarrage tardif (précoce) est précédé au sud de l’équateur par
plus (moins) de pluies fin mai, puis vers mi-juin par un affaiblissement (renforcement) du
gradient transéquatorial normal.
Contact
Université de Bourgogne, Faculté des Sciences Gabriel, CNRS, Bâtiment Sciences Gabriel, BP 27877,
21078 DIJON CEDEX, France
659
DETECTION OF INTRASEASONNAL LEADING SIGNALS FOR THE
RAINFALL ONSET OVER THE SUDANIAN AND SAHELAN BELTS :
EXPERIMENTAL HINDCASTS
The exposed results derive from an original work based on the definition and the
characterization of the onset of the Sudan-Sahel rainy season. This onset is defined by the
northward shift of the rain belt within the ITCZ (Inter-Tropical Convergence Zone) over the
continent in terms of celerity, amplitude and suddenness.
Our purpose is to propose a simple statistical approach of onset prediction through rainfall
and atmospheric datasets using a four-step approach: 1) definition of a West African
Monsoon Onset Index (WAMOI) from the 5-day CMAP and GPCP data; 2) application of
clustering algorithm (K-means) on a selected sub-samples of WAMOI series (the April-July
season) to detail the main types of spring to summer evolutions; 3) analysis of the most robust
leading signals in the CMAP estimates and NCEP2/DOE fields (sea level pressure, skin
temperature, wind at 925, 600 and 200 hPa) to select potential rainfall and atmospheric
predictors; 4) production of experimental WAMOI cross-validated hindcasts through
objective selection of different sets of potential predictors taken from the most robust results
detected through clustering methods.
The spring to summer comparison of pluviometric rhythms in GPCP and CMAP data over the
WAM regions allowed us to provide a robust calendar of onset dates on the period 19792004. Classification methods well separate years with a “normal” onset date (36th pentad,
50% of cases) from those registering “early” (mid- June, 31%) and “late” (before mid- July,
19%). These 3 types are also different regarding the rainfall field. Basically the ‘normal’ and
‘late’ onsets correspond to a large northward excursion of the rain band whereas the ‘early’
onset does not show any important Sahelian increase in the 10°W-10°E window. So, the most
robust signal is located just southward to the Guinea coast where clear rainfall decreases
occur.
Other robust leading (from mid-May to mid-June) signals have been found both in CMAP and
NCEP2/DOE fields (sea level pressure, skin temperature, winds at 925, 600 and 200 hPa).
The mean onset date occurs at the annual maximum of the northward cross equatorial gradient
in rainfall (increasing rainfall differences between the oceanic regions north and south of
equator). It is also concomitant with (1) a maximum in sea level pressure differences along
both the meridional and zonal directions: the onset occur when the northward and eastward
pressure gradient forces exceed a certain threshold; (2) a sign reversing in moist static energy
gradients along the meridional plane, oriented southward before the onset but northward after.
These results (and others not shown) showed that statistical predictions of onset dates based
on rainfall gradients and tendencies of SLP and MSE information were possible. So, for
determining each year the date of onset, several experimental hindcasts based upon 4
predictors selected on the mid-May mid-June period have been made using different sets of
potential predictors. The best forecasting schemes are not obtained with the pressure and
energy gradient indexes, known to impact monsoon dynamics at regional scale, but with
rainfall gradients and time tendency over the equatorial belt in the Guinea Gulf. The cross
validated hindcasts are highly significant when compared to observation with an explained
common variance of 75%. In this context a late (early) onset is preceded by more (less)
rainfall southward to the equator by the end of May, then by a clear decrease (increase) of the
normal northward cross equatorial gradient by mid-June.
660
ACRONYMS
ABL
ACCENT Project
AERONET
ALADIN
ALDAS
ALMIP
AMMA
AMMASAT
AMSR
AOT
AMMANET
AMIP
AMS
API-France
ARGO
ARM
AUF
BCLME
BODEX
CCLME
CEOP
CILSS
CLIC
CGILE
CHIMERE
CLIVAR
CNRM
COPES
CORIOLIS Programme
CRHOB
CSAM
DODO
DOE
ECMWF
EGEE
EOP
EPS
ETA
FDP
FLEXPART
GCM
GCSS
GLASS
GABLS
GCLME
Atmospheric Boundary Layer
Atmospheric Composition Change – The European Network of Excellence
Aerosol Robotic NETwork
Numerical forecast model
African Land Data Assimilation Scheme
AMMA Land surface Model Intercomparison Project
African Monsoon Multidisciplinary Analysis
Satellite database of the AMMA Project
Advanced Microwave Scanning Radiometer
Aerosol Optical Thickness
A network of African scientists contributing to AMMA
Atmospheric Model Intercomparison Project
American Meteorological Society
Action Programmée Inter-organismes AMMA-France
Array for Real-time Geostrophic Oceanography
Atmospheric Radiation Measurement
Agence Universitaire d ela Francophonie
Benguela Current Large Marine Ecosystem Programme
BOdele Dust Experiment
Canari Current Large Marine Ecosystem Project
Coordinated Enhanced Observing Period
Comité Permanent Inter-Etats de Lutte contre la Sécheresse au Sahel
WCRP Climate and Crysophere Project
Centre de Gestion Integrée du Littoral et de Environnement
Chemistry Transport Model
Climate Variability and Predictability
Centre National de Recherches Météorologiques
Coordinated Observation and Prediction of the Earth System
Observational system for operationnal oceanography in France
Centre de Recherches Halieutiques et Océanologiques du Bénin
Comité de Suivi AMMA Afrique
Dust Outflow and Deposition to the Ocean
Department of Energy
European Centre for Medium-range Weather Forecasts
Etude de la circulation océanique et de sa variabilité dans le Golfe de
Guinée
Enhanced Observing Period
Ensemble Prediction System
Eastern Tropical Atlantic
Forecast demonstration project
particle dispersion model used to describe the long-range transport of
pollutants in the atmosphere
General Circulation Model
GEWEX Cloud System Studies
Global Land/Atmosphere System Studies
GEWEX Atmospheric Boundary Layer Study
Guinea Current Large Marine Ecosystem Project
661
GEWEX
GCOS
GMPP
GOCART
GOME
GOOS
GTP
IDAF
IGAC
IGBP
ILEAPS
IPCC
IRD
ISSC
ITCZ
KNMI
LPAOSF
MCS
MOPITT
MOZAIC
MOZECH model
NCEP
NIOMR
NOAA
NRL
NWP
OGCM
PIRATA
RGCM
RSMAS
SAL
SCAC
SHADE
SOP
SPARC
SST
TACE
TAV
TIGGE
THORPEX
TOMCAT
TReSS
TT
TTL
UNESCO
VACS
WAM
WCRP
662
Global Energy and Water Cycle Experiment
Global Climate Observing System
The GEWEX (Global Energy and Water Cycle Experiment) Modelling
and Prediction Projects
Georgia Tech/Goddard Global Ozone Chemistry Aerosol Radiation
Transport
Global Ozone Monitoring Experiment
Global Ocean Observing System
Global Tropospheric Experiment
IGAC/DEBITS/Africa
International Global Atmospheric Chemistry
International Geosphere Biosphere Programme
Integrated Land Ecosystem – Atmosphere Processes Study
Intergovernmental Panel on Climate Change
Institut de Recherche pour le Développement
International Scientific Steering Committee
The Intertropical Convergence Zone
Koninklijk Nederlands Meteorologisch Instituut
Laboratoire de Physique de l’Atmosphère Océan - Siméon Fongang
Mesoscale Convective System
Measurements Of Pollution In The Troposphere
Measurement of OZone and water vapour by AIrbus in-service aircraft
A coupled chemistry general circulation model
National Centers for Environmental Prediction
Nigeria Institute for Oceanography and Marine Research
National Oceanographic and Atmospheric Agency
Naval Research Laboratory
Numerical Weather Prediction
Oceanic General Circulation Model
Pilot Research Moored Array in the Tropical Atlantic
Regional General Circulation Model
Rosenstiel School of Marine and Atmospheric Science
Saharian Air Layer
Service de Coopération et d’Action Culturelle of French embassies
SaHAran Dust Experiment
Special Observing Period
Stratospheric Processes And their Role in Climate
Sea Surface Temperature
Tropical Atlantic Climate Experiment
Tropical Atlantic Variability
THORPEX Interactive Grand Global Ensemble
The Observing system Research and Predictability Experiment
A World Weather Research Programme
Transportable Remote Sensing Station
Task Team
Tropical Tropopause Layer
United Nations Educational Scientific and Cultural Organisation
Variability in the African Climate System
West African monsoon
World Climate Research Programme
INDEX
AMMA Field Observations
#
Authors
0.01
Bourlès, B., G. Caniaux, Y. DuPenhoat, Y.
Gouriou, A. Weill, D. Bourras, F.Marin,
H.Giordani and A. Bentamy
Bourlès, B., Y.Gouriou, F.Marin, G.Eldin and
Y.Dupenhoat
Kouadio, G., N. Metzl, and C.Brunet
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
Letourneur, S., D. Bourras, C. Guérin, D.
Legain, G. Bouhours, G. Caniaux, A. Weill,
L. Eymard and A. Dabas
Dagorne, Dominique, Fabrice Roubaud,
Mélanie Juza, and Bernard Bourlès
Bain, C., F. Guichard, L. Kergoat, D.J. Parker,
C.M. Taylor, F. Baup, E. Mougin et Y. Traore
0.07
Basdevant C., P. Drobinski, N. Verdier and P.
Cocquerez
0.08
Brooks, B., N. Kalthoff and D.J. Parker
0.09
Brooks, B.J., M. Hobby, S.D. Mobbs, D.J.
Parker, A.M. Blyth, M. Hill and J.B. McQuaid
Campistron, B., F. Saïd, F. Traoré, D.
Badiane, C. S. Sow, C. F. Kebe and S.
Madougou
Gosset, Marielle, Frédéric Cazenave, Olivier
Lebrouster, Josias Dossugouin, Etienne
Houngninou
Petitdidier, M., B. Campistron, V. Klaus
0.10
0.11
0.12
0.13
0.14
0.15
0.16
0.17
Pospichal, Bernard, Susanne Crewell, Ulrich
Löhnert, and Thomas Rose
Slingo, Anthony
Basu, Sunanda, Keith Groves, Santimay Basu,
Tim Fuller-Rowell, David Anderson, Ian
Mann, Christine Mazaudier, Monique PetitDidier, Paul Villa, David Byers, Joe Davila,
and Anthea Coster
Flamant, C., P. H. Flamant, J. Cuesta, D.
Edouart, C. Loth and J. Pelon
Formenti, P., B. Marticorena, K. Desboeufs, J.
L. Rajot, B. Chatenet, C. Schmechtig, L.
Menut, A. Gaudichet, D. Goossens, E.
Journet, M. Sow, M. Maille, F. Fierli, F.
Cairo, G. Didonfrancesco, S. Alfaro, S.
Caquineau, G. Bergametti, F. Dulac, M.
Manga, A. Diallo, S. Traoré and G. Cautenet
Title
The EGEE/AMMA experiment
The EGEE 1&2 cruises in the Gulf of Guinea
Distribution des paramètres du CO2 océanique dans
le Golf de Guinée : Nouvelles observations d’hiver
boréal (BIOZAIRE III et PIRATA-FR12)
A Coherent System for Measuring Turbulent Air-Sea
Fluxes during AMMA/EGEE
Meteorological observations
The nocturnal boundary layer of the west African
monsoon in observations and numerical weather
prediction models
Investigaiton of the West African Monsoon flow
using constant volume balloons in the planetary
boundary layer
A mesoscale sodar network for observing surfaceforced atmospheric circulations in the west African
monsoon
TETHERSONDE: A tethered sounding system for
measuring boundary layer winds in 3 dimensions
The 2005 March-June transition period from dry to
humid season at Bamako (Mali) as observed with a
UHF wind profiler radar
Water cycle measurements during the AMMA EOP
on the mesoscale site of the Upper Oueme River,
Benin
VHF Wind profiler in tropical region for lower and
upper atmospheric studies
Observation of boundary layer evolution in Djougou,
Benin in 2006 using microwave radiometers
The RADAGAST project
Plans for the Augmentation of TEC/Scintillation and
Magnetometer Measurements in Sub-Saharan Africa
Monitoring of the radiative budget, the aerosol
optical/microphysical properties and the vertical
distribution of aerosols in Saharan heat low region
using the Transportable Remote Sensing Station
(TReSS)
Mineral dust in Sahelian Africa: (II) observations
during the AMMA field experiment
663
AMMA Field Observations
#
Authors
0.20
Kergoat, L., F Guichard, F Baup, C Bain, C
Taylor, E Ceschia, Y Traore, D. Parker, F
Lohou, V Le Dantec, D. Epron, C. Lloyd, F
Timouk, P de Rosnay, F Lavenu and E.
Mougin
Todd, Martin C., Richard Washington,
Samuel Mbainayell, Vanderlei Martins and
Sebastian Engelstaedter
AKPO, Aristide
0.21
Didonfrancesco, G., F. Cairo and F. Fierli
0.22
0.23
Galy-Lacaux, C., C. Liousse and K. Pienaar
Highwood, Eleanor, William Morgan, Claire
McConnell, Hugh Coe, Roy Harrison and Jim
McQuaid
Mphepya, Jonas N., Jacobus J. Pienaar, C.
Galy-Lacaux and Gerhard Held
Pienaar, J.J., C. Galy-Lacaux, L. Lara, R.
Balasubramanian
0.18
0.19
0.24
0.25
0.29
Sigha-Nkamdjou. L., C. Galy-Lacaux, V.
Pont, S. Richard, D. Sighomnou and J. P.
Lacaux
Thouret, V., A. Minga, A. Mariscal, B.
Benech, B. Sauvage
Parsons, D., J.-L. Redelsperger, Ph.
Cocquerez, Ph. Dorbinski, H. Cole, Stéphanie
Venel, N. Verdier
Douglas, Michael, and Javier Murillo
0.30
Dide, Francis
0.31
Flamant, C., A. Dabas, O. Reitebuch, P.
Drobinski and J. Pelon
0.32
McQuaid, J.B., J. Trembath and A. Woolley
0.33
Jenkins, Gregory S., Everette Joseph, Amadou
Gaye and Paul A. Kucera
Karbou, F., L. Eymard, S. Janicot and P.
Terray
Boger, Rebecca A.
0.26
0.27
0.28
0.34
0.35
0.36
Dembélé Fadiala, Karembé Moussa and
Coulibaly Mahamadou
0.37
Dembélé Fadiala, Karembé Moussa and
Coulibaly Mahamadou
0.38
Descroix, Luc, Bernard Cappelaere, Stéphane
Boubkraoui, Guillaume Favreau, Yahaya
Nazoumou, Ibrahim Bouzou, Nicolas Boulain,
Manon Rabanit, Charlotte Bailleul, Abdoulaye
Koné and Sylvain Massuel
664
Title
CO2 surface fluxes from tethered balloon profiles in
the nocturnal boundary layer
Optical properties of dust from the Bodele depression,
Chad, obtained during BodEx 2005
La Mousson Ouest Africaine et la variabilité de
l’ozone troposphérique
Microlidar network to monitor aerosols in the free
troposphere during the AMMA SOP and EOP
The IDAF program : IGAC1 / DEBITS2 / Africa
The DODO Project: dust outflow and deposition to
the ocean
An estimate of wet and dry deposition of nitrogen in
semi-arid areas of southern Africa
The DEBITS’s activity : past, present and future
(Deposition of Biogeochemically Important Trace
Species)
Rainwater chemistry and wet deposition over the
equatorial forested ecosystem of Zoétélé (Cameroon)
First ozone soundings over Cotonou in the frame of
AMMA
The Deployment of Driftsonde for an AMMATHORPEX Collaboration
Strengthening the pilot balloon network over West
Africa for AMMA
Les problèmes relatifs à l’intégration des données de
radiosondage de Cotonou au SMT
Analysis of surface-atmopshere interactions in the
vicinity of the inter-tropical front and around
mesoscale cloud systems using a combination of
airborne water vapor and wind lidars
FAAM - Facility for Airborne Atmospheric
Measurements
US-Senegal measurements during SOP3 2006
Potential use of AMSU A-B brightness temperatures
for monitoring the monsoon variability
Scientists, students and teachers partnering through
GLOBE and AMMA
Etude de la production de biomasse et de la diversité
floristique herbacée selon le gradient climatique dans
les zones du Gourma et du Haoussa au Mali
Production et diversité ligneuse selon le gradient
climatique et la pression humaine dans la réserve de
biosphère de la Boucle du Baoulé au Mali
Eau et végétation au Niger : l’implémentation du TT4
AMMA Field Observations
#
Authors
0.39
Sandholt, Inge, Rasmus Fensholt, Anette
Nørgaard, Simon Stisen and Bo Dahlberg
Jensen
Willoughby, A. A., C. O. Akoshile, T. O. Aro,
R. T. Pinker, E. G. Dutton, B. N. Holben, I. A.
Adimula, O. A. Falaiye, T. B. Ajibola, and Y.
T. Ma
Traoré, A., A. Ben Mohamed, F. Ouattarra
and A. Diallo
0.40
0.41
0.42
Bernard Bourles, Robert L.Molinari and Peter
Brandt
Title
Monitoring vegetation and climate at the Dahra test
site in semi-arid Senegal: in situ measurements of
continuous time series of surface parameters
Climatic observation in the sub-Sahel
Le programme SAAGA d'augmentation des
précipitations par ensemencement des nuages du
Burkina Faso
Oceanic campaigns and measurements from open
ocean
1: West African Monsoon and Global Climate
#
1.01
1.02
1.03
1.04
1.05
Authors
Kiladis, George N., Chris D. Thorncroft, and
Nicholas M.J. Hall
Adamou, Garba; Abalovi, Kofivi; Kone,
Diakaria; Diedhiou, Arona; Gaye, Amadou
Thierno and G. Jenkins
Gbuyiro, S.O. and B.N Orji
Hopsch, Susanna B., Chris Thorncroft, Kevin
Hodges and Anantha Aiyyer
Sultan, B., S. Janicot, A. Lazar and C. Menkès
1.07
Ochou, Delfin A., Angora Aman, Yves K.
Kouadio and P. Assamoi
Sarr, Abdoulaye
1.08
Reason, C.J.C.
1.09
1.10
Giannini, Alessandra, Michela Biasutti and
Beate Liepert
Thiaw, Wassila M., and C. M. Kingtse
1.11
Lorant, V., L. Terray and S. Jourdain
1.12
Formenti, P., B. Marticorena, K. Desboeufs
and J. L. Rajot
Law, K., V. Thouret, M. Pham, I. Bouarar, M.A. Filiberti, F. Hourdin, J.-Y. Grandpeix, P.
Nedelec, B. Sauvage, V.-H. Peuch, C. GalyLacaux, D. Hauglustaine, S. Szopa, and C.
Granier
Liousse, C., B. Guillaume, J.M. Grégoire, A.
Konaré, F. Solmon and C. Junker
1.06
1.13
1.14
Title
A new perspective on African Easterly Waves, Part I:
observations
Etude multivariable de la dynamique des systèmes
convectifs en Afrique de l’Ouest
Seasonal forecasting of thunderstorms in West
African using satellite data
West African Storm tracks and their relationship to
Atlantic tropical cyclones
The atmospheric dynamics of the West African
Monsoon onset and its ocean counterpart
Nouveau zonage climatique basé sur la variabilité de
la pluviométrie en Côte d'Ivoire et au Ghana
Assessing simulations of Western African present
time climate using RegCM3
Intraseasonal variability in the South Atlantic and the
West African monsoon
Mechanisms of ocean-forced Sahel drought
Impact of sea surface temperature and soil moisture
on seasonal rainfall prediction over the Sahel
Regional-scale climate change detection over West
Africa
Mineral dust in Sahelian Africa: (I) rationale for the
AMMA field experiment
Preliminary evaluation of global model simulations of
trace gas distributions over West Africa
Impact of African biomass burning emissions on
combustion aerosol burden, transport and deposition
665
1: West African Monsoon and Global Climate
#
Authors
1.01P
Afiesimama, Ernest A., S. O. Ojo and
A.C. Anuforom
1.02P
Fulakeza, Matthew, Leonard Druyan and
Patrick Lonergan
Lucie A.T. Djiotang et François Mkankam
Kamga
1.03P
1.04P
Moufouma-Okia, Wilfran and David Hassell
1.05P
Moufouma-Okia, Wilfran, David Hassell and
David Hein
Sarr, A., P. De Felice, H. Sauvageot and A.T.
Gaye
Roucou, Pascal, S. Sijikumar and Bernard
Fontaine
Sylla, Mouhamadou Bamba, Grégory S.
Jenkins and Amadou Thierno Gaye
Zampieri, M., A. Buzzi, F. Fierli and P.
Malguzzi
1.06P
1.07P
1.08P
1.09P
1.11P
Aghedo, Adetutu M., Martin G. Schultz and
Sebastian Rast
Alani, R.A., Olayinka, K. O and Alo, B. I.
1.12P
Bouo-Bella, F., S. Cautenet and G. Cautenet
1.13P
Cairo, F. F. Fierli and G. Didonfrancesco
1.14P
Mari, C., J.L. Attie, A. Borbon, J.P.
Chaboureau, C. Delon, H. Hoeller, C. Jambert,
B. Josse, K. Law, P. Mascart, P. Perros, V.H.
Peuch, J.P. Pinty, C. Reeves, D. Serça, H.
Schlager and V. Thouret
Sauvage, B, V. Thouret, J. P. Cammas, A.M.
Thompson, J. Witte, G. Athier and P. Nédélec
Yoboué, V, C. Galy-Lacaux, J.P. Lacaux and
S. Silué
Chin, Mian and Thomas Diehl
1.10P
1.15P
1.16P
1.17P
1.18P
1.19P
1.20P
1.21P
1.22P
1.23P
666
Konare, Abdourahamane, Fabien Solmon,
Filippo Giorgi, Cathy Liousse and Robert
Rosset
Niang, A., F. Badran, C. Moulin, M. Crepon
and S. Thiria
Pinker, R. T., B. Zhang, and H. Liu
Seidou Sanda, Ibrah, Fabien Solmon and
Filippo Giorgi
Washington, Richard, Martin C. Todd ,
Sebastian Engelstaedter, Samuel Mbainayel
and Fiona Mitchell
Abiodun, B. J. and Z. D. Adeyewa
Title
Performance d’un modèle du climat régional testé
avec différentes hypothèses de fermeture du schéma
de convection pendant le pic de la mousson de
l’Afrique de l’Ouest
West African Monsoon variability in mesoscale data
sets
Simulation du climat de l’Afrique centrale et de
l’Ouest à l’aide d’un modèle climatique régional
(RegCM3) : quelques résultats préliminaires sur les
choix de la taille du domaine, du schéma convectif et
de la topographie en vue d’améliorer les simulations
des précipitations
The effects of regional orography on the West
African monsoon climate
Regional climate model simulation of the West
African monsoon precipitation during 1980-1990
Study of synoptic activity simulated over Western
Africa using MM5 model
Monsoon onset over Sudan-Sahel : simulation by the
regional scale model MM5
High resolution, RegCM3 simulations of the West
African climate system
Mesoscale simulations with BOLAM and MOLOCH
in the Sahel region : model description and
preliminary results
The influence of African air pollution on the regional
and global tropospheric chemistry
Studies on Polycyclic Aromatic Hydrocarbons
(PAHs) in the Lagos lagoon
Study of plumes mixing from biomass burning and
dust haze over West Africa
An overview on cirrus properties in the tropical UTLS from previous field campaign
West African Monsoon convective systems and ozone
budget in the upper troposphere: from local to global
scale
Ozone and Carbon Monoxide over West Africa as
seen by the MOZAIC Program
Rainwater chemistry and wet deposition over the wet
savanna ecosystem of Lamto (Ivory Coast)
Regional and global aspectsof aerosols from Africa:
from health to climate
RegCM simulation of anthropogenic aerosols over
Sub-Sahara Africa
Estimating aerosol parameters from SeaWiFS ocean
colour sensor observations by using topological maps
Effects of African dust on radiative forcing over the
African continent and the Atlantic ocean
Sensitivity of the RegCM to the optical properties of
dusts
Dust and the low level circulation over the Bodélé
Depression, Chad: observations from BoDEx 2005
Role of African easterly wave in the initiation and
propagation of West African mesoscale convective
weather systems
1: West African Monsoon and Global Climate
#
Authors
1.24P
Burton, R.R., A. Diongue-Niang, M. Diop,
R.J. Ellis, D.J. Parker*, C.D. Thorncroft, C.M.
Taylor and A.M. Tompkins
Camara, Moctar, Arona Diédhiou, Amadou T.
Gaye, Henri Laurent and Thierry Lebel
Chauvin, Fabrice
1.25P
1.26P
1.27P
1.28P
1.29P
1.30P
1.31P
1.32P
1.33P
1.34P
1.35P
Cornforth, Rosalind, Brian Hoskins and Chris
Thorncroft
Cornforth, Rosalind, Brian Hoskins and Chris
Thorncroft
Hall, N.M.J., G.N. Kiladis and C.T.
Thorncroft
Kamaye, Maâzou and Guy Plaut
Lenouo, André
Mekonnen, Ademe, Chris Thorncroft and
Anantha Aiyyer
Monkam, David
Mounier, Flore, George N. Kiladis and Serge
Janicot
Mounier, Flore, Serge Janicot and George N.
Kiladis
1.36P
Rao, P. Sanjeeva and D.R. Sikka
1.37P
Adamou, Garba, Issa Salifou El Mahaman, A.
E. Nazaire Itou, Arona Diedhiou, Amadou
Thierno Gaye et Greg Jenkins
Fink, Andreas H., M. Christoph, Volker
Ermert and Dayton Vincent
1.38P
1.39P
HAMZA Ibrahima
1.40P
Roca, Rémy, Hélèene Brogniez and Laurence
Picon
Sall, Saïdou Moustapha and Henri Sauvageot
1.41P
1.42P
Schrage, Jon M., Andreas H. Fink, Volker
Ermert and Epiphane D. Ahlonsou
1.43P
Tomasini, M., J-P. Lafore, C. Piriou, R. Roca
and K. RAMAGE
Caminade, C. and L. Terray
1.44P
1.45P
Douville, Hervé, Aurore Voldoire and
Mathieu Joly
1.46P
Haarsma, Reindert,J., Frank M. Selten,
Suzanne L. Weber and Michael Kliphuis
Joly, Mathieu, Aurore Voldoire and Hervé
Douville
1.47P
Title
The JET2000 experiment
Ondes Est africaines et activité anticyclonique sur
l’Atlantique : étude composite et étude de cas
Ondes d’Est africaines dans des scénarios IPCC en
basse et haute résolution
African Easterly Waves - Easterly Jet System: moist
physics
African Easterly Waves - Easterly Jet System: Impact
of the Hadley circulation
A new perspective on African Easterly Waves, Part
II: Dynamics
Analyse spectrale singulière multi-canal et
caractérisation des ondes d’Est
On static stability over tropical north of the Equator
Analysis of convection and its association with
African Easterly Waves
Influence of the 6 – 9-day wave activity on the spatial
distribution of monsoon rainfall in Northern Africa :
intra-seasonal and inter-annual variability
West African Monsoon dynamics / Evidence of
convectively coupled Kelvin waves
Dominant convectively coupled 15 days periodicity
Kelvin waves mode and its influence during the West
African Monsoon onset
Interactive aspects of the Indian and African summer
monsoon systems
Utilisation des données MSG dans des études de cas
de perturbations (poussière, orage et ligne de grains)
observées à Niamey en 2004
Statistics of rainfall types and associated stabilityshear weather regimes in the Soudanian wet zone
(Upper Ouémé Valley, Benin) during the 2002
IMPETUS upper-air campaign
Déclenchement et durée de vie d’un élément chasse
sable au Sahel
Variability of dry air in the mid-troposphere over the
last 20 years: satellite and trajectory climatologies
Recherches sur les facteurs influençant la cyclogénèse
Atlantique à proximité des côtes africaines
Three MCS cases occurring in different synoptic
environments in the Sudanese wet zone (Upper
Ouémé Valley, Benin) during the 2002 IMPETUS
upper-air campaign
A Climatology of West African Mesoscale
Convective Systems (MCSs)
Impact relatif des conditions de surface océanique et
du signal anthropique sur la mousson en Afrique de
l’Ouest pendant le 20eme siècle
Impact of global warming on the West African
Monsoon : preliminary assessment of the IPCC4
climate scenarios
Sahel rainfall variability and response to greenhouse
warming
African monsoon in IPCC simulations : modes of
variability and climate change
667
1: West African Monsoon and Global Climate
#
Authors
1.48P
Nguenang, Guy Merlin and François
Mkankam Kamga
1.49P
Paeth, Heiko
1.50P
Sarr, A., and A. Noda
1.51P
Abdulrasheed, Zakariya’u D.
1.52P
Adjoussi, Pessiézoum, and Adoté Blivi
1.53P
Barry, Alpha Boubacar
1.54P
Bell, Michael A., and Peter J. Lamb
1.55P
Collins, Dan C., Carlos D. Hoyos and Peter J.
Webster
1.56P
1.57P
DIiagne, B., Sagna P. and Sene A.
Djiman, Roger, and Zacharie Sohou
1.58P
1.61P
Fall, Souleymane, Dev Niyogi and Fredrick
Semazzi
Fofana, Mamadou, Abé Vincent Atti, Marie
Akadje
Kouadio, Yves K., Delfin. A. Ochou and P.
Assamoi
Lélé, Mouhamadou Issa, and Peter J. Lamb
1.62P
Liepert, Beate G.
1.63P
Segele, Zewdu Tessema, and Peter J. Lamb
1.64P
Aondover, Tarhule, and Ibrahim Bouzou
Moussa
Bella-Medjo, M., S. Janicot and B. Sultan
1.59P
1.60P
1.65P
1.66P
1.67P
1.68P
1.69P
1.70P
1.71P
668
Dalu G.A., M. Gaetani, V. Capecchi, M.
Baldi, and F. Guarnieri
Edjame, Kodjovi Sidéra
Goula, Bi Tié Albert, Issiaka Savane,
Vamoryba Fadika, Yves N’Guettia and Koffi
Kouadio
Goula, Bi Tié Albert, Théophile Lasme,
Issiaka Savane, Yves N’Guettia, Vamoryba
Fadika, Koffi Kouadio and Bernard Srhourou
Kafando, Pétronille, Fabrice Chane-Ming and
Monique Petitdidier
Knippertz, Peter, and Andreas H. Fink
Title
Etude des occurrences des extrêmes des précipitations
journalières dans la région de l’Afrique Centrale, de
leur tendance et de leur variabilité sous le climat
présent ou perturbé, à l’aide des données
d’observations et des simulations d’un modèle global
à mailles variables (Arpège-climat)
Overview on the modelling studies in the German
GLOWA-IMPETUS project, which deals with
freshwater management in different regions of West
Africa
Study of late 20th and 21st centuries high resolution
GCM simulation over Western Africa
Examining interannual rainfall variability over the
Sudan-Sahel : a new perspective
Dynamique et tendances climatiques futures dans
golfe du Bénin à travers l’exemple de quelques
stations côtières
Impacts de l’Oscillation Nord Atlantique (NAO) sur
la variabilité climatique en Afrique de l’Ouest: cas
particulier de la Guinée
Integration of Weather System Variability to
multidecadal regional climate change: West African
Sudano-Sahel zone, 1951-1998
Interaction of African monsoon and the large-scale
atmospheric circulation and oceans on intraseasonal
to multidecadal timescales
Analyse de l’évolution climatique actuelle au Sénégal
Influences of climatic variability on coastal
oceanography of Benin
The mean conditions and variability of the climate
over Senegal during the recent decades
Variabilité et tendance climatiques en Côte d’Ivoire :
cas de la station de Lamto
Atlantic ocean heating and rainfall extreme events
relationships in West Africa during JAS
Influence of intertropical front on rainfall variability
in West Africa Sahelian countries
Need for long-term broadband surface irradiance
measurements in West-Africa
Characterization and variability of Kiremt rainy
season over Ethiopia
Towards high-resolution tree-ring proxy climate
records for the West African Sahel savanna zone
Analysis of the seasonal cycle of the African
monsoon : regional applications on Cameroon
The hydrological onset and withdrawal index for the
West Africa monsoon
Le phénomène de mousson dans le golfe de Guinée
entre le Togo et le Bénin
Etude de la variabilité spatio-temporelle des pluies
moyennes mensuelles de la région sud-ouest de la
Côte d’Ivoire
Variabilité spatio-temporelle des pluies mensuelles du
Sud-Ouest de la Côte d’Ivoire et évolution du Front
Inter Tropical (FIT)
Variations saisonnières et interannuelles des ondes de
gravité en Afrique équatoriale
An extreme Saharan dust outbreak in spring 2004 and
its impact on the onset of the West African Monsoon
1: West African Monsoon and Global Climate
#
Authors
1.74P
Ndong, J.B. and P. Sagna
Peyrillé, P., J.P. Lafore and J.L.
Redelsperger
Sultan B., Drobinski P. and S. Janicot
1.75P
Zhang, Chidong, and Phoebe Woodworth
1.76P
Guichard, F., F. Favot, F. Hourdin, I. Musat,
J.F. Guérémy, J.P. Lafore, P. Marquet and P.
Ruti
Hamatan, Mohamed
1.72P
1.73P
1.77P
1.78P
1.79P
1.80P
1.81P
Hourdin, Frédéric, Ionéla Musat, MarieAngèle Filiberti, Jean-Yves Grandpeix, and
Mai Pham
Losada, T., J. García, B. Rodríguez-Fonseca,
H.-Y. Ma and C. R. Mechoso
Rodriguez-Fonseca, Belen, T. Losada , J.
Garcia, I.Poloand C. R. Mechoso
Benoît, V., P. Rogel, Y. M. Tourre, and L.
Jarlan
1.82P
Corti, S., F. Molteni and F. Kucharski
1.83P
Naklouma, Guillaume, Ousmane Ndiaye
1.84P
Moron, Vincent, Andy W. Robertson, M. Neil
Ward, and Ousmane Ndiaye
Ndiaye, Ibrahima, Ousmane Ndiaye and
Amadou Gaye
1.85P
1.86P
Ndiaye, Ousmane, and M. Neil Ward
1.87P
Polo, I., B. Rodriguez-Fonseca and E.
Serrano-Mendoza
Trzaska, Sylwia, Andrew Robertson and
Pauline Dibi-Kangah
1.88P
Title
Déficit pluviométrique eecord au Sénégal en 2002
An idealized approach of the West African Monsoon
Characterization of the monsoon circulation diurnal
cycle around the monsoon onset
Low-level circulations associated with the West
African Monsoon
Signature of large-scale models along a meridian
transect over West Africa : AMMA-CROSS
Validation des sorties pluviométriques des modèles
de circulation générale (GCMs) au Sahel, aux
échelles mensuelle et journalière
Sensitivity of the atmospheric transport and monsoon
rainfall to the parameterization of moist convection in
the LMDZ4 climate model
Model characterization of WAM mean seasonal cycle
Simulations of the 2000 and 2003 African Monsoon
seasons with the UCLA AGCM
Convergence du flux d’humidité sur l’Atlantique
tropical et prévision saisonnière des précipitations sur
l’Afrique de l’Ouest
Interannual variability and predictability of the West
African Monsoon circulation
Burkina Faso seasonal rainfall predictability : Sahelan
or Guinean regimes
Analysis and downscaling of sub-seasonal variability
of Senegal rainfall with weather classification
Getting around poor GCM rainfall simulation for
Senegalese seasonal forecasting : circulations
alternative
Using tropical Atlantic circulation to predict Sahel
rainfall
Precipitation and SST patterns related to WAM
Simulation of sub-seasonal characteristics of rainfall
in central West African using a hidden Markov model
669
2: Water Cycle
#
Authors
2.01
Sambou, Soussou
2.02
Onibon, Hubert, Thierry Lebel, and Abel
Afouda
Guichard, F., J.P. Lafore, C. Piriou, N.
Asencio, A. Boone, F. Favot and J.L.
Redelsperger
Chopin, F., J.C Bergès, M. Desbois, A. Ali
and A. Amani
Adeyewa, Z. Debo, Edward Zipser and
Chuntao Liu
Tanu, Michael M., Karen I. Mohr and
Anantha R. Aiyyer
Moussa, Ibrahim Bouzou, Luc Descroix,
Stéphane Boubkraoui, Ibrahim Mamadou,
Iliassou Alzouma, Eric Le Breton, and
Okechukwu Amogu
Kucera, Paul A., Everette Joseph, Greg
Jenkins, and Amadou Gaye
Bouniol, Dominique, Alain Protat, Nicolas
Viltard, Yvon Lemaître, and Georges Scialom
2.03
2.04
2.05
2.06
2.07
2.08
2.09
2.10
Bock, O., M.N. Bouin, F. Guichard, A.
Walpersdorf, E. Doerflinger, and F. Masson
2.11
Ali, Abdou, Abou Amani, and Thierry Lebel
2.12
Karambiri, H., H. Yacouba, D. Sanou, P.
Diello, M. Guilliod, G. Mahé, and J.E.
Paturel
Favreau, G., A. Guero, S. Massuel, Y.
Nazoumou, M. Descloîtres, M. LeBlanc, B.
Cappelaere, and L. Descroix
2.13
2.04P
Bergès, J.C., F. Chopin and m. Desbois
Bouchard, A., C. Revillet, Y. Lemaître, A.
Protat, and N. Viltard
Diatta, Samo, Nicolas Viltard, and Amadou
Thierno Gaye
Fierli, F.
2.05P
Grandpeix, Jean-Yves
2.06P
Grimes, D.I.F.
2.07P
Kebe, Cheikh Mouhamed Fadel, H. Sauvageot
and A. Nzeukou
2.08P
Onibon, Hubert, and Alfonso Gutiérrez-López
2.09P
Sané, Tidiane, Mbaye Diop and Isidore
Marcel Sene
2.01P
2.02P
2.03P
670
Title
Tendance climatique à partir des séries
pluviométriques du bassin amont du Fleuve Sénégal :
l’exception de la station de Bakel
Application of the Gibbs sampler to conditional
simulation of Sahelan rain fields
Analysis of large-scale atmospheric water budget
estimations over West Africa during the monsoon
season
Using MSG for GPCP products enhancement
TRMM-observed characteristics of West African
mesoscale convective weather systems
Multi-year streamflow precipitation analysis for the
Ankobra river, Ghana
Changements d’usage des sols et modifications du
cycle de l’eau au Sahel
Implementation and initial evaluation of a rain gauge
network deployed in Senegal
Contribution of the MCS anvils to radiative, heat and
water budgets : a strategy for quantification at
different scales
Analysis of total water vapour content from GPS data,
radiosondes and numerical weather prediction models
in West Africa
Approche de modélisation intégrée de la variabilité
pluviométrique au Sahel
Caractérisation de la réponse hydrologique et de
l'érosion hydrique d'un petit bassin versant sahélien:
bassin versant de Tougou au Nord du Burkina Faso
La nappe phréatique en hausse du sud-ouest Niger, un
paradoxe sahélien ? Nouveau bilan et perspectives
Computation of convective kernels growing rate
Large-scale moisture budget of the African monsoon
based on spaceborne and ground-based observations
Vertical profiles of space-based rain estimates in West
Africa using TRMM precipitation radar data
Water vapor meridional transport in the Sahelan
region
Water budget of the monsoon layer in LMDZ
simulations: role of convective entrainment and of
surface evaporation
Validation of the TAMSAT algorithm for satellite
derived rainfall estimates in West Africa
Relation entre les intégrales spatio-temporelles de la
couverture nuageuse et la pluie au sol à la transition
entre un climat aride et un climat équatorialImplications pour la mesure des précipitations depuis
l’espace
Comparative hydrological drought-flood risk
modeling at West African Sahel region and Northern
Mexico
La variabilité pluviométrique et la dégradation de la
saison pluvieuse au Sénégal
2: Water Cycle
#
2.10P
2.11P
2.12P
2.13P
Authors
Schrage, Jon M., Stephen Augustyn, and
Andreas H. Fink
Viltard, N, F. Chopin, and A. Lô
Vischel, Théo, Thierry Lebel, Christophe
Messager, and Abou Amani
Dudek, J., H. Laurent, C. Depraetere, and M.
Gosset
2.14P
Giraud, V., F. Bouo-Bella, and S. Cautenet
2.15P
Gosset, Marielle, Frédéric Cazenave, Josias
Dossougoin, and Etienne Houngninou
2.16P
Le Lay, M., I. Zin, S. Galle, G.M. Saulnier, C.
Peugeot, L. Séguis, and I. Braud
Nzeukou A., Fioko L., Sauvageot H. and Gaye
A.
2.17P
2.18P
2.19P
2.20P
2.21P
Peugeot, C., C. Depraetere, L. Le Barbé., L.
Séguis., S. Galle, S. Afouda, M. Arjounin, S.
Boubkraoui, J.M. Bouchez, F. Jacquin, F.
Malinur, T. Ouani, N. Thévenot, and A.
Zannou
Tossa, Aurélien A. Y.
Akoshile, C. O., A. A. Willoughby, I. A.
Adimula, T. B. Ajibola, O. A. Falaiye, E. B.
Babatunde, and T. O.Aro
Bousquet, Sandie, Jacques Gignoux, and
Alain Perrier
2.22P
Diallo, Drissa
2.23P
Galle, S., N. Thévenot, J.P. Laurent, L.
Séguis, C. Peugeot, S. Afouda and T. Ouani
2.24P
Kallel, Abdelaziz, Mehrez Zribi, Sylvie Le
Hégarat-Mascle, Sylvain Massuel, and Luc
Descroix
Kamagaté, B., L. Séguis, G. Favreau and J. L.
Seidel
Kounouhewa, Basile
2.25P
2.26P
2.27P
2.28P
2.29P
2.30P
Laurent, Jean-Paul, Luc Descroix, Stéphane
Boubkraoui, and Hamissou Alassane
Robain, Henri, Maxime Wubda, Sylvie Galle,
Luc Séguis and Christophe Peugeot
Séguis, L., S. Galle, C. Peugeot, H. Robain, S.
Afouda, M.Arjounin, S. Boubkraoui, J.M.
Bouchez, F. Jacquin, F. Malinur, T. Ouani, N.
Thévenot and M. Wubda
Vissin, Expédit Wilfrid, and Pierre Camberlin
Title
Nocturnal low-level stratiform clouds during the West
African summer Monsoon
Rain retrieval over continental Africa from spaceborne
passive microwave instruments
Scale issues in assessing the water balance of a
regional-size Sahelan catchment
Precipitation in North Benin: comparison between
ground-based rain event classification and cloud
systems tracked from satellite data
Study of convective activity associated with
stratocumulus covers during wet season over West
Africa
First measurements with an X-band polarimetric radar
in West Africa : The XPORT experiment in Djougou,
Donga, Benin
Hydrological behaviour of the Donga catchment:
testing some modelling assumptions
Modélisation par la méthode du « Scaling law » des
distributions de gouttes de pluie sur la région côtière
de Debuncha au Cameroun
Analyse du fonctionnement hydrologique à mesoéchelle sur la haut bassin de l’Oyémé (Bénin)
Etude synoptique des réseaux hydro-climatiques
d’observations systématiques du Bénin
Seasonal Variation of Relative Humidity at Ilorin,
Nigeria
Rôle des arbres à enracinement profond dans le
fonctionnement hydrique des écosystèmes semi-arides
sahéliens
Ruissellement en milieux cuirassés et gestion des eaux
et des sols en zone soudanienne d’Afrique occidentale
Bilan hydrique stationnel sur le bassin versant de la
Donga (Bénin). Premiers résultats sur les stations de
Jachère et de Forêt Claire
Characterization of pool evolution in Niamey degree
(Niger) based on high resolution optical remote
sensing data
Origins of the flows in a tropical bedrock basin in
Benin (Donga, upstream of Oueme river)
Proposition d’un estimateur de l’hygrométrie dans la
troposphère et la stratosphère au-dessus de Cotonou
Stratégies de suivi des transferts d’eau dans les sols :
mises en œuvre sur le site de méso-échelle de Niamey
Etude du Site de Djougou (Bénin) par tomographie de
résistivité électrique: importance de la variabilité
spatiale des couvertures d’altération pour la
connaissance du fonctionnement hydrique souterrain
Dynamique de l’eau sur deux toposéquences du bassin
versant de la Donga (Bénin) au cours de la saison des
pluies – Impact sur le début des écoulements en
rivière
Impact de la péjoration pluviométrique des années
1970 sur les ressources en eau du bassin de la Sota
(Bénin Afrique de l’ouest)
671
3: Surface-Atmosphere Feedbacks
#
Authors
3.01
Douville, Hervé, and Sébastien Conil
3.02
Xue, Yongkang, Hyun-Suk Kang, Dev
Niyogi, I. Pioccard-Leclercq, G. James
Collatz, Charles Taylor, Seydou Doumbia,
and Molly E. Brown
Mougin, E., P. Hiernaux, L. Kergoat, J.
Seghieri, F. Lavenu, Y. Tracol, L. Jarlan, L.
Diarra, F. Dembélé, M. Karembé, B.
Mougenot, F. Timouk, P. de Rosnay, V.
LeDantec, F. Baup and S. Mangiarotti
Boone, A., P. de Rosnay and J.P. Lafore
3.03
3.04
3.05
3.06
d’Orgeval, T., J. Polcher, P. de Rosnay, and T.
Ngo-Duc
Intsiful, J., T. Bagamsah, M. Denich, M. Fosu,
P.L.G. Vlek, J. Pal, F. Folmon, and F. Allotey
3.07
3.08
Taylor, Christopher M.
Lothon, M, F. Couvreux, S. Donier, F.
Guichard, P. Lacarrère, and F. Saïd
3.09
Haarsma, Reindert, Wilco Hazeleger, WimPaul Bruegem, and Roberto de Almeida
Sow, Bamol Ali , Patrick Marchesiello,
Claude
Roy,
Abderrahim
Moujane,
Dominique Dagorne and Amadou Thierno
Trzaska, Sylwia, Andrew W. Robertson, John
D. Farrara, and Carlos R. Mechoso
3.10
3.11
3.01P
André, Cyrille, Mehrez Zribi, and Catherine
Ottlé
3.02P
Bailleul, Charlotte, Luc Descroix, Bernard
Cappelaere, Bruno Gérard, Seydou Traoré,
Jean Paul Laurent, Julien Morel, Jacques
Gignoux, Nicolas Boulain, Manon Rabanit,
Sandie Bousquet, Stéphane Boubkraoui,
Hamissou Alassane, and Abdoulaye Koné
Bergès, J.C., and C. Mering
Boulain, N., M.Rabanit, F. Timouk,
L.Descroix, C. Lloyd and B.Cappelaere
3.03P
3.04P
3.05P
3.06P
3.07P
3.08P
672
Delon, Claire, Dominique Serça, Richard
Dupont, Patricia De Rosnay, Franck Timouk,
and Eric Mougin
Damesin, Claire, Jon Bennie, Lina Mercado,
Josiane Seghieri
de Rosnay, Patricia, Frédéric Baup, Frank
Timouk, Cindy Couderc, Valérie Le Dantec,
Laurent Kergoat, François Lavenu, and Eric
Mougin
Fensholt, Rasmus, Inge Sandholt, Simon
Stisen and Anette Nørgaard
Title
Soil moisture influence on the West African Monsoon
variability and predictability at the seasonal timescale
Land/climate interaction in West Africa
Réponse de la végétation sahélienne en Afrique de
l’Ouest à la variabilité climatique : conséquences sur
les interactions surface-atmosphère
Multiscale land surface model database and
intercomparison within AMMA
Impact of the Sahel drought on the water balance in
LSMs
Modeling the impact of bushfire-induced land use
change on the surface energy fluxes and moisture
indicators in the Volta Basin
Soil moisture – rainfall feedbacks in the Sahel
Organized structures in the Sahelan boundary layer
during the transition period between the wet and dry
seasons
Tropical Atlantic variability in the coupled SPEEDO
model
Modeling of the Senegalese upwelling system
Coupled ocean-atmosphere variability in the South
Atlantic
Land cover cartography over the Niger AMMA site
from the eighties to nowadays using SPOT time series
images
Feedback surface / atmosphère : et l’échelle locale?
Connected filters applied to data fusion
Interactions végétation / hydrologie / climat au Sahel,
modélisation et résultats de terrain dans le cadre de
AMMA-Niger
NO emission from soil in tropical conditions
A functional comparison of the dominant species at
Agougou, intensive measurement site in the Malian
Gourma
Soil moisture monitoring in the Gourma meso scale
site: from local station network to remote sensing
approaches
Improved land surface modelling using Earth
Observation data from the geostationary SEVIRI
Meteosat Second Generation (MSG)
3: Surface-Atmosphere Feedbacks
#
Authors
3.09P
Garba, Zibo, Amadou Soumaila and Barma
Malam Kiari
3.10P
Intsiful, J., H. Kunstmann, P. Vlek, B.
Diekrüger, and F. Allotey
3.11P
Jarlan, L., T.Y. Tourre, E. Mougin, N.
Philippon, P. Mazzega, and S. Mangiarotti
3.12P
Mangiarotti, S., P. Mazzega, E. Mougin, L.
Jarlan and P. Hiernaux
3.13P
Le Dantec, Valérie, Claire Damesin, Daniel
Epron, Josiane Seghieri, Jon Bennie, Lina
Mercado, Claire Delon, Richard Dupont,
Dominique Serça, Colin Lloyd, Laurent
Kergoat, and Eric Mougin
Leclercq-Poccard, Isabelle and Yongkang Xue
3.14P
3.15P
3.16P
Lloyd, Colin R., Phil P. Harris, Nicolas
Boulain, Jean-Martial Cohard, Andreas Fink ,
Sylvie Galle, Dominique Serça and Franck
Timouk
Mangiarotti, S., L. Jarlan, E. Mougin, P.
Mazzega, and P. Hiernaux
3.17P
Mangiarotti, S., P. Mazzega, E. Mougin, L.
Jarlan and P. Hiernaux
3.18P
Nørgaard, Anette, Simon Stisen, Inge
Sandholt and Rasmus Fensholt
3.19P
Odunuga, Shakirudeen, and Lekan Oyebande
3.20P
Saux Picart, Stéphane, Mehrez Zribi,
Catherine Ottlé, and Alain Perrier
3.21P
Stisen, Simon, Anette Nørgaard, Rasmus
Fensholt and Inge Sandholt
Zribi, Mehrez, Stéphane Saux-Picart,
Catherine Ottlé, and Luc Descroix
Cerlini, Paolina Bongioannini
3.22P
3.23P
3.24P
Chiapello, Isabelle, Cyril Moulin, and Joseph
M. Prospero
3.25P
Flamant, C., and O. Bock
3.26P
Grini, Alf, Pierre Tulet, and Laurent Gomes
Title
Identification et quantification des aérosols incorporés
dans des sols ferrugineux tropicaux développés sur le
Continental terminal des environs de Boubon (13°37’
N et 1°56’E, zone sahélienne du Niger) : impact sur la
fertilité et l’érosion de sols en jachères
Development of an optimal parameter estimation
algorithm for determining Soil-VegetationAtmosphere-Transfer parameters through inverse
modelling
Principaux motifs de variabilité de l’indice de
végétation NDVI et des produits LAI issus des
longues séries temporelles acquises par les capteurs
AVHRR sur le Sahel (1982-2003)
Predictability of the annual vegetation cycles over
Sahel from AVHRR-NDVI data : a preliminary
nonlinear space-time analysis
Présentation des mesures d'échanges gazeux de la
feuille au couvert dans un écosystème sahélien (Mali)
Evaluation of the West African water and energy
balances based on the SSB vegetation model (19821990)
The AMMA surface flux network: measurements,
preliminary data and modelling
Assimilation of VEGETATION / SPOT4 NDVI data
in a simple land surface model to monitor vegetation
over the AMMA meso-scale site (Mali)
Predictability of the annual vegetation cycles over
Sahel from AVHRR-NDVI data : a preliminary
nonlinear space time analysis
Regionalisation of SVAT modeling in the Senegal
River basin using remotely sensed data and in situ
measurements
Implication of urban landuse on hydrological fluxes in
a micro urban system
Land surface temperature diurnal cycles analysis over
Niger in relation with surface and atmospheric
characteristics
Spatially distributed hydrological modeling of the
Senegal River basin using satellite data
Mapping surface soil moisture over Kori Diantandou
site (Niger) with ASAR/ENVISAT radar data
Convective variability using a three-dimensional
cloud-ensemble model in radiative-convective
equilibrium
Analyse de l’évolution interannuelle de poussières
africaines à partir des concentrations de surface et des
observations satellitaires à grande échelle
Analysis of surface-atmosphere-ocean interactions
during six West African Monsoon seasonal cycles
between 2000 and 2005 using satellite observations
and ECMWF analyses
Dust effect on convective events in the West African
Monsoon region
673
3: Surface-Atmosphere Feedbacks
#
Authors
Title
3.27P
Heidt, S., N. Kalthoff, G. Schädler, M. Kohler
and Ch. Kottmeier
Lamb, Peter J., and M. Issa Lele
Modelling of convective systems in the Burkina
Faso/Ghana area with the regional model LM
Background climatology for the ARM Mobile Facility
deployment in Niamey: mean annual cycle and 20042005 interannual variability
Lightning associated with the 1999 eruption of Mount
Cameroon Volcano
Impact of mineral dust size resolved bin schemes on
simulated mineral dust concentrations accuracy over
western Africa
Dynamique spatio-temporelle de l’upwelling ivoiroghanéen
The impact of satellite winds and latent heat fluxes in
a numerical simulation of the tropical ocean during
1996-1998
Improved estimates of net air-sea fluxes over the
tropical Atlantic ocean
Turbulent Air-Sea Fluxes from Satellites and Models
in the Equatorial Atlantic
Validation de SST satellite dans le golfe de Guinée
3.28P
3.29P
3.30P
3.31P
3.32P
3.33P
3.34P
Mafany, G.T., G.G.J. Ernst, R.S.J. Sparks,
C.E. Suh, W.Y. Fantong, S.N. Ayonghe
Menut, L., G. Foret and G. Bergametti
Aman, Angora, Gérard Eldin, Bernard Bourles
and Yves Kouadio
Ayina, Ludos-Hervé, A. Bentamy and A. M.
Mestas-Nuñez
Bentamy, A., L-H. Ayina, K. B. Katsaros, R.
T. Pinker, and A. M. Mestas-Nuñez
Bourras, Denis, and Guy Caniaux
3.38P
Dagorne, Dominique, Nicolas Kolodziejczyk,
Bernard Bourlès and Pierre Le Borgne
Giordani, H., G. Caniaux, F.Marin, Y.
DuPenhoat, B. Bourlès, P. Marchesiello, D.
Bourras and A.M. Tréguier
Peter, Anne-Charlotte, Matthieu Le Hénaff,
Yves duPenhoat, Christophe E. Menkès,
Frédéric Marin, Jérôme Vialard, Guy Caniaux
and Alban Lazar
Rouault, Mathieu
#
Authors
3.35P
3.36P
3.37P
Ocean-Atmosphere modelling strategy during EGEEAMMA
A model study of the seasonal mixed layer heat budget
in the equatorial Atlantic
Near real time remote sensing in the tropical Atlantic
4: Prediction of Climate Impacts
4.03
Sandholt, Inge, A. Reenberg, K. Rasmussen,
B. Barbier, C. Baron, C. Feau, H. Karambiri,
E. Lambin, B. Muller, A. Nørgaard, B. Sultan,
L. Genesio, P. Vignaroli
Malou, Raymond, Fatou Diop Ngom, Honoré
Dacosta, Léonard Elie Akpo, and Diome Fary
Tellro Waï, Nadji
4.04
Cournil C., Amigues J.P. and P. Mazzega
4.05
Mariko, A., G. Mahé and E. Servat
4.06
Grimes, D.I.F., C.K. Teo, and B. Gomez
4.01
4.02
674
Title
Approaches to studying adaptation to climate change and
fluctuations in the West-African Sahel-Sudan : research
priorities of the AMMA EU WP 3.2 on impact assessment
and adaptation
Les fluctuations de nappe comme enregistreur de la
dynamique de la mousson Ouest Africaine
Prévision saisonnière comme outil de prévention et gestion
des catastrophes naturelles : tentative d’expérimentation au
Tchad dans le cadre du projet Firma II-B
A first step toward a model coupling the climate and
resources variability with socio-economical dynamics and
legal norms
Impact de la variabilité hydroclimatique sur la
dynamique spatio-temporelle de l’inondation en zone
lacustre sahélienne par NOAA/AVHRR sur la période
1990-2000 : cas du Delta intérieur du Niger (DIN) au
Mali
Assessment of uncertainty on satellite-derived areal
rainfall estimates based on a dual sequential
simulation
4: Prediction of Climate Impacts
#
4.07
4.08
4.09
4.10
4.11
4.12
Authors
Yaka, P., B. Sultan, S. Janicot, N. Fourquet ,
S. Philippon, M.F. Courel, M. Legrand and I.
Chiapello
Jeanne, L, J. L. Rajot, A. Defossey, K. K.
Kairo, M. Kalache, and P. Boisier
Ndione, Jacques-André, Jean-Pierre Lacaux,
Yves M. Tourre, and Baba Sall
Diello, Pierre, Jean-Emmanuel Paturel, Gil
Mahé, Harouna Karambiri, and Eric Servat
Kouressy, Mamoutou, Michel Vaksmann and
Seydou Traoré
Trzaska, Sylwia, Liqiang Sun, Pauline DibiKangah, and Andrew Robertson
4.13
Traore, Seydou B.
4.14
Hansen, James W., and Ashok Mishra
4.15
Di Vecchia, A., L. Genesio and P. Vignaroli
4.16
Kangah, Pauline Dibi
4.01P
Christoph, Michael, Hans-Peter Thamm and
Andreas H. Fink
Diop, Mbaye
4.02P
4.03P
4.04P
Intsiful, J., C. Onime, F. Allotey, R. Jones, C.
Rodgers, J. Pal, F. Giorgi, P. Vlek, B.
Gutowski, B. Hewitson, W. Moufouma-Okia
and H. Kunstmann
Ndiaye, Aminata
4.06P
Mahé, G., M. Rescan, A. Dezetter, S. Ardoin,
and C. Dieulin
Kangah, Pauline Dibi
4.07P
Challinor, Andrew
4.08P
Kolawole, Muyiolu Salimon
4.09P
Bomblies, Arne
4.10P
Ndione, J-A., M. Diop, B. Mondet, C. Diop
and H. Dacosta
Mahamane, A., N. Barbier, D. Dulieu, B.
Sinsin, M. Saadou and J. Lejoly
4.05P
4.11P
4.12P
Louvet, Samuel
4.13P
Olayinka, K. O., and Nwamadu, U.
Title
Prévision des épidémies de méningite en Afrique
sahélienne à partir de la dynamique atmosphérique
Dust events and meningitis cases during the dry
season (November to April) in the Sahel from 1995 to
2005: methodology for temporal and spatial analysis
Climatic and environmental conditions associated with
RVF in Senegal
Caractérisation de L'évolution de trois classes
d’occupation du sol dans le Sahel burkinabe à partir
d'une modélisation démographique et d’images
satellites: application à la modélisation hydrologique
Le photopériodisme des sorghos africains, une réponse
à la variabilité pluviométrique
AGCM simulations of subseasonal characteristics of
rainfall and implications for crop yield prediction in
Central West Africa
Prévisions climatiques saisonnières en Afrique de
l’Ouest : application à la prévision des rendements
agricoles dans les pays du CILSS
Methods for predicting rainfall impacts on crops at a
long lead time
Seasonal climate forecast for impact assessment in
food crisis prevention process: case study in Mali
Rainfall and agriculture in central West Africa:
predictability of crop yields in Burkina Faso
The IMPETUS digital atlas on the AMMA mesoscale
Upper Ouémé site
Sécheresse au Sahel et stratégies d’adaptation des
cultures : les leçons du passé
Harnessing scientific capacity for state of the art
climate research in West Africa
La variabilité pluviométrique et ses conséquences
environnementales dans le Sahel rural Sénégalais
Water resources prediction in West and Central Africa
for the 21st century
Rainfall and agriculture in Central West Africa since
1930
Simulating the impacts of climate variability and
change on tropical crop yields
Impacts of heat stress during the pre-rainy season and
its health implications in Nigeria
Hydrological determinants of African anopheline
populations: field observations and model
development
Emergence de la fièvre de la vallée du Rift au Sénégal
et variabilité intra-saisonnière de la pluviométrie
Impact de la variabilité climatique sur la diversité et la
dynamique des communautés végétales de la vallée du
fleuve Niger (Parc Régional du W)
Analyses statistiques de l’impact des paramètres
climatiques sur les vecteurs du paludisme en Afrique
de l’Ouest
Effects of particulate lead on public health of urban
residents in Ikeja area of Lagos metropolis
675
4: Prediction of Climate Impacts
#
Authors
4.14P
Cournil, Ch. and P. Mazzega
4.15P
Adamou, Salissou, and Ibrahim Ousmane
4.16P
Moukolo, Noël
4.17P
Dadoum Djeko Magloire
4.18P
Prokopy, Linda, Dev Niyogi, Souleymane
Fall, Geneviève Maricle, Nivedita Niyogi,
Roger Pielke Jr.and Roger A. Pielke Sr.
Title
Prévention et remédiation de crises socioenvironnementales au Gourma (Mali/Sahel): de la
télédétection spatiale aux instruments juridiques
Facteurs climatiques et transmissions du paludisme à
Zinder (République du Niger)
Vulnérabilité des écosystèmes du Congo et mesures
d’adaptation face aux impacts des changements
climatiques
Quelles options pour une sécurité alimentaire durable
face aux effets de la variabilité des changements
climatiques ? Cas de la partie tchadienne du bassin
supérieur du Logoné
Incorporating societal feedback in assessing water
resource vulnerability due to climate variability
5: High Impact Weather Prediction and Predictability
#
Authors
5.01
Kamga F., Andre
5.02
5.03
Gbuyiro, S.O , B.N. Orji, O. Ojo and A.O
Ediang
Afiesimama, Ernest A., and T. Obidike
5.04
Diop-Kane, M.
5.05
Mumba, Zilore
5.06
Nuret, M., F. Rabier, T. Montmerle and F.
Karbou
Lafore, J.P., N. Asencio, P. Chapelet, F.
Favot, M. Nuret, N. Chapelon, Z. Mumba, A.
El Majdoub, A. Kamga, A. Hassne, A.
Diongue,M. Jidane, S. Milton, A . Ghelli, W.
Thiaw, A. Tchouanwo, C. Mari, JP.
Chaboureau, B. Sultan, L. Fairhead, G. Berry
Laing, Arlene, Richard Carbone, and
Vincenzo Levizzani
Diongue-Niang, Aïda, and Siham Sbii
5.07
5.08
5.09
5.05P
Berry, Gareth, Chris Thorncroft and Tim
Hewson
Chaboureau, J.-P., C. Mari, and the LA
support team
Chaboureau, Jean-Pierre, Stéphanie Evan,
Anne-Sohie Daloz and Frank Roux
Chapelet, P., N. Asencio, M. Nuret and J-P
Lafore
Correia S., B. Sultan and S. Janicot
5.06P
El Majdoub, Ali
5.01P
5.02P
5.03P
5.04P
676
Title
Progress towards useful weather and climate
predictions in sub-Saharan Africa
Monitoring of mid-summer drought in West Africa
using global models
On weather forecasting techniques over West African
region
Predicting convective systems in West Africa: the
experience of JET2000
Prediction and predictability of high-impact weather
systems
Améliorations récentes apportées à l’assimilation des
données à Météo-France : applications à AMMA
The dry-run forecasting activities in summer 05 for
AMMA: elaboration and test of the forecasting tools,
methods and procedures
The diurnal cycle and propagation of precipitating
convection in Africa
Validation du modèle ALADIN NORAF sur l’Afrique
de l’Ouest avec le cas de la genèse du cyclone Cindy
African Easterly wave diagnostics
Evaluation of the Meso-NH forecast system during the
2005 AMMA Dry Run
Numerical simulation of the 15-17 August 2004 WestAfrican mesoscale convective system
A first evaluation of models involved in the AMMA
Dry-run forecasting exercise in Summer 05 monsoon
Short-lead predictions of intraseasonal oscillations of
the convective activity in West Africa
Contribution de l'ACMAD au renforcement des
capacités
5: High Impact Weather Prediction and Predictability
#
Authors
5.07P
Fall, S., D. Niyogi, F. Semazzi, and U.C.
Mohanty
5.08P
Guarnieri, Francesca, Massimiliano Pasqui,
Lorenzo Genesio and Patrizio Vignaroli
5.09P
Jenkins, Gregory S., and Sen Chiao
5.10P
Knippertz, Peter, and Jonathan E. Martin
5.11P
Mbengue, Abou Aziz, Aïda Diongue Niang, et
Chris Thorncroft
Orji, B.N., and S.O. Gbuyiro
5.12P
5.13P
5.14P
5.15P
Parsons, D., J.-L. Redelsperger, Ph.
Cocquerez, Ph. Dorbinski, H. Cole, Stéphanie
Venel, and N. Verdier
Saley Bana, Zakari, A. Ondover Tarhule and
J. Peter Lamb
Fontaine Bernard and Samuel Louvet
Title
Application of a numerical weather forecast model for
simulating heavy off-season rains and cold
temperatures and hazard mitigation planning in
Senegal
Statistical downscaling for GFS precipitation forecast
over Sahel region based on Meteosat Second
Generation rainfall estimates
Evaluation of real-time forecasts during the African
Monsoon Multidisciplinary Analysis dry runs
Extreme precipitation and tropical plumes in West
Africa
Variabilité et prédictibilité de la mousson de l’Afrique
de l’Ouest
Sur le comportement de quelques paramètres
atmosphériques en relation avec les lignes de grain de
l’Afrique de l’Ouest
The deployment of driftsonde for an AMMATHORPEX collaboration
RainWatch: a geographic information system for
monitoring and visualizing daily rainfall variability in
Niger
Signaux intra-saisonniers prédictifs du démarrage de
la saison de mousson soudano-sahélienne : prévisions
expérimentales
677