Caractérisation de l`évolution de la pluviométrie à l - 2ie

1
Caractérisation de l’évolution de la pluviométrie à l’horizon 2050 au
Burkina Faso selon cinq modèles climatiques régionaux (RCMs)
tournés dans un contexte de changement climatique.
B. IBRAHIM
1
; H. KARAMBIRI
1
et J. POLCHER
2
e-mail du premier auteur : [e-mail]
1. Institut International d’Ingénierie de l’Eau et de l’Environnement, 01 BP:594 Ouagadougou 01, Burkina Faso.
2. Laboratoire de Météorologie Dynamique de Paris, Boite 99, 4 place Jussieu, 75252, Paris Cedex 05, France.
RESUME
Les données pluviométriques journalières issues de cinq modèles climatiques régionaux (CLM, HadRM3P,
RACMO, RCA et REMO) ont été analysées en comparaison avec les observations de dix stations synoptiques du
Burkina Faso sur la période de 1961 à 2004. Les biais identifiés sur les données simulées ont été corrigées avec
la méthode quantile-quantile.
L’évolution des caractéristiques pluviométriques (début des saisons, fins des saisons, hauteur des pluies,
nombre de pluies) est déterminée à travers une analyse des changements significatifs entre la période
historique 1971-1990 et la période de prédiction de 2031 à 2050 à partir des données brutes et des données
corrigées des modèles. Les cinq modèles ne sont pas unanimes sur l’évolution de la pluviométrie annuelle, le
modèle CLM montre une tendance à la baisse de la pluviométrie annuelle due un raccourcissement des saisons
de pluies alors que les modèles HadRM3P et RACMO montrent une tendance à la hausse. La hausse du
HadRM3P est due à une augmentation du nombre de pluies alors que celle de RACMO est due à une
augmentation des hauteurs des pluies journalières.
Mots clé : modèle climatique régional, changement climatique, pluviométrie, Sahel.
INTRODUCTION
Le climat ouest africain fait l’objet d’une intense observation depuis la phase des grandes sécheresses de 1972-
1973 et 1984-1985 (Landsberg 1975; Dai 2004). Plusieurs études ont montré que c’est le climat qui a
enregistré la plus forte variabilité de la pluviométrie au cours du siècle passé (Mahé et Paturel 2009).
La complexité des phénomènes climatiques de cette région rend difficile la compréhension des mécanismes
climatiques qui s’y opèrent. Le développement des modèles climatiques offre une nouvelle opportunité
d’exploration du climat sous différents scénarios de développement de la société. Ces scénarios sont traduits
depuis la sortie du rapport spécial de l’IPCC (Inter-government Panel for Climate Change) sur les émissions en
2000 sous forme de scénarios d’émission des gaz à effet de serre dans l’atmosphère. Cinq modèles climatiques
régionaux (CLM, HadRM3P, RACMO, RCA et REMO) ont été tournés sous le scénario moyen SRES A1B de l’IPCC
sur la période de 1950 à 2050 sur une fenêtre qui couvre entièrement l’Afrique de l’Ouest avec une résolution
spatiale de 50kmx50km.
DONNEES ET METHODES
Les données pluviométriques journalières des cinq RCMs, CLM du GKSS, HC du HC, RACMO du KNMI, RCA du
SMHI et REMO du MPI (http://ensemblesrt3.dmi.dk/), couvrent la période de 1961 à 2050 et les données
observées des dix stations synoptiques (Gaoua, Bobo, Po, Boromo, Fada, Ouagadougou, Dédougou, Bogandé,
Ouahigouya et Dori) couvrent la période de 1961 à 2004. La comparaison entre les données simulées et les
données observées sur la période de 1961 à 1990 a montré que les données simulées sont entachées de biais.
Ces données simulées ont été corrigées afin d’avoir des données pluviométriques représentatives de la

2
pluviométrie du Burkina Faso. La méthode de correction des biais basée sur la comparaison des quantiles
proposée par Déqué M. (2007) est utilisée pour cette étude sur les pluies journalières. Elle consiste à ce que
les quantiles simulés soient égaux aux quantiles observés sur la période de contrôle (1961-1990). La correction
déterminée sur la période de contrôle (1961-1990) est appliquée aux données simulées jusqu’à 2050 car les
biais ne présentent aucune tendance significative.
Les deux périodes considérées pour l’étude sont séparées par une phase de quarante ans (1991 à 2030) avec
une différence de température moyenne de plus de 2°C. La deuxième période (2031-2050) se trouve donc dans
un contexte de changement climatique avec un taux des gaz à effet de serre très élevé.
RESULTATS ET DISCUSSION
1. Caractéristiques pluviométriques et correction des données
L’analyse critique des données pluviométriques simulées est faite sur la période de contrôle de 1961 à 1990.
Cette analyse avait consisté à une comparaison entre les caractéristiques pluviométriques (début des saisons,
fins des saisons, hauteur des pluies, nombre de pluies) issues des données simulées et celles des données
observées au niveau des dix stations. Les principaux biais identifiés sont : les modèles produisent un nombre
important de petites pluies inférieures à 5mm (plus de trois fois le nombre de pluies observé) et les pluies
extrêmes sont très intenses (supérieure à 250mm pour les modèles contre 150mm pour les observations). Le
test de Wilcoxon d’évaluation de la significativité des écarts entre deux séries de données a aussi montré qu’il
existe une différence significative entre les données simulées et les observations au niveau des dix stations.
Malgré ces biais sur la hauteur et le nombre des pluies, les modèles respectent la période des saisons des
pluies sur le pays qui s’étale de Mai à Octobre de chaque année.
La figure 1, montre que les données corrigées reproduisent bien les tendances pluviométriques observées
(tendance à la baisse avant 1984 et tendance à la hausse depuis 1985) et les hauteurs de pluies annuelles sont
dans l’ordre de gradeur des pluies annuelles observées. L’amélioration de la qualité des données après la
correction est confirmée par le test de Wilcoxon qui a montré une ressemblance significative des
caractéristiques pluviométriques des données corrigées avec les caractéristiques pluviométriques observées
dans plus de 80% des cas analysés (350 cas constitués de sept caractéristiques, cinq modèles et dix stations).
Figure 1 : Evolution de la pluviométrie moyenne annuelle issue des données corrigées au Burkina
2. Variation des caractéristiques pluviométriques entre 1971-1990 et 2031-2050

3
La forte variabilité de la pluviométrie enregistrée au cours du siècle passée soulève des inquiétudes sur le type
de climat aux horizons lointains. Une analyse comparative est faite entre la période historique 1971-1990 (P1)
et la période de prédiction 2031-2050 (P2) afin de mieux caractériser les différents changements. La figure 3
montre les différentes grandes tendances pluviométriques des cinq RCMs. Le principal constat est qu’on
observe les mêmes variations entre les deux périodes au niveau des données brutes et des données corrigées.
Donc la correction quantile-quantile n’a pas détruit les changements intrinsèques de chaque modèle
climatique. L’analyse des variations significatives des autres paramètres a permis d’identifier les paramètres
explicatifs de la variation de la pluviométrie annuelle.
- Une tendance significative à la baisse de la pluviométrie annuelle pour le modèle CLM. Cette baisse
(figure 2) est causée par un rétrécissement des saisons des pluies à cause d’un démarrage tardif des saisons. Ce
rétrécissement des saisons a entrainé une baisse du nombre annuel des pluies ;
- Une tendance significative à la hausse des pluies annuelles avec le modèle HadRM3P et le modèle
RACMO. La hausse du modèle HadRM3P est due à une augmentation du nombre de pluies alors que celle du
modèle RACMO est due à une augmentation de l’intensité des pluies journalières ;
- Pas de tendance significative pour les modèles RCA et REMO.
Figure 2 : Evolution de la pluviométrie moyenne annuelle au Burkina entre 1971-1990 (P1) et 2031-2050 (P2).
CONCLUSION
Les cinq modèles climatiques régionaux ne montrent aucun consensus sur l’évolution des caractéristiques
pluviométriques au Burkina Faso. Deux modèles (HadRM3P et RACMO) montrent une tendance significative à
la hausse de la pluviométrie annuelle alors que le modèle CLM montre une tendance significative à la baisse.
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
Dai A., Lamb P.J., Trenberth K.E., Hulme M., Jones P.D., et Xie P., (2004). The recent Sahel drought is real.
International Journal of Climatology, Vol. 24, p. 1323–1331.
Déqué M., (2007). Frequency of precipitation and temperature extremes over France in an anthropogenic
scenario: model results and statistical correction according to observed values. Global and Planetary Change,
Vol. 57, p. 16–26.
Landsberg H.E., (1975). Sahel drought: Change of climate or part of climate? Theoretical and Applied
Climatology, Vol. 23, p. 193-200.
Mahé G. et Paturel J. E., (2009). 1896–2006 Sahelian annual rainfall variability and runoff increase of Sahelian
Rivers. Elsevier. C. R. Geoscience, vol. 341, p. 538–546.