Variability of surface wind dynamics (speed and direction) and its consequence (horizontal visibility) in the Central Sahel and the Southern Sahara between 1950 and 2009 (Example of some synoptic stations in Niger)
Variabilité de la dynamique éolienne au sol (direction et vitesse du vent) et de ses conséquences (visibilité horizontale) au Sahel central et Sahara méridional entre 1950 et 2009 (Exemple de quelques stations synoptiques au Niger)
Résumé
In the Sahel, climate variability was firstly analyzed using rainfall. However, this analysis has interested in a time less than ten day during the year, when the frequency of wind is not significant. Then, the climate variability was studied from the analysis of wind dynamic surfaces and their consequences related to environmental degradation between 1950 and 2009.
Investigating climate variability from the wind speed and direction measured at synoptic stations (MWT). The daily variations explains the role of thermal turbulence. The seasonal cycles are distinguished by the wind speed and direction in connection with the ITCZ and ITD movements. Periods with strong aridity are highlighted by significant decrease of speed average. Surface winds show different types of droughts which not provided by rainfall data. Thus, the wind measurements provided by synoptic stations illustrate consistent results in accordance with the previous information extracted from the analysis of other parameters. These meteorological measurements are reliable and of some interest. Comparing the meteorological wind observations to 20CR, NNR-1, ERA 40 and ERA-Interim reanalysis. The monthly series show good correlation at Niamey and Maïné-Soroa, which is not the case at Bilma. The analysis of the annual cycle shows strong reanalysis winds over/underestimations. The winds interannual evolution in summer (JJA) and winter (DJF) shows that these discrepancies vary with wind station, periods and reanalysis. Therefore,
ERA 40 and NNR-1 those are the most correlated to observations while 20CR shows strong differences. The comparison of meteorological measurements with ones assimilated by NCAR (SYNOP) indicates that low correlations reanalysis with the TCM measurements should be related to SYNOP files because of the importance of missing or erroneous data.
Analyzing the variations of the consequence of combined rainfall and winds variations through the horizontal visibility and meteorological types associated with low visibility (blowing sand, sandy haze and dust haze). The interannual variations indicate significant visibility decreasing in relation with the rainfall variability. However, the increase of meteorological phenomena associated to the low visibility indicates also a climate change earlier than what is generally admitted on the basis of the only rainfall evolution. These changes concern the Saharan zone, more sensitive to wind erosion in the end 1950s. For Sahelian stations, a first degradation is visible around 1970, then a second at the beginning of 1980s. It is possible fora new observable degradation only in Niamey in the 1990s and 2000 to be of anthropological origin. Analyzing the relationship wind speed-horizontal visibility during the annual cycle. Given the rainfall gradient and the position upstream and downstream of stations on the continental scale wind trajectory NE-SW, we observe a trend suggesting other factors bring in. Indeed, gradually a real hysteresis cycle at Maïné-Soroa changes from wet period to a strong binary relation that has just disrupt a short rainy season at Nguigmi during dry period. Presumably, therefore, a third factor contributes in this relationship which transforms a hysteresis cycle to a binary relation: is it vegetation or anthropogenic factor?
Au Sahel, la variabilité climatique a d’abord été analysée à partir de la pluviométrie. Mais celle-ci ne concerne que quelques dizaines de jours dans l’année, alors que les jours sans vent sont peu fréquents. La variabilité climatique est donc analysée ici à partir de l’analyse de la dynamique éolienne au sol et de ses conséquences en lien avec la dégradation environnementale entre 1950 et 2009.
- Appréhender les variations climatiques à partir de la direction et de la vitesse du vent mesurées par les stations synoptiques (TCM). Les variations journalières reflètent le rôle de la turbulence thermique. Les cycles saisonniers sont distingués par les directions et par les vitesses du vent en lien avec les mouvements de la ZCIT et du FIT. Les périodes de forte aridité sont mises en évidence par des baisses significatives des vitesses moyennes. Les vents au sol distinguent différents types de sécheresses, ce que la pluviométrie ne permettait pas. Ainsi donc, les mesures d’observation du vent fournies par les stations synoptiques aboutissent à des résultats homogènes et en conformité avec les connaissances antérieures issues principalement de l’analyse d’autres paramètres. Ces mesures météorologiques sont donc fiables et d’un intérêt certain. Comparer les observations météorologiques des vents avec les réanalyses 20CR, NNR-1, ERA-40 et ERA-Interim. Les séries mensuelles présentent de bonnes corrélations à Niamey et Maïné-Soroa, mais pas à Bilma. L’analyse du cycle annuel montre de fortes sur/sousestimations des vents par les réanalyses. L’évolution interannuelle des vents en été (JJA) et hiver (DJF) montre que ces discordances varient selon les vents, les stations, les périodes et les réanalyses. Au total, ce sont donc ERA-40 et NNR-1 qui sont les plus proches des observations alors que 20CR s’écarte le plus fortement. La comparaison des observations avec les mesures météorologiques assimilées par NCAR (SYNOP) indique que les faibles corrélations des réanalyses avec les mesures TCM pourraient être liées aux fichiers SYNOP en raison de l’importance des données manquantes ou erronées.
- Analyser les variations de la conséquence combinée des variations pluviométriques et des vents à travers la visibilité horizontale et les types de temps liés aux basses visibilités (chasses-sable, brumes de sable et brumes-sèches). Les variations interannuelles indiquent des baisses importantes de la visibilité en lien avec les variations de la pluviométrie. Mais l’augmentation des phénomènes météorologiques liés aux basses visibilités indique aussi un changement climatique plus précoce que ce qui est généralement admis sur la base de la seule évolution pluviométrique. Ces modifications concernent la zone saharienne, plus sensible à l’érosion éolienne, dès la fin des années 1950. Pour les stations sahéliennes, une première dégradation est visible vers 1970, puis une seconde au début des années 1980. Il est possible qu’une nouvelle dégradation observable uniquement à Niamey dans les années 1990 et 2000 soit d’origine anthropique.
- Analyser la relation vitesse du vent-visibilité horizontale au cours du cycle annuel. Compte tenu du gradient pluviométrique et de la position amont-aval des stations sur la trajectoire éolienne d’échelle continentale NE-SW, nous observons une évolution qui laisse supposer
qu’interviennent d’autres facteurs. En effet, on passe progressivement d’un véritable cycle d’hystérésis à Maïné-Soroa en période humide à une forte relation binaire que vient à peine perturber une courte saison des pluies à Nguigmi en période aride. On peut donc supposer une
relation binaire : s’agit-il de la végétation ou d’un facteur anthropique ?
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
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