Hétérogénéité des précipitations sur la Cordillère

Hydrology in Mountainous Regions. I - Ifydrvlogical Measurements; the Water Cycle
(ftoceeaings of two Lausanne Symposia, August 1990). IAHS Publ. no. 193,1990.
Hétérogénéité des précipitations sur la Cordillère des
Andes boliviennes
M.A. ROCHE
ORSTOM, PHICAB, C.P. 9214, La Paz, Bolivia
A. ALIAGA, J. CAMPOS, J. PENA
IHH-UMSA, C.P. 303, La Paz, Bolivia
J. CORTES & N. ROCHA
SENAMHI, Ed. La Urbana, La Paz, Bolivia
RESUME Du désert chilien, le plus aride du monde
(1 mm an"1 sur la côte), la traversée des Andes
vers l'Est conduit à des sites amazoniens dont
la pluviométrie est très élevée ( 6000 à 7000 mm
an"1). Il existe une tendance à une diminution
des précipitations en direction du Sud-Ouest. La
masse d'air humide orientale, d'origine
atlantique et amazonienne, envahit la Bolivie
durant l'été ( oscillation de la ZITC ) en
débordant fréquemment sur l'Altiplano jusqu'aux
sommets de la Cordillère Occidentale. Des masses
d'air froid, d'origine polaire, remontent
jusqu'au nord de la Bolivie en créant des fronts
froids au contact de la masse d'air précédente.
Des conditions de stabilité extrêmement fortes
sont engendrées sur la côte ouest par
l'anticyclone sud pacifique et le courant froid
de Humboldt. Outre l'influence de la dynamique
des masses d'air, l'orographie des Andes et les
vastes étendues d'eau et de sel ( Lac Titicaca,
Salar d'Uyuni ) contribuent à l'échelle
régionale et locale à déterminer 1 'hétérogénéité
des précipitations.
INTRODUCTION
Les Andes boliviennes, situées entre 10 et 20°S, sont un
domaine montagneux intertropical soumis à une forte
hétérogénéité des précipitations. En un seul pays, depuis
la plaine orientale ( 200 m ), jusqu'aux hauts sommets
andins ( 6800 m ) et l'Altiplano ( 3600 à 4100 m ),
une variété de climats parmi la plus ample de la planète
régie la distribution des ressources renouvelables.
La carte en courbes isohyètes présentée ( fig.1 )
constitue le document actuel le plus détaillé existant pour
la région sur les précipitations moyennes pluriannuelles.
Elles provient d'un document offset couleur au 1/4 000 000
établi sur la base d'un total de 348 stations
pluviométriques . Les données les plus anciennes remontent
à 1945; l'année limite prise en considération étant 1984.
381

M. A. Roche et al.
382
FIG. 1 Carte des précipitations moyennes inter-
annuelles (mm an"1) dans la région andine
bolivienne.

383 Hétérogénéité des précipitations sur la Cordillère des Andes boliviennes
L'homogènefsation des données n'a pas été effectuée. Malgré
les critiques qui peuvent être portées à cet aspect
méthodologique, on se rend compte que les gradients spatiaux
accentués l'emportent largement sur l'hétérogénéité des
séries d'observation. Le détail du tracé des courbes a tenu
compte de la carte topographique et d'une carte écologique
existantes.
La similitude des hyétogrammes mensuels interannuels sur
toute la région montre l'appartenance à un même régime
pluviométrique.
Ces travaux ont été menés dans le cadre du Programme
Hydrologique et Cl imatologique de la Bolivie -PHICAB-
( Roche & Canedo, 1984 ), selon des accords de coopération
entre les Organismes sus-mentionnés.
DISTRIBUTION SPATIALE ET SAISONNIERE DES PRECIPITATIONS
A partir de sites amazoniens du piémont des Andes
remarquablement arrosés ( 6000 à 7000 mm an-1 ), la
traversée de la cordillère sur 400 km conduit au désert
chilien et péruvien, le moins pluvieux du monde
( 1 mm an-1 ) sur la côte de l'Océan Pacifique.
Dans la plaine amazonienne adjacente aux Andes, les
valeurs croissent depuis 600 mm au Sud jusqu'à 2000 mm au
Nord ,selon des isohyètes en forme de gouttière. La pluie
augmente ainsi en direction des Andes où sont observés les
maximums du pays, peu avant ou sur les premiers reliefs.
Dans la Cordillère Orientale même, se rencontre des zones
isolées à pluie inférieure à 500 mm. C'est le cas général
dans le sud de la chai ne où des minimums de 300 mm sont
identifiés. Le vaste plateau de l'Altiplano reçoit des
précipitations supérieures à 500 mm au nord de la latitude
de La Paz, avec un maximum de 1200 mm sur le Lac Titicaca.
Ainsi, les pluies décroissent depuis le centre du lac
jusqu'au Salar d'Uyuni. Les cimes de la Cordillère
Occidentale correspondent à un léger accroissement des
précipitations jusqu'à des valeurs de 300 à 500 mm. Les
hauteurs de pluie deviennent ensuite rapidement
décroissantes sur le versant pacifique, avec des valeurs
inférieures à 1 mm en bordure de mer.
La Bolivie peut être divisée en trois grands bassins
versants qui s'étendent totalement ou en partie sur les
Andes, et aussi partiellement dans les pays limitrophes
( Roche & Fernandez, 1988, Bourges, 1989, Guyot et al.. in
press ). Le tableau 1 indique la précipitation interannuelle
évaluée pour chaque sous-bassin andin. Les valeurs varient
de 200 à 3000 mm, iIllustrant ainsi les fortes différences
pouvant exister entre zones voisines.
La saison des pluie est centrée sur l'été avec un
maximum en janvier, secondairement en février. La saison
sèche est en hiver, avec un minimum de mai à juillet.
L'année hydrologique est considérée commencer le 1er
octobre. Un total de 60 à 75* tombe durant les quatre mois
les plus pluvieux et 0 à 15S» durant les quatre mois les plus

M. A. Roche et al.
384
secs, la période sèche étant d'autant plus sévère que le
total annuel est faible.
TABLEAU 1 Précipitations moyennes interannuslles sur les
grands bassins versants andins de Bolivie.
Superficie (km2) Pluie (mm)
Amazonie
Madré de Dios (Andes+plaine)
Béni
Grande
Bassins orientaux Mamoré
Parapeti
Altipiano
Titicaca
Desaguadero
Poopo.
Coipasa
Uyuni
Rio de La Plata
PiIcomayo
Grande y Bermejo
125
73
59
28
14
56
29
27
30
46
81
16
000
670
480
870
750
740
480
740
170
625
320
050
2
1
2
1
380
720
750
990
950
680
410
370
240
200
480
070
LES PRECIPITATIONS ET LA DYNAMIQUE DES MASSES D'AIR
La distribution des pluies s'explique par la dynamique des
principales masses d'air actives sur cette partie de
l'Amérique du Sud, et par le rôle orographique des Andes,
aussi bien à l'échelle du continent qu'à celle de la vallée.
Les masses d'air atlantique et amazonienne
Le bassin amazonien est généralement le siège de basses
pressions par rapport aux anticyclones sud pacifique et
atlantique. La dynamique de l'ensemble est réglée pour une
part essentielle par l'inclinaison apparente du soleil qui
détermine l'oscillation saisonnière de la Zone
Intertropicale de Convergence ( ZITC ) et des anticyclones
précités.
Pendant l'hiver austral, la ZITC atteint les Antilles
et les anticyclones tropicaux sud rejoignent leurs latitudes
les plus septentrionales, voisines du bassin amazonien de
Bolivie. C'est la saison sèche, caractérisée par une
mei1leure stabi1ité de l'ai r et une moindre disponibi1ité de
vapeur d'eau.

385 Hétérogénéité des précipitations sur la Cordillère des Andes boliviennes
Pendant l'été austral, la ZITC oscille sur l'Amazonie
bolivienne où sa remarquable inflexion vers le Sud étend
largement les basses pressions tropicales. C'est alors la
saison des pluies qui détermine finalement la distribution
spatiale des précipitations, compte tenu de l'importance
relative de la lame précipitée durant cette période.
L'alizé de secteur nord-est dévie le long des Andes
selon une inflexion nord-nord-ouest. Il apporte sur la
Bolivie l'essentiel de la vapeur précipitable originaire de
l'Atlantique, mais qui s'est en fait amplement recyclée à
partir de l'évapotranspiration de la forêt et des vastes
zones inondées, lesquelles seulement dans la plaine
bolivienne couvrent de l'ordre de 100 000 km2 en fin de
saison des pluies. L'alizé de secteur sud-est contribue à
l'apport d'humidité directement depuis l'Est et le Sud-Est.
La convection diurne, dans la plaine, et encore plus dans
les Andes, est responsable d'une grande part des
précipitations. Elle correspond alors essentiellement au
recyclage de la vapeur d'eau.
Les masses d'air polaire
Ce système est perturbé fréquemment par l'intrusion, dans la
plaine adjacente aux Andes, d'air plus froid et sec venu du
Sud ( Surazo ), avec la formation d'un front froid au
contact des masses d'air humides et généralement plus
chaudes qui occupent la région. La progression des masses
d'air froid a été expliquée par Leroux (1987) selon le
mécanisme d'anticyclones mobiles peu épais qui se détachent
de l'anticyclone antartique et progressent jusqu'aux basses
latitudes en écartant les autres masses d'air. La
distribution des pluies dans la plaine, selon une inflexion
des isohyètes en gouttière allant de pair avec un fort
accroissement des valeurs du Sud ( 600 mm ) au Nord ( 2 000
mm ), dénote l'interférence des deux masses d'air. L'air sec
en provenance du Sud se trouve canalisé par la dépression
topographique ( 500 à 150 m ) située entre les Andes et le
Bouclier brésilien ( 1500 m ). L'abaissement des
températures accompagnant les fronts froids peut atteindre
10°C d'un jour à l'autre, et les chutes de pluies sont
notables, pour les plus fortes intrusions d'hiver, au-delà
de 10° de latitude Sud dans la plaine et le sud des Andes
boliviennes ( Ronchail, 1988). Ces masses d'air froid
traversent fréquemment les Andes du sud du Chili, en y
abandonnant leur humidité, puis suivent la bordure orientale
de la cordillère.
Oscillations de la ZITC et des alizés associés,
perturbations du système par les fronts froids provoqués
par l'intrusion d'air polaire, sont les grands mécanismes
qui intéressent le sud des Andes et tout le piémont oriental
de la cordillère. L'Altiplano ne serait pas concerné par ces
masses d'air froid ( Ronchail, 1988 ). L'épaisseur du flux
amazonien, selon l'importance des basses pressions, la
convection produite dans la plaine et sur le versant est ,